2026/8/24大约 8 分钟
Java 语言基础
本章梳理 Java 语言的核心基础知识，覆盖基本数据类型、运算符细节、引用类型、字符串、面向对象三大特征、泛型、异常体系等面试高频考点。
一、八种基本数据类型
Java 共有八种基本数据类型，每种都有对应的包装类：
| 类型 | 大小 | 包装类 | 默认值 | 取值范围 |
|---|---|---|---|---|
| byte | 1 字节 | Byte | 0 | -128 ~ 127 |
| short | 2 字节 | Short | 0 | -32768 ~ 32767 |
| int | 4 字节 | Integer | 0 | -2^31 ~ 2^31-1 |
| long | 8 字节 | Long | 0L | -2^63 ~ 2^63-1 |
| float | 4 字节 | Float | 0.0f | 约 ±3.4E38 |
| double | 8 字节 | Double | 0.0d | 约 ±1.7E308 |
| char | 2 字节 | Character | '\u0000' | 0 ~ 65535 |
| boolean | 未明确定义 | Boolean | false | true / false |
要点：char 在 Java 中占 2 字节（Unicode 字符）；boolean 单独使用占 4 字节、在数组中占 1 字节（取决于 JVM 实现）。
二、switch 支持的数据类型
- Java 5 之前：
switch表达式只能是byte、short、char、int。 - Java 5 起：支持
enum枚举类型。 - Java 7 起：支持
String类型。 long类型在所有版本中都不被支持。
三、== 与 equals 的区别
== 与 equals 的比较逻辑完全不同：
| 比较方式 | 基本数据类型 | 引用类型 |
|---|---|---|
== | 比较值是否相等 | 比较内存地址（是否同一对象） |
equals | 不适用 | 默认比较地址，子类可重写为按内容比较 |
String 的经典例子：
String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
System.out.println(str1 == str2); // true，字符串常量池复用
System.out.println(str1.equals(str2)); // true，内容相同
String str3 = new String("abc");
System.out.println(str1 == str3); // false，new 创建了新对象
System.out.println(str1.equals(str3)); // true理解要点：
String a = "abc"会先在字符串常量池中查找，存在则直接复用引用，否则新建并放入池中。new String("abc")明确在堆中创建一个新对象。- 重写
equals时要注意hashCode是否会因对象属性改变而变化，否则在使用散列集合（HashMap、HashSet 等）存储该对象时会出问题。
四、Object 的公用方法
Object 是所有类的父类，其常用方法如下：
| 方法 | 说明 |
|---|---|
clone() | 保护方法，实现浅复制，需实现 Cloneable 接口 |
getClass() | final 方法，获得运行时类型 |
toString() | 返回对象的字符串表示，子类一般会重写 |
finalize() | 释放资源用，调用时机不确定，很少使用 |
equals() | 默认比较地址，子类通常重写 |
hashCode() | 用于哈希查找，重写 equals 时一般也要重写 |
wait() | 使当前线程等待该对象的锁，需持有该对象锁 |
notify() / notifyAll() | 唤醒在该对象上等待的线程 |
关于 equals 与 hashCode 的约定：
- 若
obj1.equals(obj2) == true，则obj1.hashCode() == obj2.hashCode()必须成立。 - 但 hashCode 相等，equals 不一定相等（哈希冲突）。
- 若不重写
hashCode()，在HashSet中添加两个 equals 的对象，两个对象都会被加入。
五、Java 的四种引用
JDK 1.2 之前只有强引用，其余三种引用在 JDK 1.2 之后引入：
| 引用类型 | 回收时机 | 典型应用场景 |
|---|---|---|
| 强引用 | GC 时必定不被回收 | 普通对象引用，如 Object obj = new Object() |
| 软引用 | 堆将发生 OOM 时回收 | 内存敏感的高速缓存 |
| 弱引用 | 发生 GC 时必定回收 | 缓存、WeakHashMap 等 |
| 虚引用 | 不影响对象生命周期，用于接收 GC 通知 | 对象回收跟踪、NIO 堆外内存回收 |
细节：
- 软引用、弱引用在对象被标记为 finalizable 且 finalize 执行、内存清理后，若引用对象仍存在，会被加入 ReferenceQueue，此时
get()返回 null。 - 虚引用必须传入 ReferenceQueue 才能建立，且无法通过它获取对象实例。
六、String、StringBuffer 与 StringBuilder
| 类 | 可变性 | 线程安全 | 效率 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| String | 不可变（只读） | 安全 | 拼接慢 | 字符串常量、不频繁修改 |
