Java岗大厂面试百日冲刺【Day53】— 基础篇4 （日积月累，每日三题）

2022-05-11 16:11:32 浏览数 (1)

  大家好，我是陈哈哈，虎年第一篇，祝虎年大吉，拿个高薪！相信大家和我一样，都有一个大厂梦，作为一名资深Java选手，深知面试重要性，接下来我准备用100天时间，基于Java岗面试中的高频面试题，以每日3题的形式，带你过一遍热门面试题及恰如其分的解答。   一路走来，随着问题加深，发现不会的也愈来愈多。但底气着实足了不少，相信不少朋友和我一样，日积月累才是最有效的学习方式！想起高三时一个同学的座右铭：只有沉下去，才能浮上来。共勉（juan）。

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  • 面试题1：String str与new String与有什么区别？
  • 面试题2：为什么 String 在 Java 中是不可变(final)的？
  • 面试题3：为什么说 char[] 比 Java 中的 String 更适合存储密码？
  • 每日小结

  本栏目Java开发岗高频面试题主要出自以下各技术栈：Java基础知识、集合容器、并发编程、JVM、Spring全家桶、MyBatis等ORMapping框架、MySQL数据库、Redis缓存、RabbitMQ消息队列、Linux操作技巧等。

面试题1：String str与new String与有什么区别？

  要说明这两种字符创建方式的区别，首先要理解什么是常量池，常量池(constant pool)指的是在编译期被确定，并被保存在已编译的.class文件中的一些数据。它包括了关于类、方法、接口等中的常量，也包括字符串常量。

  在常量池中存储字符串常量的内存空间，即字符串常量池，当需要使用字符串时，先去字符串池中查看该字符串是否已经存在，如果存在，则可以直接使用，如果不存在，初始化，并将该字符串放入字符串常量池中。

常量池的位置

  • JDK1.7以前，常量池（包含字符串常量池）位于方法区
  • JDK1.7及以后，字符串常量池移入堆

常量池的作用

  • 节省内存空间：所有常量池中相同的常量具有同样的内存地址
  • 加快运行速率

1、String直接赋值（String str = “abc”;）：

创建一个或不创建对象。如果“abc”在字符串池中不存在，会在java字符串池中创建一个String对象（“abc”），然后str指向这个内存地址，无论以后用这种方式创建多少个值为“abc”的字符串对象，始终只有一个内存地址被分配；如果“abc” 在字符串池中存在, str直接指向这个内存地址。

代码语言：javascript复制
String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
String str3 = "abc";
System.out.println(str1 == str2); // true
System.out.println(str1 == str3); // true

2、使用new String创建字符串（String str = new String(“abc”);）：

创建一个或两个对象。因为用到new关键字，肯定会在堆中创建一个String对象，如果字符池中已经存在”abc”,则不会在字符串池中创建一个String对象，如果不存在，则会在字符串常量池中也创建一个对象。

代码语言：javascript复制
String str1 = new String("abc");
String str2 = new String("abc");
String str3 = new String("abc");
System.out.println(str1 == str2);//false
System.out.println(str1 == str3);//false

3、String拼接字符串：

  除了直接使用等号赋值，有时也会用到字符串拼接，字符串拼接又分为变量拼接和已知字符串拼接。

  只要拼接内容存在变量，那么该拼接后的新变量就是在堆内存中新建的一个对象实体。

代码语言：javascript复制
String str = "abc"; 
String str1 = "abcd"; 
String str2 = str "d"; // 拼接字符串，此时会在堆中新建一个abcd的对象，因为str2编译之前是未知的
String str3 = "abc" "d"; // 拼接之后str3还是abcd，所以还是会指向字符串常量池的内存地址
System.out.println(str1==str2); // false
System.out.println(str1==str3); // true

概括为以下几点:

  1. 针对 String str="abc" 和 String str=new String("abc"); 产生的对象，前者1或0，后者2或1，先看字符串常量池，如果字符串常量池中没有，都在常量池中创建一个，如果有，前者直接引用，后者在堆内存中还需创建一个“abc”实例对象。
  2. 对于基础类型的变量和常量：变量和引用存储在栈中，常量存储在常量池中。
  3. 为了提升jvm（JAVA虚拟机）性能和减少内存开销，避免字符的重复创建 项目中还是不要使用new String去创建字符串，最好使用String直接赋值。
  4. 关于equals()和 “= =” 对于String类简单来说，equals()就是比较两字符串的内容是否相等，如果相等返回true;而 “= =” 是比较两字符串的地址是否相同，也就是是否是同一个字符串的引用，如果是返回true。

