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基础概念

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说一下Java的特点

  • 平台无关性：Java“编写一次，运行无处不在”。Java编译器将源代码编译成字节码，该字节码可以在任何安装了Java虚拟机的系统上运行。
  • 面向对象：Java是一门严格的面向对象编程语言，几乎一切都是对象。面向对象编程特性使得代码更易于维护和重用，包括类、对象、继承、多态、抽象和封装。
  • 内存管理：Java有自己的垃圾回收机制，自动管理内存和回收不再使用的对象。这样，开发者不需要手动管理内存，从而减少内存泄漏和其他内存相关的问题。

Java 的优势和劣势是什么?

优势：

  • 跨平台
  • 面向对象
  • 强大的生态系统
  • 自动垃圾回收机制
  • 多线程支持
  • 稳定性，企业级应用长期使用

劣势：

  • 性能不如C++/Rust。
  • 语法繁琐，比如样板代码多
  • 内存消耗，JVM本身占内存，对于资源有限的环境可能不太友好
  • 相比动态语言如Python，Java需要更多代码，编译过程也可能拖慢开发节奏

Java为什么是跨平台的?

Java能支持跨平台，主要依赖于JVM关系比较大。

JVM也是一个软件，不同的平台有不同的版本。我们编写的Java源码，编译后会生成一种.class文件，称为字节码文件。Java虚拟机就是负责将字节码文件翻译成特定平台下的机器码然后运行。

而这个过程中，我们编写的Java程序没有做任何改变，仅仅是通过JVM这一“中间层”，就能在不同平台上运行，真正实现了“一次编译，到处运行”的目的。

编译的结果不是生成机器码，而是生成字节码，字节码不能直接运行，必须通过JVM翻译成机器码才能运行。不同平台下编译生成的字节码是一样的，但是由JVM翻译成的机器码却不一样。

跨平台的是Java程序，不是JVM。JVM是编译后的机器码，不能跨平台，不同平台下需要安装不同版本的JVM。

jvm,jdk,jre区别

JVM ⊆ JRE ⊆ JDK

  • JVM是Java虚拟机，是Java程序运行的环境。它负责将Java字节码解释或编译成机器码，并执行程序。JVM提供了内存管理、垃圾回收、安全性等功能，使得Java程序具备跨平台性。
  • JDK是Java开发工具包，是开发Java程序所需的工具集合。它包含了JVM、编译器（javac）、调试器（jdb）等开发工具，以及一系列的类库。JDK提供了开发、编译、调试和运行Java程序所需的全部工具和环境。
  • JRE 是 Java 运行时环境，是 Java 程序运行所需的最小环境。它包含了 JVM 和一组 Java 类库，用于支持 Java 程序的执行。JRE 不包含开发工具，只提供 Java 程序运行所需的运行环境。

为什么 Java 解释和编译都有？

首先在 Java 经过编译之后生成字节码文件，接下来进入 JVM 中，就有两个步骤编译和解释。

  • 编译性：Java 源代码首先被编译成字节码，JIT 会把编译过的机器码保存起来，以备下次使用。
  • 解释性：JVM 中一个方法调用计数器，当累计计数大于一定值的时候，就使用 JIT 进行编译生成机器码文件。否则就是用解释器进行解释执行，然后字节码也是经过解释器进行解释运行的。

所以 Java 既是编译型也是解释性语言，默认采用的是解释器和编译器混合的模式。

jvm是什么

JVM是java虚拟机，主要工作是解释自己的指令集（即字节码）并映射到本地的CPU指令集和OS的系统调用。

JVM屏蔽了与操作系统平台相关的信息，使得Java程序只需要生成在Java虚拟机上运行的字节码，就可在多种平台上不加修改的运行，这也是Java能够“一次编译，到处运行的”原因。

编译型语言和解释型语言的区别？

编译型语言和解释型语言的区别在于：

  • 编译型语言：在程序执行之前，整个源代码会被编译成机器码或者字节码，生成可执行文件。执行时直接运行编译后的代码，速度快，但跨平台性较差。
  • 解释型语言：在程序执行时，逐行解释执行源代码，不生成独立的可执行文件。通常由解释器动态解释并执行代码，跨平台性好，但执行速度相对较慢。
  • 典型编译型语言如C、C++，解释型语言如Python、JavaScript。

Python和Java区别是什么？

  • Java是一种已编译的编程语言，Java编译器将源代码编译为字节码，而字节码则由Java虚拟机执行
  • python是一种解释语言，翻译时会在执行程序的同时进行翻译。

八种基本数据类型

数据类型 占用大小（字节） 位数 取值范围
byte 1 8 -27 到 27 - 1
short 2 16 -215 到 215 - 1
int 4 32 -231 到 231 - 1
long 8 64 -263 到 263 - 1
float 4 32 1.4E-45 到 3.4E38
double 8 64 4.9E-324 到 1.8E308
char 2 16 ‘\u0000’ 到 ‘\uffff’
boolean 无明确字节大小（理论上1位） 无明确位数 true 或 false

int和long是多少位，多少字节的？

  • int 类型是32位，占4个字节，int是有符号整数类型，其取值范围是从-2^31到2^31-1。
  • long 类型是64位，占8个字节， long 类型也是有符号整数类型，它的取值范围是从-2^63到2^63-1，在处理较大的整数数值时，果 int 类型的取值范围不够，就需要使用 long 类型。

long和int可以互转吗？

可以的。由于 long 类型的范围比 int 类型大，因此将 int 转换为 long 是安全的，而将 long 转换为 int 可能会导致数据丢失或溢出。

  • 将 int 转换为 long 可以通过直接赋值或强制类型转换来实现。
  • 将 long 转换为 int 需要使用强制类型转换，但需要注意潜在的数据丢失或溢出问题。

