Java高级开发工程师面试考纲.docx

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Java高级开发工程师面试考纲

Java高级开发工程师面试考纲

当前，市面上有《JavaXX宝典》类似的图书，而且图书中的内容都着重在讲解Java最为基础的部分，最严重的是，里面有着大量错误的内容，极具误导性。

另外，网上也有各种各样的Java面试题，很多也是着重在Java语言基础上。

实际上，如果要应聘高级开发工程师职务，仅仅懂得Java的基础知识是远远不够的，还必须懂得常用数据结构、算法、网络、操作系统等知识。

因此本文不会讲解具体的技术，笔者综合自己应聘各大公司的经历，整理了一份大公司对Java高级开发工程师职位的考核纲要，希望可以帮助到需要的人。

1Java基础

1.1Collection和Map

（1）掌握Collection和Map的继承体系。

（2）掌握ArrayList、LinkedList、Vector、Stack、PriorityQueue、HashSet、LinkedHashSet、TreeSet、HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、WeakHashMap、EnumMap、TreeMap、HashTable的特点和实现原理。

（3）掌握CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet、ConcurrentHashMap的实现原理和适用场景。

1.2IO

（1）掌握InputStream、OutputStream、Reader、Writer的继承体系。

（2）掌握字节流（FileInputStream、DataInputStream、BufferedInputStream、FileOutputSteam、DataOutputStream、BufferedOutputStream）和字符流（BufferedReader、InputStreamReader、FileReader、BufferedWriter、OutputStreamWriter、PrintWriter、FileWriter），并熟练运用。

（3）掌握NIO实现原理及使用方法。

1.3异常

（1）掌握Throwable继承体系。

（2）掌握异常工作原理。

（3）了解常见受检异常（比如FileNotFoundException）、非受检异常（比如NullPointerException）和错误（比如IOError）。