面试题2：为什么 String 在 Java 中是不可变(final)的？

  我们先来看一下String类在源码中的成员变量；在JDK1.7中，String类的主要成员变量主要为以下两个：

代码语言：javascript复制
public final class String implements 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</string>

  由以上的代码可以看出， 在 Java 中，String 类其实就是对字符数组char []的封装。在JDK7中，只有一个 value 变量，也就是 value 中的所有字符都是属于 String 这个对象的。除此之外还有一个 hash 成员变量，是该 String 对象的哈希值的缓存，这个成员变量也和本文的讨论无关。在Java中，数组也是对象。 所以 value 也只是一个引用，它指向一个真正的数组对象。其实执行了String s = “ABCabc”; 这句代码之后，真正的内存布局应该是这样的：

  字符串在 Java 中是不可变的，因为 String 对象缓存在字符串常量池中。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。

  这个问题有时也会问：“为什么 String 在 Java 中是 final 的”。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的话，是站不住脚的，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，如下：
代码语言：javascript复制
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”，这肯定是不行的。

  • 2、字符串已被广泛用作许多 Java 类的参数，例如，为了打开网络连接，你可以将主机名和端口号作为字符串传递，你可以将数据库 URL 作为字符串传递, 以打开数据库连接，你可以通过将文件名作为参数传递给 File I/O 类来打开 Java 中的任何文件。如果 String 不是不可变的，这将导致严重的安全威胁，我的意思是有人可以访问他有权授权的任何文件，然后可以故意或意外地更改文件名并获得对该文件的访问权限。由于不变性，你无需担心这种威胁。这个原因也说明了，为什么 String 在 Java 中是最终的，通过使 java.lang.String final，Java设计者确保没有人覆盖 String 类的任何行为。
  • 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。关于 String 的另一个要点是由截取字符串 SubString 引起的内存泄漏，这不是与线程相关的问题，但也是需要注意的。
  • 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。简而言之，因为 String 是不可变的，所以没有人可以在创建后更改其内容，这保证了 String 的 hashCode 在多次调用时是相同的。
  • 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。如果 String 是可变的，加载“java.io.Writer” 的请求可能已被更改为加载 “mil.vogoon.DiskErasingWriter”. 安全性和字符串池是使字符串不可变的主要原因。

面试题3：为什么说 char[] 比 Java 中的 String 更适合存储密码？

  这个问题也可以定义为封装Char[]的String类相比Char数组，对密码存储会有哪些不同？，这是最近在 Java 面试中向我的一位朋友询问的问题。任何与 String 相关的问题都必须对字符串的特殊属性有一些线索，比如不变性。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。

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。

代码语言：javascript复制
String strPassword =“Unknown”; char [] charPassword = new char [] {'U'，'n'，'k'，'w'，'o'，'n'}; 
System.out.println(“字符密码：”  strPassword);
System.out.println(“字符密码：”  charPassword);

输出:

代码语言：javascript复制
字符串密码：Unknown
字符密码：[C @110b053

  我还建议使用散列或加密的密码而不是纯文本，并在验证完成后立即从内存中清除它。因此,在Java中,用字符数组用存储密码比字符串是更好的选择。虽然仅使用char[]还不够，还你需要擦除内容才能更安全。

每日小结

  今天我们复习了Java基础知识中常考的两个老油条问题，你做到心中有数了么？对了，如果你的朋友也在准备面试，请将这个系列扔给他，如果他认真对待，肯定会感谢你的！！好了，今天就到这里，学废了的同学，记得在评论区留言：打卡。，给同学们以激励。

参考资料

https://v3.processon.com/view/5ef1a2917d9c0844202f7746 https://blog.csdn.net/qq_45737068/article/details/107149922 https://www.cnblogs.com/weirdo-lenovo/p/11418871.html

java 缓存 hashmap jdk 编程算法

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