Java面试题全集（9）
80、事务的ACID是指什么？
答：
- 原子性(Atomic)：事务中各项操作，要么全做要么全不做，任何一项操作的失败都会导致整个事务的失败；
- 一致性(Consistent)：事务结束后系统状态是一致的；
- 隔离性(Isolated)：并发执行的事务彼此无法看到对方的中间状态；
- 持久性(Durable)：事务完成后所做的改动都会被持久化，即使发生灾难性的失败。通过日志和同步备份可以在故障发生后重建数据。
补充：关于事务，在面试中被问到的概率是很高的，可以问的问题也是很多的。首先需要知道的是，只有存在并发数据访问时才需要事务。当多个事务访问同一数据时，可能会存在5类问题，包括3类数据读取问题（脏读、不可重复读和幻读）和2类数据更新问题（第1类丢失更新和第2类丢失更新）。
脏读（Dirty Read）：A事务读取B事务尚未提交的数据并在此基础上操作，而B事务执行回滚，那么A读取到的数据就是脏数据。
| 时间 | 转账事务A | 取款事务B |
|---|---|---|
| T1 | 开始事务 | |
| T2 | 开始事务 | |
| T3 | 查询账户余额为1000元 | |
| T4 | 取出500元余额修改为500元 | |
| T5 | 查询账户余额为500元（脏读） | |
| T6 | 撤销事务余额恢复为1000元 | |
| T7 | 汇入100元把余额修改为600元 | |
| T8 | 提交事务 |
不可重复读（Unrepeatable Read）：事务A重新读取前面读取过的数据，发现该数据已经被另一个已提交的事务B修改过了。
| 时间 | 转账事务A | 取款事务B |
|---|---|---|
| T1 | 开始事务 | |
| T2 | 开始事务 | |
| T3 | 查询账户余额为1000元 | |
| T4 | 查询账户余额为1000元 | |
| T5 | 取出100元修改余额为900元 | |
| T6 | 提交事务 | |
| T7 | 查询账户余额为900元（不可重复读） |
幻读（Phantom Read）：事务A重新执行一个查询，返回一系列符合查询条件的行，发现其中插入了被事务B提交的行。
| 时间 | 统计金额事务A | 转账事务B |
|---|---|---|
| T1 | 开始事务 | |
| T2 | 开始事务 | |
| T3 | 统计总存款为10000元 | |
| T4 | 新增一个存款账户存入100元 | |
| T5 | 提交事务 | |
| T6 | 再次统计总存款为10100元（幻读） |
第1类丢失更新：事务A撤销时，把已经提交的事务B的更新数据覆盖了。
| 时间 | 取款事务A | 转账事务B |
|---|---|---|
| T1 | 开始事务 | |
| T2 | 开始事务 | |
| T3 | 查询账户余额为1000元 | |
| T4 | 查询账户余额为1000元 | |
| T5 | 汇入100元修改余额为1100元 | |
| T6 | 提交事务 | |
| T7 | 取出100元将余额修改为900元 | |
| T8 | 撤销事务 | |
| T9 | 余额恢复为1000元（丢失更新） |
第2类丢失更新：事务A覆盖事务B已经提交的数据，造成事务B所做的操作丢失。
| 时间 | 转账事务A | 取款事务B |
|---|---|---|
| T1 | 开始事务 | |
| T2 | 开始事务 | |
| T3 | 查询账户余额为1000元 | |
| T4 | 查询账户余额为1000元 | |
| T5 | 取出100元将余额修改为900元 | |
| T6 | 提交事务 | |
| T7 | 汇入100元将余额修改为1100元 | |
| T8 | 提交事务 | |
| T9 | 查询账户余额为1100元（丢失更新） |
数据并发访问所产生的问题，在有些场景下可能是允许的，但是有些场景下可能就是致命的，数据库通常会通过锁机制来解决数据并发访问问题，按锁定对象不同可以分为表级锁和行级锁；按并发事务锁定关系可以分为共享锁和独占锁，具体的内容大家可以自行查阅资料进行了解。
直接使用锁是非常麻烦的，为此数据库为用户提供了自动锁机制，只要用户指定会话的事务隔离级别，数据库就会通过分析SQL语句然后为事务访问的资源加上合适的锁，此外，数据库还会维护这些锁通过各种手段提高系统的性能，这些对用户来说都是透明的（就是说你不用理解，事实上我确实也不知道）。ANSI/ISO SQL 92标准定义了4个等级的事务隔离级别，如下表所示：
| 隔离级别 | 脏读 | 不可重复读 | 幻读 | 第一类丢失更新 | 第二类丢失更新 |
|---|---|---|---|---|---|
| READ UNCOMMITED | 允许 | 允许 | 允许 | 不允许 | 允许 |
| READ COMMITTED | 不允许 | 允许 | 允许 | 不允许 | 允许 |
| REPEATABLE READ | 不允许 | 不允许 | 允许 | 不允许 | 不允许 |
