java八股文复习-----2024/03/05----基础---反射，动态代理。序列化-编程知识

来源一大彬八股文

来源二 2023 20W字八股文

2024秋招八股文

1.Java创建对象有几种方式？

Java创建对象有以下几种方式：

用new语句创建对象。使用反射，使用Class.newInstance()创建对象。调用对象的clone()方法。运用反序列化手段，调用java.io.ObjectInputStream对象的readObject()方法

2.说说类实例化的顺序

Java中类实例化顺序：

  静态属性，    静态代码块。普通属性，   普通代码块。构造方法。

public class LifeCycle {// 静态属性private static String staticField = getStaticField();// 静态代码块static {System.out.println(staticField);System.out.println("静态代码块初始化");}// 普通属性private String field = getField();// 普通代码块{System.out.println(field);System.out.println("普通代码块初始化");}// 构造方法public LifeCycle() {System.out.println("构造方法初始化");}// 静态方法public static String getStaticField() {String statiFiled = "静态属性初始化";return statiFiled;}// 普通方法public String getField() {String filed = "普通属性初始化";return filed;}public static void main(String[] argc) {new LifeCycle();}/***      静态属性初始化*      静态代码块初始化*      普通属性初始化*      普通代码块初始化*      构造方法初始化*/
}

3.final, finally, finalize 的区别

final 用于修饰属性、方法和类,
分别表示属性不能被重新赋值，方法不可被覆盖，类不可被继承。

finally 是异常处理语句结构的一部分，一般以try-catch-finally出现，finally代码块表示总是被执行。

finalize 是Object类的一个方法，该方法一般由垃圾回收器来调用，
当我们调用System.gc()方法的时候，由垃圾回收器调用finalize()方法，回收垃圾，JVM并不保证此方法总被调用。

4.什么是反射？

反射是通过获取类的class对象，然后动态的获取到这个类的内部结构，动态的去操作类的属性和方法。
应用场景有：要操作权限不够的类属性和方法时、实现自定义注解时、动态加载第三方jar包时、按需加载类，节省编译和初始化时间；
获取class对象的方法有：class.forName(类路径)，类.class()，对象的getClass（）

反射有哪些应用场景呢？

JDBC连接数据库时使用Class.forName()通过反射加载数据库的驱动程序Eclispe、IDEA等开发工具利用反射动态解析对象的类型与结构，动态提示对象的属性和方法Web服务器中利用反射调用了Sevlet的service方法JDK动态代理底层依赖反射实现

5.BIO/NIO/AIO区别的区别？

同步阻塞IO : 用户进程发起一个IO操作以后，必须等待IO操作的真正完成后，才能继续运行。

同步非阻塞IO: 客户端与服务器通过Channel连接，采用多路复用器轮询注册的Channel。提高吞吐量和可靠性。用户进程发起一个IO操作以后，可做其它事情，但用户进程需要轮询IO操作是否完成，这样造成不必要的CPU资源浪费。

异步非阻塞IO: 非阻塞异步通信模式，NIO的升级版，采用异步通道实现异步通信，其read和write方法均是异步方法。用户进程发起一个IO操作，然后立即返回，等IO操作真正的完成以后，应用程序会得到IO操作完成的通知。类似Future模式。

通过故事讲清楚NIO
下面通过一个例子来讲解下。

假设某银行只有10个职员。该银行的业务流程分为以下4个步骤：

1）顾客填申请表（5分钟）；

2）职员审核（1分钟）；

3）职员叫保安去金库取钱（3分钟）；

4）职员打印票据，并将钱和票据返回给顾客（1分钟）。

下面我们看看银行不同的工作方式对其工作效率到底有何影响。

首先是BIO方式。

每来一个顾客，马上由一位职员来接待处理，并且这个职员需要负责以上4个完整流程。当超过10个顾客时，剩余的顾客需要排队等候。

一个职员处理一个顾客需要10分钟（5+1+3+1）时间。一个小时（60分钟）能处理6个顾客，一共10个职员，那就是只能处理60个顾客。

可以看到银行职员的工作状态并不饱和，比如在第1步，其实是处于等待中。

这种工作其实就是BIO，每次来一个请求（顾客），就分配到线程池中由一个线程（职员）处理，如果超出了线程池的最大上限（10个），就扔到队列等待。

那么如何提高银行的吞吐量呢？

思路就是：分而治之，将任务拆分开来，由专门的人负责专门的任务。

具体来讲，银行专门指派一名职员A，A的工作就是每当有顾客到银行，他就递上表格让顾客填写。每当有顾客填好表后，A就将其随机指派给剩余的9名职员完成后续步骤。

这种方式下，假设顾客非常多，职员A的工作处于饱和中，他不断的将填好表的顾客带到柜台处理。

柜台一个职员5分钟能处理完一个顾客，一个小时9名职员能处理：9*（60/5）=108。

可见工作方式的转变能带来效率的极大提升。

这种工作方式其实就NIO的思路。

下图是非常经典的NIO说明图，mainReactor线程负责监听server socket，接收新连接，并将建立的socket分派给subReactor 在这里插入图片描述

