Java基础常见面试题总结(下)

邢郅琦约 3220 字大约 11 分钟

背诵重点

下篇保留偏框架底层和进阶基础的高频题：异常、泛型、反射、代理、注解、SPI、序列化、IO 和语法糖。这些题不要只背定义，必须能说出应用场景。

建议按这条线背：

异常：体系、Checked/Unchecked、finally、try-with-resources。
泛型：作用、擦除、上下界。
框架底层：反射、代理、注解、SPI。
数据传输：序列化、IO、BIO/NIO/AIO。

Exception 和 Error 有什么区别？

Java 异常体系顶层是 Throwable，下面主要分为 Error 和 Exception。

Error 表示程序通常无法处理的严重问题，比如 OutOfMemoryError、StackOverflowError、NoClassDefFoundError。

Exception 表示程序可以处理的异常，又分为受检查异常和运行时异常。

面试回答：Error 一般不建议捕获，应该定位环境或 JVM 层面问题；Exception 才是业务代码重点处理对象。

Checked Exception 和 Unchecked Exception 有什么区别？

Checked Exception 是受检查异常，编译期必须 catch 或 throws，否则无法通过编译。常见例子：IOException、SQLException、ClassNotFoundException。

Unchecked Exception 通常指 RuntimeException 及其子类，编译期不强制处理。常见例子：NullPointerException、IllegalArgumentException、ClassCastException、ArithmeticException、ArrayIndexOutOfBoundsException。

实际建议：

业务可预期、调用方必须处理的异常，可以设计为 Checked Exception。
编程错误和参数错误更适合 Unchecked Exception，让问题暴露出来。

ClassNotFoundException 和 NoClassDefFoundError 的区别？

ClassNotFoundException 是异常，通常发生在反射、类加载器动态加载类时找不到目标类。

NoClassDefFoundError 是错误，通常表示编译时存在这个类，但运行时找不到，比如 jar 包缺失、依赖冲突、类初始化失败。

一句话背诵：前者是动态加载时找不到类，后者是运行时链接不到本该存在的类。

try-catch-finally 怎么执行？

try 用于包裹可能抛异常的代码，catch 用于捕获和处理异常，finally 通常用于释放资源。

即使 try 或 catch 中有 return，finally 通常也会在方法真正返回前执行。

不执行 finally 的典型情况：

调用 System.exit() 退出 JVM。
JVM 崩溃或进程被强杀。
当前线程死循环或永久阻塞，执行不到 finally。

不要在 finally 中写 return，它会覆盖前面的返回值或异常。

try-with-resources 有什么用？

try-with-resources 用于自动关闭资源，资源类必须实现 AutoCloseable 或 Closeable。

try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("a.txt"))) {
    return reader.readLine();
}

它比手写 finally 更安全，可以减少忘记关闭资源、关闭顺序错误、异常覆盖等问题。

常见场景：文件流、网络连接、数据库连接。

异常使用有哪些注意点？

高频注意点：

不要捕获异常后什么都不做。
不要用异常控制正常业务流程。
捕获异常要尽量具体，不要动不动 catch (Exception e)。
抛异常时保留原始异常信息，避免排查困难。
资源释放优先使用 try-with-resources。
日志不要重复打印，避免同一个异常被多层重复记录。

泛型有什么作用？

泛型把类型检查提前到编译期，提高类型安全，减少强制类型转换。

List<String> list = new ArrayList<>();
String value = list.get(0);

如果没有泛型，集合里可以放任意对象，取出时需要强转，容易在运行期出现 ClassCastException。

泛型擦除是什么？

Java 泛型主要通过类型擦除实现。编译后，大多数泛型类型信息会被擦除成原始类型，必要时编译器插入强制类型转换。

例如 List<String> 和 List<Integer> 在运行时都主要表现为 List。

常见追问：

不能直接 new T()，因为运行时不知道 T 的具体类型。
不能直接创建泛型数组，因为数组运行时需要知道精确元素类型。
泛型类型不能用于 instanceof 精确判断，比如不能判断 list instanceof List<String>。

