这是我收集的10个最棘手的 Java 面试问题列表。这些问题主要来自 Java 核心部分 ,不涉及 Java EE 相关问题。你可能知道这些棘手的 Java 问题的答案，或者觉得这些不足以挑战你的 Java 知识，但这些问题都是容易在各种 Java 面试中被问到的，而且包括我的朋友和同事在内的许多程序员都觉得很难回答。

希望会对大家有所帮助。

1 、为什么等待和通知是在 Object 类而不是 Thread 中声明的？

一个棘手的 Java 问题，如果 Java编程语言不是你设计的，你怎么能回答这个问题呢。

Java编程的常识和深入了解有助于回答这种棘手的 Java 核心方面的面试问题。

为什么 wait，notify 和 notifyAll 是在 Object 类中定义的而不是在 Thread 类中定义

这是有名的 Java 面试问题，招2~4年经验的到高级 Java 开发人员面试都可能碰到。

这个问题的好在它能反映了面试者对等待通知机制的了解, 以及他对此主题的理解是否明确。就像为什么 Java 中不支持多继承或者为什么 String 在 Java 中是 final 的问题一样，这个问题也可能有多个答案。

为什么在 Object 类中定义 wait 和 notify 方法，每个人都能说出一些理由。从我的面试经验来看, wait 和 nofity 仍然是大多数Java 程序员最困惑的，特别是2到3年的开发人员，如果他们要求使用 wait 和 notify, 他们会很困惑。因此，如果你去参加 Java 面试，请确保对 wait 和 notify 机制有充分的了解，并且可以轻松地使用 wait 来编写代码，并通过生产者-消费者问题或实现阻塞队列等了解通知的机制。

为什么等待和通知需要从同步块或方法中调用, 以及 Java 中的 wait，sleep 和 yield 方法之间的差异，如果你还没有读过，你会觉得有趣。为何 wait，notify 和 notifyAll 属于 Object 类? 为什么它们不应该在 Thread 类中? 以下是我认为有意义的一些想法：

1) wait 和 notify 不仅仅是普通方法或同步工具，更重要的是它们是 Java 中两个线程之间的通信机制。 对语言设计者而言, 如果不能通过 Java 关键字(例如 synchronized )实现通信此机制，同时又要确保这个机制对每个对象可用, 那么 Object 类则是的正确声明位置。记住同步和等待通知是两个不同的领域，不要把它们看成是相同的或相关的。同步是提供互斥并确保 Java 类的 线程安全 ，而 wait 和 notify 是两个线程之间的通信机制。

2) 每个对象都可上锁，这是在 Object 类而不是 Thread 类中声明 wait 和 notify 的另一个原因。

3) 在 Java 中为了进入代码的临界区，线程需要锁定并等待锁定 。他们不知道哪些线程持有锁，而只是知道锁被某个线程持有， 并且他们应该等待取得锁, 而不是去了解哪个线程在同步块内，并请求它们释放锁定。

4) Java 是基于 Hoare 的监视器的思想。 在Java中，所有对象都有一个监视器。

线程在监视器上等待，为执行等待，我们需要2个参数：

① 一个线程

② 一个监视器(任何对象)

在 Java 设计中，线程不能被指定，它总是运行当前代码的线程。但是，我们可以指定监视器(这是我们称之为等待的对象)。这是一个很好的设计，因为如果我们可以让任何其他线程在所需的监视器上等待，这将导致“入侵”，导致在设计并发程序时会遇到困难。请记住，在 Java 中，所有在另一个线程的执行中侵入的操作都被弃用了。

2 、为什么Java中不支持 多重继承 ？

为什么Java不支持多重继承, 可以考虑以下两点:

1)第一个原因是围绕钻石形继承问题产生的歧义 。考虑一个类 A 有 foo() 方法, 然后 B 和 C 派生自 A, 并且有自己的 foo() 实现，现在 D 类使用多个继承派生自 B 和C，如果我们只引用 foo(), 编译器将无法决定它应该调用哪个 foo()。这也称为 Diamond 问题，因为这个继承方案的结构类似于菱形，见下图:

A foo() / / foo() B C foo() / / D foo()

即使我们删除钻石的顶部 A 类并允许多重继承，我们也将看到这个问题含糊性的一面。如果你把这个理由告诉面试官，他会问为什么 C++ 可以支持多重继承而 Java不行。在这种情况下，我会试着向他解释我下面给出的第二个原因，它不是因为技术难度, 而是更多的可维护和更清晰的设计是驱动因素。

2)对我来说第二个也是更有说服力的理由是， 多重继承确实使设计复杂化并在转换、构造函数链接等过程中产生问题。

3 、为什么Java不支持运算符重载？

为什么 C++ 支持运算符重载而 Java 不支持?