**subReactor可以是一个线程，也可以是线程池，负责多路分离已连接的socket，读写网络数据。**这里的读写网络数据可类比顾客填表这一耗时动作，对具体的业务处理功能，其扔给worker线程池完成

可以看到典型NIO有三类线程，分别是mainReactor线程、subReactor线程、work线程。

不同的线程干专业的事情，最终每个线程都没空着，系统的吞吐量自然就上去了。

那这个流程还有没有什么可以提高的地方呢？

可以看到，在这个业务流程里边第3个步骤，职员叫保安去金库取钱（3分钟）。这3分钟柜台职员是在等待中度过的，可以把这3分钟利用起来。

还是分而治之的思路，指派1个职员B来专门负责第3步骤。

每当柜台员工完成第2步时，就通知职员B来负责与保安沟通取钱。这时候柜台员工可以继续处理下一个顾客。

当职员B拿到钱之后，通知顾客钱已经到柜台了，让顾客重新排队处理，当柜台职员再次服务该顾客时，发现该顾客前3步已经完成，直接执行第4步即可。

在当今web服务中，经常需要通过RPC或者Http等方式调用第三方服务，这里对应的就是第3步，如果这步耗时较长，通过异步方式将能极大降低资源使用率。

NIO+异步的方式能让少量的线程做大量的事情。这适用于很多应用场景，比如代理服务、api服务、长连接服务等等。这些应用如果用同步方式将耗费大量机器资源。

不过虽然NIO+异步能提高系统吞吐量，但其并不能让一个请求的等待时间下降，相反可能会增加等待时间。

最后，NIO基本思想总结起来就是：分而治之，将任务拆分开来，由专门的人负责专门的任务

6.sleep和wait区别

sleep方法

属于Thread类中的方法释放cpu给其它线程 不释放锁资源sleep(1000) 等待超过1s被唤醒

wait方法

属于Object类中的方法释放cpu给其它线程，同时释放锁资源wait(1000) 等待超过1s被唤醒wait() 一直等待需要通过notify或者notifyAll进行唤醒wait 方法必须配合 synchronized 一起使用，
不然在运行时就会抛出IllegalMonitorStateException异常

锁释放时机代码演示

public static void main(String[] args) {Object o = new Object();Thread thread = new Thread(() -> {synchronized (o) {System.out.println("新线程获取锁时间：" + LocalDateTime.now() + " 新线程名称：" + Thread.currentThread().getName());try {//wait 释放cpu同时释放锁o.wait(2000);//sleep 释放cpu不释放锁//Thread.sleep(2000);System.out.println("新线程获取释放锁锁时间：" + LocalDateTime.now() + " 新线程名称：" + Thread.currentThread().getName());} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}});thread.start();try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println("主线程获取锁时间：" + LocalDateTime.now() + " 主线程名称：" + Thread.currentThread().getName());synchronized (o){System.out.println("主线程获取释放锁锁时间：" + LocalDateTime.now() + " 主线程名称：" + Thread.currentThread().getName());}
}

7.守护线程是什么？

守护线程是运行在后台的一种特殊进程。它独立于控制终端并且周期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件。在 Java 中垃圾回收线程就是特殊的守护线程。

8.Java支持多继承吗？

java中，类不支持多继承。接口才支持多继承。接口的作用是拓展对象功能。当一个子接口继承了多个父接口时，说明子接口拓展了多个功能。当一个类实现该接口时，就拓展了多个的功能。

Java不支持多继承的原因：

1.出于安全性的考虑，如果子类继承的多个父类里面有相同的方法或者属性，子类将不知道具体要继承哪个。
2.Java提供了接口和内部类以达到实现多继承功能，弥补单继承的缺陷。

9.阻塞和非阻塞的区别？

阻塞和非阻塞关注的是线程的状态。

阻塞调用是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起。调用线程只有在得到结果之后才会恢复运行。

非阻塞调用指在不能立刻得到结果之前，该调用不会阻塞当前线程。

10.Java8的新特性有哪些？

Lambda 表达式：Lambda允许把函数作为一个方法的参数
Stream API ：新添加的Stream API（java.util.stream）把真正的函数式编程风格引入到Java中
默认方法：默认方法就是一个在接口里面有了一个实现的方法。
Optional 类：Optional 类已经成为 Java 8 类库的一部分，用来解决空指针异常。
Date Time API ：加强对日期与时间的处理。

11.序列化和反序列化

序列化：把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化.
反序列化：把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化.