泛型上下界怎么理解？

上界用 extends，表示最多是某个类型或其子类，适合读取。

下界用 super，表示至少是某个类型或其父类，适合写入。

记忆口诀：PECS。

Producer Extends：生产数据，用 ? extends T。
Consumer Super：消费数据，用 ? super T。

List<? extends Number> readList;
List<? super Integer> writeList;

反射是什么？

反射是在运行时获取类信息，并动态操作类、字段、方法、构造器的机制。

常见能力：

加载类：Class.forName()。
创建对象：通过构造器实例化。
调用方法：通过 Method.invoke()。
操作字段：通过 Field 读取或赋值。
读取注解：配合框架做元数据解析。

反射有什么优缺点？

优点：

动态灵活，编译期不知道具体类型也能操作对象。
适合框架做通用能力。
能配合注解、配置实现解耦。

缺点：

性能低于直接调用。
破坏封装，可能访问私有成员。
编译期类型检查弱，错误可能延迟到运行期。
在模块化和安全限制下可能需要额外配置。

优化思路：缓存 Class、Method、Field，减少重复查找；高频场景可考虑方法句柄或字节码增强。

反射有哪些应用场景？

典型场景：

Spring 依赖注入和注解扫描。
MyBatis 结果集映射。
JSON 序列化和反序列化。
JUnit 测试框架。
动态代理底层能力。

回答时最好结合框架：比如 MyBatis 查询结果后，通过反射把字段值设置到 Java 对象属性中。

静态代理和动态代理有什么区别？

静态代理是在编译期写好代理类，结构清晰，但每个目标类都要写代理类，维护成本高。

动态代理是在运行时生成代理对象，不需要手写大量代理类，更适合框架统一增强。

代理的核心价值：不修改业务代码的前提下增强方法，比如事务、日志、权限、监控、缓存。

JDK 动态代理和 CGLIB 动态代理有什么区别？

JDK 动态代理基于接口，目标类必须实现接口，核心是 InvocationHandler 和 Proxy.newProxyInstance()。

CGLIB 动态代理基于继承，通过生成目标类子类来增强方法，不要求接口，但不能代理 final 类和 final 方法。

Spring AOP 常见选择：

有接口时默认倾向 JDK 动态代理。
没有接口时使用 CGLIB。

动态代理在框架中有哪些场景？

常见场景：

Spring AOP：事务、日志、权限、监控。
MyBatis Mapper：接口没有实现类，但运行时生成代理对象执行 SQL。
RPC 框架：调用本地接口方法，底层通过代理转换成远程调用。

一句话背诵：动态代理让框架可以在不侵入业务代码的情况下统一增强方法调用。

注解是什么？

注解是给代码添加元数据的机制，本身不直接改变业务逻辑，必须被编译器、运行时反射或框架解析后才有意义。

常见元注解：

@Target：注解可以用在哪里。
@Retention：注解保留到哪个阶段。
@Documented：是否生成到文档中。
@Inherited：是否允许子类继承。

框架运行时读取注解，通常需要 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)。

注解有哪些解析方式？

常见解析方式：

编译期处理：比如 Lombok、MapStruct、注解处理器。
类加载或运行期反射解析：比如 Spring 扫描 @Component、@Autowired。
字节码工具解析：比如 ASM、Javassist。

面试中重点讲运行期反射解析即可。

SPI 是什么？

SPI 是 Service Provider Interface，服务提供方接口。调用方定义接口和加载规则，具体实现由第三方提供。

JDK SPI 基本流程：

定义接口。
实现方提供实现类。
在 META-INF/services/接口全限定名 文件中写实现类全限定名。
调用方通过 ServiceLoader.load() 加载实现。