| StringBuffer | 可变 | 安全（synchronized） | 中等 | 多线程字符串拼接 |
| StringBuilder | 可变 | 不安全 | 最高 | 单线程字符串拼接（JDK 1.5 引入） |
七、面向对象的三大特征
封装： 把数据和操作数据的方法绑定起来，对数据的访问只能通过已定义的接口，隐藏实现细节，只对外提供最简单的编程接口。
继承： 从已有类获得信息创建新类的过程。子类（派生类）继承父类（超类、基类）的属性和方法，让系统有延续性，同时是封装程序可变因素的重要手段。
多态： 允许不同子类型的对象对同一消息作出不同的响应，即用同样的对象引用调用同样的方法但做了不同的事情。
- 方法重载（Overload）实现编译时多态（前绑定）。
- 方法重写（Override）实现运行时多态（后绑定），这是面向对象最精髓的部分。
- 实现运行时多态需要两个条件：① 方法重写；② 用父类型引用指向子类型对象（对象造型）。
八、Override 与 Overload
| 对比项 | Override（重写） | Overload（重载） |
|---|---|---|
| 发生位置 | 子类与父类之间 | 同一个类中 |
| 方法签名 | 名称、参数列表必须相同 | 名称相同，参数个数或类型不同 |
| 返回值 | 必须相同或为其子类 | 可以不同 |
| 表现的多态 | 运行时多态 | 编译时多态 |
| 修饰符 | 访问权限不能比父类更严格 | 无限制 |
九、接口与抽象类的区别
| 对比项 | 抽象类 | 接口 |
|---|---|---|
| 实例化 | 不能实例化，可定义引用 | 不能实例化，可定义引用 |
| 构造器 | 可以定义 | 不能定义 |
| 方法 | 可有抽象方法 + 具体方法 | 全部是抽象方法（Java 8 后有 default/static 方法） |
| 成员访问权限 | private / 默认 / protected / public | 全部是 public |
| 成员变量 | 可以定义成员变量 | 成员变量实际上是常量 |
| 继承 | 单继承 | 多实现 |
十、静态内部类与非静态内部类
| 对比项 | 静态内部类 | 非静态内部类 |
|---|---|---|
| 外部类引用 | 不需要持有外部类引用 | 必须持有外部类引用 |
| 访问外部成员 | 只能访问外部类的静态成员 | 可以访问外部类所有成员 |
| 创建方式 | 可独立创建 | 不能脱离外部类实体创建 |
十一、多态的实现原理
JVM 执行字节码时，类型信息存储在方法区中。方法区的类型信息中有一个指针，指向记录该类方法的方法表：
- 方法表构造： 由于 Java 单继承，方法表最先存放 Object 的方法，其次是父类的方法，最后是类自身的方法。子类重写父类方法时，子类与父类的同名方法共享一个方法表项。
- 固定偏移量： 方法表的偏移量总是固定的，如任何类的 equals 方法偏移量都是定值。
- 调用流程： 调用方法时，虚拟机通过对象引用得到方法区中类型信息的方法表指针，根据符号引用解析出方法在方法表中的偏移量。子类对象声明为父类类型时，形式上调用父类方法，但虚拟机会从实际的方法表中找到方法地址，从而定位到子类实际的方法。
十二、foreach 与 for 循环效率
直接 for 循环效率最高，其次是迭代器，foreach 略慢。
foreach 是语法糖，编译成字节码后使用的是迭代器实现：
// foreach 反编译后的效果
for (Iterator iterator = list.iterator(); iterator.hasNext();) {
Object t = iterator.next();
}只比迭代器遍历多了生成中间变量这一步，因此性能略微下降。
十三、泛型
优点：
- 最大限度地重用代码。
- 保护类型安全（编译期检查）。
- 提高性能（减少强制转换）。
- 最常见的用途是创建集合类。
缺点：
- 性能上不如数组快。
- 运行时类型信息被擦除（类型擦除机制见 JVM 章节）。
List<String> 能否转为 List<Object>？ 能，但每次调用里面的函数都要通过强制转换还原回原来的类，这样既不安全，运行速度也慢。
十四、XML 解析的三种方式
| 方式 | 原理 | 特点 |
|---|---|---|
| DOM | 将整个 XML 读入内存构建树结构 | 可随机访问、增删改，但内存占用大 |
| SAX | 事件驱动，边读边解析 | 内存占用小、速度快，但不能随机访问 |
| PULL | 类似 SAX 的拉模式解析（Android 内置） | 开发者主动控制解析流程，效率高 |
十五、Java 与 C++ 的对比
- Java 没有指针，使用引用，更安全。
- Java 有自动垃圾回收（GC），C++ 需手动管理内存。
- Java 是单继承，C++ 支持多继承。
- Java 跨平台（JVM 字节码），C++ 编译为平台相关代码。
- Java 有统一的异常体系，C++ 异常处理相对灵活但易出错。
- Java 不支持操作符重载，C++ 支持。
十六、JNI 的使用
JNI（Java Native Interface）允许 Java 代码调用其他语言（如 C/C++）编写的本地代码：
- 编写 Java 类，声明
native方法。 - 使用
javac -h生成 C/C++ 头文件。 - 用 C/C++ 实现 native 方法，编译为动态链接库（.so / .dll）。
- 通过
System.loadLibrary()加载库并调用。
典型场景：性能敏感计算、调用系统底层 API、复用已有 C/C++ 代码库。