| SERIALIZABLE | 不允许 | 不允许 | 不允许 | 不允许 | 不允许 |
需要说明的是，事务隔离级别和数据访问的并发性是对立的，事务隔离级别越高并发性就越差。所以要根据具体的应用来确定合适的事务隔离级别，这个地方没有万能的原则。
81、JDBC中如何进行事务处理？
答：Connection提供了事务处理的方法，通过调用setAutoCommit(false)可以设置手动提交事务；当事务完成后用commit()显式提交事务；如果在事务处理过程中发生异常则通过rollback()进行事务回滚。除此之外，从JDBC 3.0中还引入了Savepoint（保存点）的概念，允许通过代码设置保存点并让事务回滚到指定的保存点。
82、JDBC能否处理Blob和Clob？
答： Blob是指二进制大对象（Binary Large Object），而Clob是指大字符对象（Character Large Objec），因此其中Blob是为存储大的二进制数据而设计的，而Clob是为存储大的文本数据而设计的。JDBC的PreparedStatement和ResultSet都提供了相应的方法来支持Blob和Clob操作。下面的代码展示了如何使用JDBC操作LOB：
下面以数据库为例，创建一个张有三个字段的用户表，包括编号（id）、姓名（name）和照片（photo），建表语句如下：
create table tb_user
(id int primary key auto_increment,
name varchar(20) unique not null,
photo longblob );
下面的Java代码向数据库中插入一条记录：
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.SQLException;
class JdbcLobTest {
public static void main(String[] args) {
Connection con = null;
try {
// 1. 加载驱动（Java6以上版本可以省略）
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
// 2. 建立连接
con = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test", "root", "123456");
// 3. 创建语句对象
PreparedStatement ps = con.prepareStatement("insert into tb_user values (default, ?, ?)");
ps.setString(1, "骆昊"); // 将SQL语句中第一个占位符换成字符串
try (InputStream in = new FileInputStream("test.jpg")) { // Java 7的TWR
ps.setBinaryStream(2, in); // 将SQL语句中第二个占位符换成二进制流
// 4. 发出SQL语句获得受影响行数
System.out.println(ps.executeUpdate() == 1 ? "插入成功" : "插入失败");
} catch(IOException e) {
System.out.println("读取照片失败!");
}
} catch (ClassNotFoundException | SQLException e) { // Java 7的多异常捕获
e.printStackTrace();
} finally { // 释放外部资源的代码都应当放在finally中保证其能够得到执行
try {
if(con != null && !con.isClosed()) {
con.close(); // 5. 释放数据库连接
con = null; // 指示垃圾回收器可以回收该对象
}
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
83、简述正则表达式及其用途。
答：在编写处理字符串的程序时，经常会有查找符合某些复杂规则的字符串的需要。正则表达式就是用于描述这些规则的工具。换句话说，正则表达式就是记录文本规则的代码。
说明：计算机诞生初期处理的信息几乎都是数值，但是时过境迁，今天我们使用计算机处理的信息更多的时候不是数值而是字符串，正则表达式就是在进行字符串匹配和处理的时候最为强大的工具，绝大多数语言都提供了对正则表达式的支持。
84、Java中是如何支持正则表达式操作的？
答：Java中的String类提供了支持正则表达式操作的方法，包括：matches()、replaceAll()、replaceFirst()、split()。此外，Java中可以用Pattern类表示正则表达式对象，它提供了丰富的API进行各种正则表达式操作，请参考下面面试题的代码。