典型场景：JDBC 驱动加载、Dubbo 扩展点思想、日志框架适配。

SPI 和 API 有什么区别？

API 是服务提供给调用方使用的能力。

SPI 是框架提供接口，让第三方反过来扩展框架能力。

一句话背诵：API 是你调用别人，SPI 是别人按你的规则接进来。

SPI 有什么缺点？

JDK SPI 的缺点：

通常会一次性加载所有实现，不能很好地按需加载。
缺少依赖注入能力。
无法方便地按名称选择实现。
扩展能力较简单，复杂场景通常要框架自己封装。

Dubbo 等框架会在 JDK SPI 思想上扩展自定义 SPI。

序列化和反序列化是什么？

序列化是把对象转换成可存储或传输的数据形式。

反序列化是把数据还原成对象。

常见用途：

网络传输。
缓存存储。
持久化。
RPC 调用。

常见协议：JSON、Protobuf、Hessian、Kryo、Avro、MessagePack。

transient 和 serialVersionUID 有什么用？

transient 用于标记字段不参与序列化。

static 字段属于类，不属于对象，普通对象序列化不会保存静态字段。

serialVersionUID 用于序列化版本兼容校验。反序列化时，如果字节流中的版本号和当前类版本号不一致，可能抛出 InvalidClassException。

为什么不推荐 JDK 原生序列化？

原因：

性能较差。
序列化后体积较大。
可读性差。
存在安全风险，反序列化漏洞影响很大。
跨语言能力弱。

实际项目里更常用 JSON、Protobuf、Kryo、Hessian 等方案。

Java IO 流怎么分类？

按数据单位分：

字节流：处理二进制数据，比如图片、音频、文件复制。
字符流：处理文本数据，涉及编码和解码。

按方向分：

输入流：读取数据。
输出流：写出数据。

字节流是基础，字符流本质上是在字节流基础上加入字符编码处理。

BIO、NIO、AIO 有什么区别？

BIO：同步阻塞 I/O，一个连接通常对应一个线程，模型简单，但高并发下线程成本高。

NIO：同步非阻塞 I/O，核心是 Buffer、Channel、Selector。一个线程可以通过 Selector 监听多个 Channel 事件，适合高并发网络编程。

AIO：异步非阻塞 I/O，由操作系统完成 I/O 后回调通知应用，Java 中使用相对较少。

一句话背诵：BIO 阻塞，NIO 多路复用，AIO 异步回调。

Channel、Buffer、Selector 分别是什么？

Channel 是双向数据通道，可以读也可以写。

Buffer 是缓冲区，数据读写都围绕 Buffer 进行。读数据时，从 Channel 读到 Buffer；写数据时，从 Buffer 写到 Channel。

Selector 是多路复用器，一个线程可以监听多个 Channel 的就绪事件，比如连接、读、写。

这三者是 Java NIO 的核心。

Java 中有哪些常见语法糖？

语法糖是编译器帮我们简化书写的语法，编译后会还原成更基础的结构。

常见语法糖：

自动装箱和拆箱。
增强 for 循环。
泛型。
可变参数。
枚举。
内部类。
Lambda 表达式。
try-with-resources。
字符串 + 拼接。
switch 支持字符串。

面试重点是能说出一两个底层转换例子：比如增强 for 遍历集合会转成迭代器，自动装箱会调用 valueOf()。

下篇可以删除或只需了解的问题

这些内容不再单独展开：

Throwable 的方法清单：知道 getMessage()、printStackTrace() 即可。
泛型使用方式的大段示例：面试重点是类型安全、擦除、上下界。
“项目中哪里用到了泛型”：结合自己项目回答，不需要文档长篇写。
Java IO 设计模式清单：装饰器模式可以在 IO 专题里单独看。
语法糖完整清单：知道高频例子即可，不需要逐个展开。

下篇口述模板

回答框架底层题时按这个顺序：

先给定义。
再说底层机制。
补充优缺点。
最后给框架场景。

比如问“反射是什么”：

可以答：反射是在运行时获取类信息并操作字段、方法、构造器的机制。它让框架在编译期不知道具体类型的情况下动态创建对象、注入属性或调用方法。Spring 注入、MyBatis 映射、JSON 序列化都大量使用反射。缺点是性能低于直接调用，也会破坏封装，所以框架通常会缓存反射对象，减少重复查找。