与 C++ 不同，Java 不支持运算符重载。Java 不能为程序员提供自由的标准算术运算符重载。如果你以前用过 C++，那么 Java 与 C++ 相比少了很多功能，例如 Java 不支持多重继承，Java中没有指针，Java中没有引用传递。另一个类似的问题是关于 Java 通过引用传递，这主要表现为 Java 是通过值还是引用传参。虽然我不知道背后的真正原因，但我认为以下说法有些道理，为什么 Java 不支持运算符重载。

• 1)简单性和清晰性。
• 2)避免编程错误。
• 3) JVM 复杂性。
• 4)让开发工具处理更容易。

4 、为什么 String 在 Java 中是不可变的？

字符串 在 Java 中是不可变的，因为 String 对象缓存在 String 池中。由于缓存的字符串在多个客户之间共享，因此始终存在风险，其中一个客户的操作会影响所有其他客户。例如，如果一段代码将 String “Test” 的值更改为 “TEST”，则所有其他客户也将看到该值。由于 String 对象的缓存性能是很重要的一方面，因此通过使 String 类不可变来避免这种风险。同时，String 是 final 的，因此没有人可以通过扩展和覆盖行为来破坏 String 类的不变性、缓存、散列值的计算等。String 类不可变的另一个原因可能是由于 HashMap。

由于把字符串作为 HashMap 键很受欢迎。对于键值来说，重要的是它们是不可变的，以便用它们检索存储在 HashMap 中的值对象。由于 HashMap 的工作原理是散列，因此需要具有相同的值才能正常运行。如果在插入后修改了 String 的内容，可变的 String将在插入和检索时生成两个不同的哈希码，可能会丢失 Map 中的值对象。

String 作为数据类型，传输对象和中间人角色的重要性和流行性也使这个问题在 Java 面试中很常见。

为什么 String 在 Java 中是不可变的是 Java 中最常被问到的字符串访问问题之一，它首先讨论了什么是 String，Java 中的 String 如何与 C 和 C++ 中的 String 不同，然后转向在Java中什么是不可变对象，不可变对象有什么好处，为什么要使用它们以及应该使用哪些场景。

正如我所说，这个问题可能有很多可能的答案，而 String 类的唯一设计者可以放心地回答它。我认为以下几点解释了为什么 String 类在 Java 中是不可变的或 final 的：

1)想象字符串池没有使字符串不可变，它根本不可能 ，因为在字符串池的情况下，一个字符串对象/文字，例如 “Test” 已被许多参考变量引用，因此如果其中任何一个更改了值，其他参数将自动受到影响，即假设

String A=”Test”;String B=”Test”;

现在字符串 B 调用 “Test”.toUpperCase(), 将同一个对象改为“TEST”，所以 A 也是 “TEST”，这不是期望的结果。

下图显示了如何在堆内存和字符串池中创建字符串。

2)字符串已被广泛用作许多 Java 类的参数。

3)由于 String 是不可变的，它可以安全地共享许多线程，这对于多线程编程非常重要. 并且避免了 Java 中的同步问题，不变性也使得String 实例在 Java 中是线程安全的，这意味着你不需要从外部同步 String 操作。

4)为什么 String 在 Java 中是不可变的另一个原因是允许 String 缓存其哈希码，Java 中的不可变 String 缓存其哈希码，并且不会在每次调用 String 的 hashcode 方法时重新计算，这使得它在 Java 中的 HashMap 中使用的 HashMap 键非常快。

5)String 不可变的绝对最重要的原因是它被类加载机制使用，因此具有深刻和基本的安全考虑。

5 、为什么 char 数组比 Java 中的 String 更适合存储密码？

在这里，我们将探讨为什么你应该使用char[]存储密码而不是String的一些原因。

字符串：

1) 由于字符串在 Java 中是不可变的，如果你将密码存储为纯文本，它将在内存中可用，直到垃圾收集器清除它. 并且为了可重用性，会存在 String 在字符串池中, 它很可能会保留在内存中持续很长时间，从而构成安全威胁。