面试题： - 如果要从字符串中截取第一个英文左括号之前的字符串，例如：北京市(朝阳区)(西城区)(海淀区)，截取结果为：北京市，那么正则表达式怎么写？
import java.util.regex.Matcher;import java.util.regex.Pattern;
class RegExpTest {
public static void main(String[] args) {
String str = "北京市(朝阳区)(西城区)(海淀区)";
Pattern p = Pattern.compile(".*?(?=\\()");
Matcher m = p.matcher(str);
if(m.find()) {
System.out.println(m.group());
}
}
}
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说明：上面的正则表达式中使用了懒惰匹配和前瞻，如果不清楚这些内容，推荐读一下网上很有名的。
85、获得一个类的类对象有哪些方式？
答：
- 方法1：类型.class，例如：String.class
- 方法2：对象.getClass()，例如："hello".getClass()
- 方法3：Class.forName()，例如：Class.forName("java.lang.String")
86、如何通过反射创建对象？
答：
- 方法1：通过类对象调用newInstance()方法，例如：String.class.newInstance()
- 方法2：通过类对象的getConstructor()或getDeclaredConstructor()方法获得构造器（Constructor）对象并调用其newInstance()方法创建对象，例如：String.class.getConstructor(String.class).newInstance("Hello");
87、如何通过反射获取和设置对象私有字段的值？
答：可以通过类对象的getDeclaredField()方法字段（Field）对象，然后再通过字段对象的setAccessible(true)将其设置为可以访问，接下来就可以通过get/set方法来获取/设置字段的值了。下面的代码实现了一个反射的工具类，其中的两个静态方法分别用于获取和设置私有字段的值，字段可以是基本类型也可以是对象类型且支持多级对象操作，例如ReflectionUtil.get(dog, "owner.car.engine.id");可以获得dog对象的主人的汽车的引擎的ID号。
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* 反射工具类
* @author 骆昊
*
*/
public class ReflectionUtil {
private ReflectionUtil() {
throw new AssertionError();
}
/**
* 通过反射取对象指定字段(属性)的值
* @param target 目标对象
* @param fieldName 字段的名字
* @throws 如果取不到对象指定字段的值则抛出异常
* @return 字段的值
*/
public static Object getValue(Object target, String fieldName) {
Class<?> clazz = target.getClass();
String[] fs = fieldName.split("\\.");
try {
for(int i = 0; i < fs.length - 1; i++) {
Field f = clazz.getDeclaredField(fs[i]);
f.setAccessible(true);
target = f.get(target);
clazz = target.getClass();
}
Field f = clazz.getDeclaredField(fs[fs.length - 1]);
f.setAccessible(true);
return f.get(target);
}
catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
/**
* 通过反射给对象的指定字段赋值
* @param target 目标对象
* @param fieldName 字段的名称
* @param value 值
*/
public static void setValue(Object target, String fieldName, Object value) {
Class<?> clazz = target.getClass();
String[] fs = fieldName.split("\\.");
try {
for(int i = 0; i < fs.length - 1; i++) {
Field f = clazz.getDeclaredField(fs[i]);