1.4多线程

（1）掌握Executors可以创建的三种（JAVA8增加了一种，共四种）线程池的特点及适用范围。

（2）掌握多线程同步机制，并熟练运用。

1.5Socket

（1）掌握Socket通信原理。

（2）熟练使用多线程结合Socket进行编程。

2Java虚拟机

2.1JVM内存区域划分

（1）掌握程序计数器、堆、虚拟机栈、本地方法栈、方法区（JAVA8已移除）、元空间（JAVA8新增）的作用及基本原理。

（2）掌握堆的划分：

新生代（Eden、Survivor1、Survivor2）和老年代的作用及工作原理。

（3）掌握JVM内存参数设置及调优。

2.2类加载

（1）掌握类的加载阶段：

加载、链接（验证、准备、解析）、初始化、使用、卸载。

（2）掌握类加载器分类及其应用：

启动类加载器、扩展类加载器、应用程序类加载器、自定义加载器。

3J2EE

（1）掌握JSP内置对象、动作及相关特点和工作原理。

（2）掌握Servlet的特点和工作原理。

（3）掌握Spring框架的IOC和AOP实现原理（反射和动态代理）。

（4）至少掌握一个MVC框架（SpringMVC，Struts等）的工作原理，并熟练运用。

（5）至少掌握一个ORM框架（Hibernate，MyBatis等）的工作原理，并熟练运用。

4数据结构及算法

（1）掌握线性表和树的特点并熟练运用。

（2）掌握常用排序和查找算法：

插入排序（直接插入排序、希尔排序）、选择排序（直接选择排序、堆排序）、交换排序（冒泡排序、快速排序）、归并排序，顺序查找、二分查找、哈希查找。

（3）熟练运用常见排序和查找算法思想解决编程问题。

（4）了解几大基本算法：

贪心算法、分治策略、动态规划。

5计算机网络

（1）掌握网络的分层结构，及每层的功能特点。

（2）掌握TCP/IP的通信原理（三次握手、四次挥手）

6数据库

（1）掌握复杂的SQL语句编写。

（2）掌握数据库的优化（SQL层面和表设计层面）。

（3）至少掌握一款数据库产品。

（4）熟悉高并发、大数据情况下的数据库开发。

7Web技术

（1）掌握AJAX的工作原理。

（2）至少熟悉一款JS框架（比如JQuery）。

8设计模式

（1）熟悉常见的设计模式。

（2）会将设计模式理论应用到实际开发中。

9Linux

（1）熟练运用Linux常见命令。

（2）熟悉Linux操作系统基本概念及特点。

（3）熟悉Shell脚本。

10操作系统

（1）掌握操作系统的进程管理。

（2）了解操作系统的I/O。

11正则表达式

（1）掌握常见正则表达式符号。

（2）熟练运用正则表达式解决实际问题（比如匹配电话号码、邮箱、域名等）。

Java高级开发工程师面试-对象创建及销毁

1.考虑用静态工厂方法代替构造器。

（1）因为构造器的参数很难反应返回的对象，而静态工厂方法的名称就弥补了这一点。

（2）静态工厂方法不必在每次调用的时候都创建一个新的对象，比如单例模式。

（3）静态工厂方法可以根据实际需要返回原返回类型的派生类型（可以是非公有的）对象，比如EnumSet既可返回RgularEnumSet类型，也可返回JumboEnumSet类型，而它们都是声明在EnumSet中的非公有类。

服务提供者框架也是基于静态工厂方法的典型例子。

（4）静态工厂方法创建参数化类型实例的时候，代码会更加简洁。

（5）静态工厂方法所属的类，如果不包含公有的或受保护的构造器，就不能被继承。

（6）静态工厂方法跟其它静态方法没有什么区别。

2.遇到多个构造器参数时考虑用构建器。

3.添加私有构造器，可以防止类被实例化。

4.对于同时提供了静态工厂方法和构造器的不可变类（如被final修饰的类），通常可以使用静态工厂方法而不是构造器，以避免创建不必要的对象。

5.要优先使用基本类型而不是装箱类型，使用装箱类型可能会产生大量的对象。

6.在基于数组实现的栈中，当弹出一个元素之后，栈的currentSize自减1，但原始currentSize所对应的元素的引用再也不能被解除，因此形成了过期引用，这种情况下，每次弹出元素后就应该把对应元素的引用置为null，对象才能被垃圾回收机制回收。

7.使用WeakHashMap代替HashMap使用缓存功能，当key没有正常使用的时候，GC会清理对应的条目。

8.除非是做安全网，或者为了终止非关键的本地资源，否则请不要使用终结方法，因为它消耗资源特别严重。

若子类重写了finalize（）方法，可以采用终结守卫方式，即在子类中创建一个父类对象引用，当子类被销毁时就会自然执行父类finalize并销毁父类对象。

Java高级开发工程师面试——多线程

1.进程和线程的区别？

  进程是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的执行活动，不同的进程拥有独立的内存空间；线程是程序执行的最小单位，一个或多个线程组成一个进程，同一个进程中的所有线程共享相同的内存空间，运行时都有一个线程栈来保存变量值信息。

2.Thread类中的start（）和run（）有什么区别？

  start（）是用来启动新创建的线程，在start（）内部调用了run（），当前线程仅能通过start（）启动一次线程；若在本线程中直接调用run（），则它为一个普通的方法调用而已，没有创建新的线程，可以调用多次。

3.Runnable和Callable有什么区别？

  Runnable和Callable的核心功能没什么区别，只是Callable可以返回值和抛出异常。

4.volatile有什么作用？

  使用volatile修饰的变量，线程每次在使用变量的时候，都会读取变量修改后的最新值。

具体工作方式：

从堆内存加载变量值到线程本地内存，建立一个变量副本，线程对变量的修改在线程内存完成，然后再将值写回堆内存。

若两个线程对堆中的同一个变量进行操作，也会出现并发问题。

5.什么是竞态条件？

  当多个线程同时执行一段代码（或使用相同资源），因为顺序原因导致执行结果不符合预期，就出现了竞态条件。

6.如何处理线程运行时发生的异常？

  我们知道，Thread的run（）是不抛出任何检查型异常（CheckedException）的，而它自身有可能因异常而终止执行，即使用try…catch也没法捕获。