由于任何有权访问内存转储的人都可以以明文形式找到密码，这是另一个原因，你应该始终使用加密密码而不是纯文本。由于字符串是不可变的，所以不能更改字符串的内容，因为任何更改都会产生新的字符串，而如果你使用char[]，你就可以将所有元素设置为空白或零。因此，在字符数组中存储密码可以明显降低窃取密码的安全风险。

2) Java 本身建议使用 JPasswordField 的 getPassword() 方法，该方法返回一个 char[] 和不推荐使用的getTex() 方法，该方法以明文形式返回密码，由于安全原因。应遵循 Java 团队的建议, 坚持标准而不是反对它。

3) 使用 String 时，总是存在在日志文件或控制台中打印纯文本的风险，但如果使用 Array，则不会打印数组的内容而是打印其内存位置。虽然不是一个真正的原因，但仍然有道理。

输出

字符串密码：Unknown字符密码：[C @110b053

6、 如何使用双重检查锁定在 Java 中创建线程安全的单例？

为什么枚举单例在 Java 中更好？

枚举单例是使用一个实例在 Java 中实现 单例模式 的新方法。虽然Java中的单例模式存在很长时间,但枚举单例是相对较新的概念,在引入 Enum 作为关键字和功能之后,从Java5开始在实践中。这篇文章是关于为什么我们应该使用Eeame作为Java中的单例,它比传统的单例方法相比有什么好处等等。

1) 枚举单例易于书写

这是迄今为止最大的优势,如果你在Java 5之前一直在编写单例, 即使双检查锁定, 你仍可以有多个实例。虽然这个问题通过 Java 内存模型的改进已经解决了, 从 Java 5 开始的 volatile 类型变量提供了保证, 但是对于许多初学者来说, 编写起来仍然很棘手。与同步双检查锁定相比,枚举单例实在是太简单了。可以比较一下下面的传统双检查锁定单例和枚举单例的代码:

在 Java 中使用枚举的单例

这是我们通常声明枚举的单例的方式,它可能包含实例变量和实例方法,但为了简单起见,我没有使用任何实例方法,只是要注意,如果你使用的实例方法且该方法能改变对象的状态的话, 则需要确保该方法的线程安全。默认情况下,创建枚举实例是线程安全的,但 Enum 上的任何其他方法是否线程安全都是程序员的责任。

你可以通过EasySingleton.INSTANCE来处理它,这比在单例上调用getInstance()方法容易得多。

具有双检查锁定的单例示例

下面的代码是单例模式中双重检查锁定的示例,此处的 getInstance() 方法检查两次,以查看 INSTANCE 是否为空,这就是为什么它被称为双检查锁定模式,请记住,双检查锁定是代理之前Java 5,但Java5内存模型中易失变量的干扰,它应该工作完美。

你可以调用DoubleCheckedLockingSingleton.getInstance() 来获取此单例类的访问权限。

现在,只需查看创建延迟加载的线程安全的 Singleton 所需的代码量。使用枚举单例模式, 你可以在一行中具有该模式, 因为创建枚举实例是线程安全的, 并且由 JVM 进行。

2) 枚举单例自行处理 序列化

传统单例的另一个问题是,一旦实现可序列化接口,它们就不再是 Singleton, 因为 readObject() 方法总是返回一个新实例, 就像 Java 中的构造函数一样。通过使用 readResolve() 方法, 通过在以下示例中替换 Singeton 来避免这种情况:

//readResolve to prevent another instance of Singletonprivate ObjectreadResolve(){return INSTANCE;}

如果 Singleton 类保持内部状态, 这将变得更加复杂, 因为你需要标记为 transient(不被序列化),但使用枚举单例, 序列化由 JVM 进行。

3) 创建枚举实例是线程安全的

因为 Enum 实例的创建在默认情况下是线程安全的, 你无需担心是否要做双重检查锁定。

总之, 在保证序列化和线程安全的情况下,使用两行代码枚举单例模式是在 Java 5 以后的世界中创建 Singleton 的最佳方式。你仍然可以使用其他流行的方法, 如你觉得更好, 欢迎讨论。