f.setAccessible(true);
Object val = f.get(target);
if(val == null) {
Constructor<?> c = f.getType().getDeclaredConstructor();
c.setAccessible(true);
val = c.newInstance();
f.set(target, val);
}
target = val;
clazz = target.getClass();
}
Field f = clazz.getDeclaredField(fs[fs.length - 1]);
f.setAccessible(true);
f.set(target, value);
}
catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
88、如何通过反射调用对象的方法？
答：请看下面的代码：
import java.lang.reflect.Method;
class MethodInvokeTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String str = "hello";
Method m = str.getClass().getMethod("toUpperCase");
System.out.println(m.invoke(str)); // HELLO
}
}
89、简述一下面向对象的"六原则一法则"。
答：
- 单一职责原则：一个类只做它该做的事情。（单一职责原则想表达的就是"高内聚"，写代码最终极的原则只有六个字"高内聚、低耦合"，就如同葵花宝典或辟邪剑谱的中心思想就八个字"欲练此功必先自宫"，所谓的高内聚就是一个代码模块只完成一项功能，在面向对象中，如果只让一个类完成它该做的事，而不涉及与它无关的领域就是践行了高内聚的原则，这个类就只有单一职责。我们都知道一句话叫"因为专注，所以专业"，一个对象如果承担太多的职责，那么注定它什么都做不好。这个世界上任何好的东西都有两个特征，一个是功能单一，好的相机绝对不是电视购物里面卖的那种一个机器有一百多种功能的，它基本上只能照相；另一个是模块化，好的自行车是组装车，从减震叉、刹车到变速器，所有的部件都是可以拆卸和重新组装的，好的乒乓球拍也不是成品拍，一定是底板和胶皮可以拆分和自行组装的，一个好的软件系统，它里面的每个功能模块也应该是可以轻易的拿到其他系统中使用的，这样才能实现软件复用的目标。）
- 开闭原则：软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。（在理想的状态下，当我们需要为一个软件系统增加新功能时，只需要从原来的系统派生出一些新类就可以，不需要修改原来的任何一行代码。要做到开闭有两个要点：①抽象是关键，一个系统中如果没有抽象类或接口系统就没有扩展点；②封装可变性，将系统中的各种可变因素封装到一个继承结构中，如果多个可变因素混杂在一起，系统将变得复杂而换乱，如果不清楚如何封装可变性，可以参考《设计模式精解》一书中对桥梁模式的讲解的章节。）
- 依赖倒转原则：面向接口编程。（该原则说得直白和具体一些就是声明方法的参数类型、方法的返回类型、变量的引用类型时，尽可能使用抽象类型而不用具体类型，因为抽象类型可以被它的任何一个子类型所替代，请参考下面的里氏替换原则。）
里氏替换原则：任何时候都可以用子类型替换掉父类型。（关于里氏替换原则的描述，Barbara Liskov女士的描述比这个要复杂得多，但简单的说就是能用父类型的地方就一定能使用子类型。里氏替换原则可以检查继承关系是否合理，如果一个继承关系违背了里氏替换原则，那么这个继承关系一定是错误的，需要对代码进行重构。例如让猫继承狗，或者狗继承猫，又或者让正方形继承长方形都是错误的继承关系，因为你很容易找到违反里氏替换原则的场景。需要注意的是：子类一定是增加父类的能力而不是减少父类的能力，因为子类比父类的能力更多，把能力多的对象当成能力少的对象来用当然没有任何问题。）
- 接口隔离原则：接口要小而专，绝不能大而全。（臃肿的接口是对接口的污染，既然接口表示能力，那么一个接口只应该描述一种能力，接口也应该是高度内聚的。例如，琴棋书画就应该分别设计为四个接口，而不应设计成一个接口中的四个方法，因为如果设计成一个接口中的四个方法，那么这个接口很难用，毕竟琴棋书画四样都精通的人还是少数，而如果设计成四个接口，会几项就实现几个接口，这样的话每个接口被复用的可能性是很高的。Java中的接口代表能力、代表约定、代表角色，能否正确的使用接口一定是编程水平高低的重要标识。）