Java5.0提供了一个Thread.setUncaughtExceptionHandler来设置对线程中未捕获异常的处理。

7.请简述ThreadLocal的作用。

  当使用ThreadLocal修饰变量时，ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供了独立的变量副本，每个线程可以独立地操作自己的副本，而不会影响到其它线程的副本。

8.为什么wait（）和notify（）需要在同步块中调用？

  首先，JDK强制要求这样做，否则会抛出IllegalMonitorStateException；还有就是，这样可以避免wait和notify之间产生竞态条件。

9.请简述join（）和yield（）的作用。

  t.join（）表示阻塞主线程，等待t线程直到t线程运行结束；t.yield（）表示阻塞t线程，将CPU资源让给其它相同优先级的资源。

10.请简述wait（）和sleep（）方法有什么不同？

  sleep（）是由Thread提供的，它会释放CPU资源一段时间，但不会释放锁，等待的时间到了会恢复运行；wait（）是由Object提供的，它会放弃对象锁，进入等待锁定池，直到针对此对象的notify（）才能获取锁进入运行状态。

Java高级开发工程师面试——基础知识

1.简述Java5、Java6、Java7和Java8的若干功能更新。

Java5：

  引入泛型，允许指定集合元素的类型，避免了强制类型转换。

  引入枚举类型。

  自动装箱和拆箱（int->Integer等）。

  可变参数和新的遍历语句，比如：

public void test（object... objs）{

for（Object obj:

objs）{

System.out.println（obj）;

}

}

Java6：

  对UI、WebService和安全等一系列的增强。

Java7：

  switch可以传递字符串参数。

  获取环境信息的工具方法。

Java8：

  Java8允许给接口添加一个非抽象的方法实现，仅需要使用default关键字修饰即可。

  Lambda表达式。

  函数式接口。

2. 请简述Collection、LinkedList、ArrayList、PriorityQueue、HashSet、HashMap的关系。

  下图截取自官方文档：

3.请简述HashMap实现原理。

  HashMap的数据结构是数组和链表的结合体，称为“链表散列”结构。

元素的键值均可为null。

其中的数组元素类型为Node[]，Node包含hash、key、value和next四个属性，其中hash为元素节点的hash值，key为键，value为值，next为指向下一个元素的指针（将hash值相同的元素当作链表来存储）。

  当向HashMap中put元素A的时候，先根据key.hashCode（）计算hash值，根据hash值得到数组的索引，如果数组在该索引位置已经存放了其它元素，则遍历这个位置的元素（把所有元素当作链表看待），找到这个元素的尾节点B，将元素B的next指向元素A，即B为链头，A为链尾；若该索引位置未放置其它元素，则直接存放到这里。

在遍历元素时，程序会根据equals方法对key进行判断，若已存在该key，则用新值替换旧值。

  当向HashMap中get元素时，先根据key.hashCode（）计算hash值，根据hash值找到数组索引，遍历索引所对应的元素，根据key的equals方法找到对应的节点，最后返回节点的value属性。

4.请简述HashMap、HashTable和ConcurrentHashMap的特点。

  HashMap是非线程安全的；HashTable是线程安全的，但由于采用对象锁方式，在并发环境下效率低下；ConcurrentHashMap是线程安全的，及HashTable不同的是，它采用锁分段技术，即容器里有多把锁，每把锁用于其中的一部分数据，因此在并发环境下比HashTable效率高。

5.TreeMap及HashMap的区别？

  HashMap是基于hashCode的，适于快速查找元素，而TreeMap是基于一种固定的树顺序结构。

6.请简述JVM内存设置。

  堆内存：

堆是运行时数据区域，所有的对象和数组均存放在这里，它在虚拟机启动时创建，通过-Xms设定。

  非堆内存：

堆以外的内存，通过-XX:

PermSize来设置。

Java高级开发工程师面试——正则表达式

1. 请使用正则表达式匹配中国大陆的手机号码。

（1）手机号码前有+86字符串：

    ^\+861[3|5|7|8][0-9]{9}$

    解释：

    ^匹配输入字符串的开始位置。

    \+匹配+这个符号。

    [3|5|7|8]匹配3、5、7和8中的一个字符。

    [0-9]匹配0-9中的一个字符。

    {9}匹配前面的表达式9次。

    $匹配输入字符串的结束位置。

    |指明两项之间的一个选择。

（2）手机号码前无+86字符串：

  ^1[3|5|7|8][0-9]{9}$

2. 请使用正则表达式匹配电子邮件地址。

^\w+（\.\w+）*@\w+（\.\w{2,3}）{1,3}$

    解释：

    \w匹配包括下划线的任何单词字符。

    *匹配前面的子表达式零次或多次。

    {2,3}最少匹配2次且最多匹配3次，{1,3}同理。

3. 请使用正则表达式从下列域名中找出“”和“”。

sanesee.io, 

sanesee.org, 

sanesee.au, 

sanesee.jp, 

sanesee.click

    sanesee.（cn|com）

    解释：

    （）标记一个子表达式的开始和结束位置。

4. 请使用正则表达式匹配“a._/”和“b\_”。

    [a|b].?

（\\\_|\_/）

    解释：

    ?

匹配前面的子表达式零次或一次。

    \\匹配\。

    也可以有其它多种匹配方式，读者可以自己去尝试。

9个Java初始化和回收的面试题

1.Java中是如何区分重载方法的？

通过重载方法的参数类型和顺序来进行区分的。

注意：

若参数类型和顺序均相同时，不管参数名是否相同，编译器均会报错，提示方法已经被定义。

且不能根据返回值类型来区分，如果根据返回值来区分的话，有时程序里调用方法时并不需要返回值，那么程序都无法确定该调用那个重载方法。

2.阅读以下程序，解释其中的错误。

public static void testLong（long i） {

        System.out.println（"test long"）;

    }

    public static void testFloat（float i） {

        System.out.println（"test float"）;

    }

    public static void main（String[] args） {

        testLong（50）;

        testFloat（1.5）;

}

testLong没有问题，因为传递的参数50是int型的，而接收方参数是long型的，小范围可以自动转型为大范围的数据类型；testFloat不会通过编译，因为传递的参数1.5是double类型的，而接收方参数是float类型的，大范围转型为小范围数据类型需要显式转换，即改为testFloat（1.5f）。

3.阅读以下程序，解释其中的错误。

public static class A {

        A（int i） {

            System.out.println（"A（int i）"）;

        }

    }

    public static void main（String[] args） {

        A a = new A（）;

}

在定义了自定义构造器后，若要使用默认构造器，则需要显式指定默认构造器，否则Aa=newA（）;不能编译通过。

4.阅读以下程序，解释其中的错误。

public static class A {

        A（） {

            System.out.println（"A（）"）;

        }

        A（int i） {

            System.out.println（"A（int i）"）;

        }

        A（int i, int j） {

            A（）;

            A（i）;

            System.out.println（"A（int i, int j）"）;

        }

}

在一个构造器中调用其它构造器时，需要使用this关键字进行调用，如this（）；在一个构造器中可调用仅一个其它构造器，并且调用其它构造器的语句需放在调用者（即发出调用行为的构造器）语句块的第一行。

5.阅读以下程序，写出执行结果。

public static class A {

        private int i;

        private String j;

        int getI（） {

            return i;

        }

        String getJ（） {

            return j;

        }

        A（int i） {

            i = i;

        }

        A（String j） {

            this.j = j;

        }

    }

    public static void main（String[] args） {

        System.out.println（new A（5）.getI（））;

        System.out.println（new A（"hello"）.getJ（））;