7 、编写 Java 程序时, 如何在 Java 中创建 死锁 并修复它？

如何避免 Java 线程死锁？

面试问题总是以“什么是死锁？”开始

当两个或多个线程在等待彼此释放所需的资源(锁定)并陷入无限等待即是死锁。它仅在多任务或多线程的情况下发生。

如何检测 Java 中的死锁？

我的答案是首先我会看看代码, 如果我看到一个嵌套的同步块，或从一个同步的方法调用其他同步方法, 或试图在不同的对象上获取锁, 如果开发人员不是非常小心，就很容易造成死锁。

另一种方法是在运行应用程序时实际锁定时找到它, 尝试采取线程转储,在 Linux 中,你可以通过kill -3命令执行此操作, 这将打印应用程序日志文件中所有线程的状态, 并且你可以看到哪个线程被锁定在哪个线程对象上。

你可以使用 fastthread.io 网站等工具分析该线程转储, 这些工具允许你上载线程转储并对其进行分析。

另一种方法是使用 jConsole 或 VisualVM, 它将显示哪些线程被锁定以及哪些对象被锁定。

8、如果你的Serializable类包含一个不可序列化的成员，会发生什么？

什么是 Java 序列化？

序列化是把对象改成可以存到磁盘或通过网络发送到其他运行中的 Java 虚拟机的二进制格式的过程, 并可以通过反序列化恢复对象状态. Java 序列化API给开发人员提供了一个标准机制, 通过 java.io.Serializable 和 java.io.Externalizable 接口, ObjectInputStream 及ObjectOutputStream 处理对象序列化. Java 程序员可自由选择基于类结构的标准序列化或是他们自定义的二进制格式, 通常认为后者才是最佳实践, 因为序列化的二进制文件格式成为类输出 API的一部分, 可能破坏 Java 中私有和包可见的属性的封装.

如何序列化？

让 Java 中的类可以序列化很简单. 你的 Java 类只需要实现 java.io.Serializable 接口, JVM 就会把 Object 对象按默认格式序列化. 让一个类是可序列化的需要有意为之. 类可序列会可能为是一个长期代价, 可能会因此而限制你修改或改变其实现. 当你通过实现添加接口来更改类的结构时, 添加或删除任何字段可能会破坏默认序列化, 这可以通过自定义二进制格式使不兼容的可能性最小化, 但仍需要大量的努力来确保向后兼容性。序列化如何限制你更改类的能力的一个示例是 SerialVersionUID。

如果不显式声明 SerialVersionUID, 则 JVM 会根据类结构生成其结构, 该结构依赖于类实现接口和可能更改的其他几个因素。假设你新版本的类文件实现的另一个接口, JVM 将生成一个不同的 SerialVersionUID 的, 当你尝试加载旧版本的程序序列化的旧对象时, 你将获得无效类异常 InvalidClassException。

9 、为什么Java中 wait 方法需要在 synchronized 的方法中调用？

wait 和 notify。它们是在有 synchronized 标记的方法或 synchronized 块中调用的，因为 wait 和 modify 需要监视对其上调用 wait 或 notify-get 的 Object。

大多数Java开发人员都知道对象类的 wait()，notify() 和 notifyAll()方法必须在Java中的 synchronized 方法或 synchronized 块中调用, 但是我们想过多少次, 为什么在 Java 中 wait, notify 和 notifyAll 来自 synchronized 块或方法?

最近这个问题在Java面试中被问到我的一位朋友，他思索了一下，并回答说: 如果我们不从同步上下文中调用 wait() 或 notify() 方法，我们将在 Java 中收到 IllegalMonitorStateException。

他的回答从实际效果上年是正确的，但面试官对这样的答案不会完全满意，并希望向他解释这个问题。面试结束后 他和我讨论了同样的问题，我认为他应该告诉面试官关于 Java 中 wait()和 notify()之间的竞态条件，如果我们不在同步方法或块中调用它们就可能存在。