什么时候需要用到序列化和反序列化呢?

当我们只在本地 JVM 里运行下 Java 实例，这个时候是不需要什么序列化和反序列化的，但当我们需要将内存中的对象持久化到磁盘，数据库中时，当我们需要与浏览器进行交互时，当我们需要实现 RPC 时，这个时候就需要序列化和反序列化了.

前两个需要用到序列化和反序列化的场景，是不是让我们有一个很大的疑问?
我们在与浏览器交互时，还有将内存中的对象持久化到数据库中时，好像都没有去进行序列化和反序列化，因为我们都没有实现 Serializable 接口，但一直正常运行.

下面先给出结论:

只要我们对内存中的对象进行持久化或网络传输，这个时候都需要序列化和反序列化.

理由:

服务器与浏览器交互时真的没有用到 Serializable 接口吗?

JSON 格式实际上就是将一个对象转化为字符串，所以服务器与浏览器交互时的数据格式其实是字符串，我们来看来 String 类型的源码:

public final class Stringimplements java.io.Serializable，Comparable<String>，CharSequence {/\*\* The value is used for character storage. \*/private final char value\[\];/\*\* Cache the hash code for the string \*/private int hash; // Default to 0/\*\* use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability \*/private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;......
}

String 类型实现了 Serializable 接口，并显示指定 serialVersionUID 的值.

然后我们再来看对象持久化到数据库中时的情况，Mybatis 数据库映射文件里的 insert 代码:

<insert id="insertUser" parameterType="org.tyshawn.bean.User">INSERT INTO t\_user(name，age) VALUES (#{name}，#{age})
</insert>

实际上我们并不是将整个对象持久化到数据库中，而是将对象中的属性持久化到数据库中，而这些属性（如Date/String）都实现了 Serializable 接口。

12.实现序列化和反序列化为什么要实现 Serializable 接口?

在 Java 中实现了 Serializable 接口后， JVM 在类加载的时候就会发现我们实现了这个接口，然后在初始化实例对象的时候就会在底层帮我们实现序列化和反序列化。

如果被写对象类型不是String、数组、Enum，并且没有实现Serializable接口，那么在进行序列化的时候，将抛出NotSerializableException。

源码如下：

// remaining cases
if (obj instanceof String) {writeString((String) obj, unshared);
} else if (cl.isArray()) {writeArray(obj, desc, unshared);
} else if (obj instanceof Enum) {writeEnum((Enum<?>) obj, desc, unshared);
} else if (obj instanceof Serializable) {writeOrdinaryObject(obj, desc, unshared);
} else {if (extendedDebugInfo) {throw new NotSerializableException(cl.getName() + "\n" + debugInfoStack.toString());} else {throw new NotSerializableException(cl.getName());}
}

13.实现 Serializable 接口之后，为什么还要显示指定 serialVersionUID 的值?

如果不显示指定 serialVersionUID，JVM 在序列化时会根据属性自动生成一个 serialVersionUID，然后与属性一起序列化，再进行持久化或网络传输. 在反序列化时，JVM 会再根据属性自动生成一个新版 serialVersionUID，然后将这个新版 serialVersionUID 与序列化时生成的旧版 serialVersionUID 进行比较，如果相同则反序列化成功，否则报错.

如果显示指定了 serialVersionUID，JVM 在序列化和反序列化时仍然都会生成一个 serialVersionUID，但值为我们显示指定的值，这样在反序列化时新旧版本的 serialVersionUID 就一致了.

如果我们的类写完后不再修改，那么不指定serialVersionUID，不会有问题，但这在实际开发中是不可能的，我们的类会不断迭代，一旦类被修改了，那旧对象反序列化就会报错。 所以在实际开发中，我们都会显示指定一个 serialVersionUID。

14.static 属性为什么不会被序列化?

因为序列化是针对对象而言的，而 static 属性优先于对象存在，随着类的加载而加载，所以不会被序列化.

看到这个结论，是不是有人会问
serialVersionUID 也被 static 修饰，为什么 serialVersionUID 会被序列化?

其实 serialVersionUID 属性并没有被序列化，JVM 在序列化对象时会自动生成一个 serialVersionUID，然后将我们显示指定的 serialVersionUID 属性值赋给自动生成的 serialVersionUID.

15.讲讲什么是泛型？

Java泛型是JDK 5中引⼊的⼀个新特性，允许在定义类和接口的时候使⽤类型参数。声明的类型参数在使⽤时⽤具体的类型来替换。

泛型最⼤的好处是可以提⾼代码的复⽤性。以List接口为例，我们可以将String、 Integer等类型放⼊List中，如不⽤泛型，存放String类型要写⼀个List接口，存放Integer要写另外⼀个List接口，泛型可以很好的解决这个问题。

16.动态代理

16.1什么是动态代理?