在将 long 转换为 int 时，如果 longValue 的值超出了 int 类型的范围，转换结果将是截断后的低位部分。因此，在进行转换之前，建议先检查 longValue 的值是否在 int 类型的范围内，以避免数据丢失或溢出的问题。

数据类型转换方式你知道哪些？

  • 自动类型转换（隐式转换）：当目标类型的范围大于源类型时，Java会自动将源类型转换为目标类型，不需要显式的类型转换。
  • 强制类型转换（显式转换）：当目标类型的范围小于源类型时，需要使用强制类型转换将源类型转换为目标类型。这可能导致数据丢失或溢出。
  • 字符串转换：Java提供了将字符串表示的数据转换为其他类型数据的方法。例如，将字符串转换为整型 int ，可以使用 Integer.parseInt() 方法；将字符串转换为浮点型 double ，可以使用 Double.parseDouble() 方法等。
  • 数值之间的转换：Java 提供了一些数值类型之间的转换方法，如将整型转换为字符型、将字符型转换为整型等。这些转换方式可以通过类型的包装类来实现

类型互转会出现什么问题吗？

  • 基本数据类型转换的问题
    • 当把小范围数据类型赋值给大范围数据类型时，Java 会自动进行类型转换，这种转换一般是安全的。
    • 大范围数据类型赋值给小范围数据类型时，会发生数据溢出或者精度损失的问题。
  • 对象引用转换的问题
    • 向上转型是自动进行的，而且是安全的。
    • 向下转型需要手动进行，并且存在风险。如果父类对象实际上并不是目标子类的实例，在转型时就会抛出异常。

Java的对象在运行时会记录其真实类型，当进行向下转型时，Java会检查对象的实际类型是否与目标类型兼容。如果不兼容，就会抛出ClassCastException。解决方式是需要使用instanceof检查：只有确认对象是目标子类的实例时才进行转型。

为什么用BigDecimal不用double？

double会出现精度丢失的问题，因为double执行的是二进制浮点运算，二进制有时不能准确表示一个小数——二进制只能表示成1/2n的和的组合，但0.1无法表示为这种形式，因此会出现精度误差。

比如Java中浮点数运算的输出会偏离预期（如0.05+0.01结果是0.060000000000000005），这在商品价格计算等场景中会造成严重问题（比如0.05+0.01的总和无法匹配0.06元的支付），尤其高并发场景下会导致下单、对账异常。

而BigDecimal是精确计算，所以涉及金钱的计算一般用BigDecimal。

这样使用BigDecimal可以确保十进制数值的精确计算，避免double的舍入误差。需要注意的是：创建BigDecimal对象时应使用字符串作为参数，而非直接用浮点数值，以防浮点精度丢失。

装箱和拆箱是什么？

装箱和拆箱是将基本数据类型和对应的包装类之间进行转换的过程。
自动装箱主要发生在两种情况：

  • 赋值时：这是最常见的一种情况，在Java 1.5以前我们需要手动地进行转换才行，而现在所有的转换都是由编译器来完成。
  • 方法调用时：当我们在方法调用时，我们可以传入原始数据值或者对象，同样编译器会帮我们进行转换。

自动装箱的弊端：
自动装箱有一个问题，那就是在一个循环中进行自动装箱操作，会创建多余的对象，会降低程序的性能并且加重了垃圾回收的工作量。

Integer相比int有什么优点？

int是Java中的原始数据类型，而Integer是int的包装类。

Integer和int的区别：

  • 基本类型和引用类型：首先，int是一种基本数据类型，而Integer是一种引用类型。基本数据类型是Java中最基本的数据类型，它们是预定义的，不需要实例化就可以使用。而引用类型则需要通过实例化对象来使用。这意味着，使用int来存储一个整数时，不需要任何额外的内存分配，而使用Integer时，必须为对象分配内存。在性能方面，基本数据类型的操作通常比相应的引用类型快。
  • 自动装箱和拆箱：其次，Integer作为int的包装类，它可以实现自动装箱和拆箱。自动装箱是指将基本类型转化为相应的包装类类型，而自动拆箱则是将包装类类型转化为相应的基本类型。
  • 空指针异常：另外，int变量可以直接赋值为0，而Integer变量必须通过实例化对象来赋值。如果对一个未经初始化的Integer变量进行操作，就会出现空指针异常。这是因为它被赋予了null值，而null值是无法进行自动拆箱的。

那为什么还要保留int类型？

包装类是引用类型，对象的引用和对象本身是分开存储的，而对于基本类型数据，变量对应的内存块直接存储数据本身。

因此，基本类型数据在读写效率方面，要比包装类高效。除此之外，在64位JVM上，在开启引用压缩的情况下，一个Integer对象占用16个字节的内存空间，而一个int类型数据只占用4字节的内存空间，前者对空间的占用是后者的4倍。

也就是说，不管是读写效率，还是存储效率，基本类型都比包装类高效。

说一下integer的缓存

Java的Integer类内部实现了一个静态缓存池，用于存储特定范围内的整数值对应的Integer对象。

默认情况下，这个范围是-128至127。当通过Integer.valueOf(int)方法创建一个在这个范围内的整数对象时，并不会每次都生成新的对象实例，而是复用缓存中的现有对象，会直接从内存中取出，不需要新建一个对象。