让我们看看竞态条件如何在Java程序中发生。它也是流行的线程面试问题之一，并经常在电话和面对面的Java开发人员面试中出现。

为什么要等待来自 Java中的 synchronized 方法的 wait方法为什么必须从 Java 中的 synchronized 块或方法调用 ？我们主要使用 wait()，notify() 或 notifyAll() 方法用于 Java 中的线程间通信。一个线程在检查条件后正在等待，例如，在经典的生产者 – 消费者问题中，如果缓冲区已满，则生产者线程等待，并且消费者线程通过使用元素在缓冲区中创建空间后通知生产者线程。调用notify()或notifyAll()方法向单个或多个线程发出一个条件已更改的通知，并且一旦通知线程离开 synchronized 块，正在等待的所有线程开始获取正在等待的对象锁定，幸运的线程在重新获取锁之后从 wait() 方法返回并继续进行。

让我们将整个操作分成几步，以查看Java中wait()和notify()方法之间的竞争条件的可能性，我们将使用Produce Consumer 线程示例更好地理解方案：

① Producer 线程测试条件(缓冲区是是否完整)并确认必须等待(找到缓冲区已满)。

② Consumer 线程在使用缓冲区中的元素后设置条件。

③ Consumer 线程调用 notify() 方法; 这是不会被听到的，因为 Producer 线程还没有等待。

④ Producer 线程调用 wait() 方法并进入等待状态。

因此，由于竞态条件，我们可能会丢失通知，如果我们使用缓冲区或只使用一个元素，生产线程将永远等待，你的程序将挂起。“在java同步中等待 notify 和 notifyall 现在让我们考虑如何解决这个潜在的竞态条件？

这个竞态条件通过使用 Java 提供的 synchronized 关键字和锁定来解决。为了调用 wait()，notify() 或 notifyAll(), 在Java中，我们必须获得对我们调用方法的对象的锁定。由于 Java 中的 wait() 方法在等待之前释放锁定并在从 wait() 返回之前重新获取锁定方法，我们必须使用这个锁来确保检查条件(缓冲区是否已满)和设置条件(从缓冲区获取元素)是原子的，这可以通过在 Java 中使用 synchronized 方法或块来实现。

我不确定这是否是面试官实际期待的，但这个我认为至少有意义，请纠正我如果我错了，请告诉我们是否还有其他令人信服的理由调用 wait()，notify() 或 Java 中的 notifyAll() 方法。

总结一下，我们用 Java 中的 synchronized 方法或 synchronized 块调用 Java 中的 wait()，notify() 或 notifyAll() 方法来避免：

1) Java 会抛出 IllegalMonitorStateException，如果我们不调用来自同步上下文的wait()，notify()或者notifyAll()方法。

2) Javac 中 wait 和 notify 方法之间的任何潜在竞争条件。

10 你能用Java覆盖 静态方法 吗？如果我在子类中创建相同的方法是编译时错误？

不，你不能在Java中覆盖静态方法，但在子类中声明一个完全相同的方法不是编译时错误，这称为隐藏在Java中的方法。

你不能覆盖Java中的静态方法，因为方法覆盖基于运行时的动态绑定，静态方法在编译时使用静态绑定进行绑定。虽然可以在子类中声明一个具有相同名称和方法签名的方法，看起来可以在Java中覆盖静态方法，但实际上这是方法隐藏。Java不会在运行时解析方法调用，并且根据用于调用静态方法的 Object 类型，将调用相应的方法。这意味着如果你使用父类的类型来调用静态方法，那么原始静态将从父类中调用，另一方面如果你使用子类的类型来调用静态方法，则会调用来自子类的方法。简而言之，你无法在Java中覆盖静态方法。如果你使用像Eclipse或Netbeans这样的Java IDE，它们将显示警告静态方法应该使用类名而不是使用对象来调用，因为静态方法不能在Java中重写。

输出:

Static method from parent class

此输出确认你无法覆盖Java中的静态方法，并且静态方法基于类型信息而不是基于Object进行绑定。如果要覆盖静态mehtod，则会调用子类或 ColorScreen 中的方法。这一切都在讨论中我们可以覆盖Java中的静态方法。我们已经确认没有，我们不能覆盖静态方法，我们只能在Java中隐藏静态方法。创建具有相同名称和mehtod签名的静态方法称为Java隐藏方法。IDE将显示警告：”静态方法应该使用类名而不是使用对象来调用”, 因为静态方法不能在Java中重写。

这些是我的核心Java面试问题和答案的清单。对于有经验的程序员来说，一些Java问题看起来并不那么难，但对于Java中的中级和初学者来说，它们真的很难回答。顺便说一句，如果你在面试中遇到任何棘手的Java问题，请与我们分享。