- 合成聚合复用原则：优先使用聚合或合成关系复用代码。（通过继承来复用代码是面向对象程序设计中被滥用得最多的东西，因为所有的教科书都无一例外的对继承进行了鼓吹从而误导了初学者，类与类之间简单的说有三种关系，Is-A关系、Has-A关系、Use-A关系，分别代表继承、关联和依赖。其中，关联关系根据其关联的强度又可以进一步划分为关联、聚合和合成，但说白了都是Has-A关系，合成聚合复用原则想表达的是优先考虑Has-A关系而不是Is-A关系复用代码，原因嘛可以自己从百度上找到一万个理由，需要说明的是，即使在Java的API中也有不少滥用继承的例子，例如Properties类继承了Hashtable类，Stack类继承了Vector类，这些继承明显就是错误的，更好的做法是在Properties类中放置一个Hashtable类型的成员并且将其键和值都设置为字符串来存储数据，而Stack类的设计也应该是在Stack类中放一个Vector对象来存储数据。记住：任何时候都不要继承工具类，工具是可以拥有并可以使用的，而不是拿来继承的。）
- 迪米特法则：迪米特法则又叫最少知识原则，一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解。（迪米特法则简单的说就是如何做到"低耦合"，门面模式和调停者模式就是对迪米特法则的践行。对于门面模式可以举一个简单的例子，你去一家公司洽谈业务，你不需要了解这个公司内部是如何运作的，你甚至可以对这个公司一无所知，去的时候只需要找到公司入口处的前台美女，告诉她们你要做什么，她们会找到合适的人跟你接洽，前台的美女就是公司这个系统的门面。再复杂的系统都可以为用户提供一个简单的门面，Java Web开发中作为前端控制器的Servlet或Filter不就是一个门面吗，浏览器对服务器的运作方式一无所知，但是通过前端控制器就能够根据你的请求得到相应的服务。调停者模式也可以举一个简单的例子来说明，例如一台计算机，CPU、内存、硬盘、显卡、声卡各种设备需要相互配合才能很好的工作，但是如果这些东西都直接连接到一起，计算机的布线将异常复杂，在这种情况下，主板作为一个调停者的身份出现，它将各个设备连接在一起而不需要每个设备之间直接交换数据，这样就减小了系统的耦合度和复杂度，如下图所示。迪米特法则用通俗的话来将就是不要和陌生人打交道，如果真的需要，找一个自己的朋友，让他替你和陌生人打交道。）
90、简述一下你了解的设计模式。
答：所谓设计模式，就是一套被反复使用的代码设计经验的总结（情境中一个问题经过证实的一个解决方案）。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。设计模式使人们可以更加简单方便的复用成功的设计和体系结构。将已证实的技术表述成设计模式也会使新系统开发者更加容易理解其设计思路。
在GoF的《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》中给出了三类（创建型[对类的实例化过程的抽象化]、结构型[描述如何将类或对象结合在一起形成更大的结构]、行为型[对在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化]）共23种设计模式，包括：Abstract Factory（抽象工厂模式），Builder（建造者模式），Factory Method（工厂方法模式），Prototype（原始模型模式），Singleton（单例模式）；Facade（门面模式），Adapter（适配器模式），Bridge（桥梁模式），Composite（合成模式），Decorator（装饰模式），Flyweight（享元模式），Proxy（代理模式）；Command（命令模式），Interpreter（解释器模式），Visitor（访问者模式），Iterator（迭代子模式），Mediator（调停者模式），Memento（备忘录模式），Observer（观察者模式），State（状态模式），Strategy（策略模式），Template Method（模板方法模式）， Chain Of Responsibility（责任链模式）。
面试被问到关于设计模式的知识时，可以拣最常用的作答，例如：
- 工厂模式：工厂类可以根据条件生成不同的子类实例，这些子类有一个公共的抽象父类并且实现了相同的方法，但是这些方法针对不同的数据进行了不同的操作（多态方法）。当得到子类的实例后，开发人员可以调用基类中的方法而不必考虑到底返回的是哪一个子类的实例。
- 代理模式：给一个对象提供一个代理对象，并由代理对象控制原对象的引用。实际开发中，按照使用目的的不同，代理可以分为：远程代理、虚拟代理、保护代理、Cache代理、防火墙代理、同步化代理、智能引用代理。
- 适配器模式：把一个类的接口变换成客户端所期待的另一种接口，从而使原本因接口不匹配而无法在一起使用的类能够一起工作。
- 模板方法模式：提供一个抽象类，将部分逻辑以具体方法或构造器的形式实现，然后声明一些抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法（多态实现），从而实现不同的业务逻辑。
除此之外，还可以讲讲上面提到的门面模式、桥梁模式、单例模式、装潢模式（Collections工具类和I/O系统中都使用装潢模式）等，反正基本原则就是拣自己最熟悉的、用得最多的作答，以免言多必失