}

执行结果为：

0

hello

对于i=i;这个语句而言，它并未改变实例变量i的值，且i的默认值为0，因此结果也为0，若需要改变实例变量i的值，需要改为this.i=i;

6.在一个类中，声明了若干个static方法和非static方法，请谈谈声明的static方法是否能访问声明的非static方法，说明理由？

static方法不能访问非static方法，因为static方法是属于这个类本身的一个方法，在编译期间就已经确定了；而非static方法是属于这个类的对象的方法，需要在实例化之后才能访问到。

若在static方法中访问非static方法，将不能通过编译。

7.static关键字为何不能修饰局部变量？

static关键字修饰的变量或方法是属于类的，在编译时就已经确定了；而普通变量或方法是属于该由类生成的对象，需要在实例化后才能确定。

因此，若static关键字修饰了方法的局部变量，一方面方法需要在实例化之后才能确定，另一方面static修饰的变量需要在编译时确定，这就会导致矛盾。

8.finalize（）有何用途？

什么情况下需要调用这个函数？

在需要释放内存的地方调用finalize（），则在下一轮垃圾回收时会回收占用的内存，一般情况下不需要显式调用此函数。

垃圾回收器只能回收那些由new关键字创建的对象所占用的内存，那么有些不是通过这种方式（比如调用C++本地方法）所占用的内存如何回收呢？

那么就需要使用finalize（）了。

由于C++中需要使用free（）函数来释放内存，所以Java程序在调用C++时需要调用finalize（）方法来释放内存。

9.列出并简要解释几种常见垃圾回收技术。

引用计数：

每个对象都包含了一个引用计数器，每被引用一次，计数器都加1，引用者被置为null或者销毁，计数器就减1。

垃圾收集器进行轮询，一旦发现计数器的值小于1，就回收该对象占用的内存。

停止复制：

在垃圾回收机制运行时，程序需要停止运行，将每个活动的对象由一个堆转移到另一个堆，留下的垃圾会被回收。

标记清除：

从堆栈和静态存储区域开始，寻找到活的对象就对其进行标记，所有的标记过程完成后，就对垃圾进行回收。

40个Java集合面试问题和答案

1.Java集合框架是什么？

说出一些集合框架的优点？

  每种编程语言中都有集合，最初的Java版本包含几种集合类：

Vector、Stack、HashTable和Array。

随着集合的广泛使用，Java1.2提出了囊括所有集合接口、实现和算法的集合框架。

在保证线程安全的情况下使用泛型和并发集合类，Java已经经历了很久。

它还包括在Java并发包中，阻塞接口以及它们的实现。

集合框架的部分优点如下：

（1）使用核心集合类降低开发成本，而非实现我们自己的集合类。

（2）随着使用经过严格测试的集合框架类，代码质量会得到提高。

（3）通过使用JDK附带的集合类，可以降低代码维护成本。

（4）复用性和可操作性。

2.集合框架中的泛型有什么优点？

  Java1.5引入了泛型，所有的集合接口和实现都大量地使用它。

泛型允许我们为集合提供一个可以容纳的对象类型，因此，如果你添加其它类型的任何元素，它会在编译时报错。

这避免了在运行时出现ClassCastException，因为你将会在编译时得到报错信息。

泛型也使得代码整洁，我们不需要使用显式转换和instanceOf操作符。

它也给运行时带来好处，因为不会产生类型检查的字节码指令。

3.Java集合框架的基础接口有哪些？

  Collection为集合层级的根接口。

一个集合代表一组对象，这些对象即为它的元素。

Java平台不提供这个接口任何直接的实现。

  Set是一个不能包含重复元素的集合。

这个接口对数学集合抽象进行建模，被用来代表集合，就如一副牌。

  List是一个有序集合，可以包含重复元素。

你可以通过它的索引来访问任何元素。

List更像长度动态变换的数组。

  Map是一个将key映射到value的对象.一个Map不能包含重复的key：

每个key最多只能映射一个value。

  一些其它的接口有Q