动态代理就是，在程序运行期，创建目标对象的代理对象，并对目标对象中的方法进行功能性增强的一种技术。在生成代理对象的过程中，目标对象不变，代理对象中的方法是目标对象方法的增强方法。可以理解为运行期间，对象中方法的动态拦截，在拦截方法的前后执行功能操作。

代理类在程序运行期间，创建的代理对象称之为动态代理对象。这种情况下，创建的代理对象，并不是事先在Java代码中定义好的。而是在运行期间，根据我们在动态代理对象中的“指示”，动态生成的。也就是说，你想获取哪个对象的代理，动态代理就会为你动态的生成这个对象的代理对象。

动态代理可以对被代理对象的方法进行功能增强。有了动态代理的技术，那么就可以在不修改方法源码的情况下，增强被代理对象的方法的功能，在方法执行前后做任何你想做的事情。

创建代理对象的两个方法：
//JDK动态代理

Proxy.newProxyInstance(三个参数);

//CGLib动态代理

Enhancer.create(两个参数);

两种常用的动态代理方式

基于接口的动态代理

提供者：JDK
使用JDK官方的Proxy类创建代理对象
注意：代理的目标对象必须实现接口
基于类的动态代理提供者：第三方 CGLib
使用CGLib的Enhancer类创建代理对象
注意：如果报 asmxxxx 异常，需要导入 asm.jar包
以下是两种代理方式的实例代码：

public class LogProxy {/*** 生成对象的代理对象，对被代理对象进行所有方法日志增强* 参数：原始对象* 返回值：被代理的对象* JDK 动态代理*  基于接口的动态代理*  被代理类必须实现接口*  JDK提供的*/public static Object getObject(final Object obj){/*** 创建对象的代理对象* 参数一：类加载器* 参数二：对象的接口* 参数三：调用处理器，代理对象中的方法被调用，都会在执行方法。对所有被代理对象的方法进行拦截*/Object proxyInstance = Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {//方法执行前long startTime = System.currentTimeMillis();Object result = method.invoke(obj, args);//执行方法的调用//方法执行后long endTime = System.currentTimeMillis();SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat();System.out.printf(String.format("%s方法执行结束时间：%%s ；方法执行耗时：%%d%%n", method.getName()), sdf.format(endTime), endTime - startTime);return result;}});return proxyInstance;}/*** 使用CGLib创建动态代理对象* 第三方提供的的创建代理对象的方式CGLib* 被代理对象不能用final修饰* 使用的是Enhancer类创建代理对象*/public static Object getObjectByCGLib(final Object obj){/*** 使用CGLib的Enhancer创建代理对象* 参数一：对象的字节码文件* 参数二：方法的拦截器*/Object proxyObj = Enhancer.create(obj.getClass(), new MethodInterceptor() {public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {//方法执行前long startTime = System.currentTimeMillis();Object invokeObject = method.invoke(obj, objects);//执行方法的调用//方法执行后long endTime = System.currentTimeMillis();SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat();System.out.printf(String.format("%s方法执行结束时间：%%s ；方法执行耗时：%%d%%n", method.getName()), sdf.format(endTime), endTime - startTime);return invokeObject;}});return proxyObj;}
}

CGLib 底层原理

通过查看 Enhancer 类源码，最终也是生成动态代理类的字节码，动态代理类继承要被代理的类，然后实现其方法。
和 JDK Proxy 的实现代码比较类似，都是通过实现代理器的接口，再调用某一个方法完成动态代理的，唯一不同的是，CGLib 在初始化被代理类时，是通过 Enhancer 对象把代理对象设置为被代理类的子类来实现动态代理的。

CGLib 实现步骤

创建一个实现接口 MethodInterceptor 的代理类，重写 intercept 方法；
创建获取被代理类的方法 getInstance(Object target);
获取代理类，通过代理调用方法。

两者区别
JDK Proxy 和 CGLib 的区别主要体现在以下方面：

JDK Proxy 是 Java 语言自带的功能，无需通过加载第三方类实现；Java 对 JDK Proxy 提供了稳定的支持，并且会持续的升级和更新，
Java 8 版本中的 JDK Proxy 性能相比于之前版本提升了很多；JDK Proxy 是通过拦截器加反射的方式实现的；JDK Proxy 只能代理实现接口的类；JDK Proxy 实现和调用起来比较简单；CGLib 是第三方提供的工具，基于 ASM 实现的，性能比较高；CGLib 无需通过接口来实现，它是针对类实现代理，
主要是对指定的类生成一个子类，它是通过实现子类的方式来完成调用的。