java面试题（一）
1. 计算机网络传输层有哪些协议？分别适用于什么场景？
传输层核心协议有两个：
- TCP（传输控制协议）：
特点：面向连接、可靠传输（通过三次握手建立连接、四次挥手断开连接，支持重传、拥塞控制等）、字节流传输。
适用场景：对可靠性要求高的场景，如文件传输（FTP）、网页浏览（HTTP/HTTPS）、邮件发送（SMTP）等。
- UDP（用户数据报协议）：
特点：无连接、不可靠（不保证送达，无重传机制）、数据报传输、效率高。
适用场景：对实时性要求高但可容忍少量丢包的场景，如视频 / 语音通话（流媒体）、在线游戏、DNS 查询等。
2. 多线程的使用场景有哪些？线程开启多少个合适？判断标准有哪些？
多线程使用场景：
- 异步任务处理（如日志记录、邮件发送，不阻塞主线程）；
- 并发 IO 操作（如多文件下载、数据库批量查询，利用 IO 等待时间）；
- 实时数据处理（如消息队列消费、实时监控）；
- 复杂计算任务拆分（如大数据量排序、分布式计算）。
线程数量没有 “固定答案”，需结合任务类型判断：
- CPU 密集型任务（如数学计算）：线程数≈CPU 核心数（避免线程切换开销）；
- IO 密集型任务（如网络请求、文件读写）：线程数可适当增加（通常为 CPU 核心数 ×2，或根据 IO 等待时间调整）。
判断标准：
- 系统响应时间（避免线程过多导致调度延迟）；
- 资源利用率（CPU、内存、IO 不超限）；
- 任务类型（CPU/IO 密集）；
- 实际压测结果（通过监控工具观察性能瓶颈）。
3. 线程池的提交方式有哪几种？
Java 线程池（ExecutorService）有两种核心提交方式：
- execute(Runnable command)：
无返回值，仅执行任务；若任务抛出异常，会直接抛出（需手动捕获）。
- submit(Callable<T> task) 或 submit(Runnable task, T result)：
有返回值（Future<T>），可通过Future获取任务结果或异常；任务异常会被封装在Future中（调用get()时抛出）。
4. 锁的实现原理介绍一下？
Java 中锁的实现主要分为两类：
（1）synchronized 关键字
- 底层依赖 对象头（Mark Word） 和 Monitor（监视器锁）：
- 对象头存储锁状态（无锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁）；
- 重量级锁通过 Monitor 实现：每个对象关联一个 Monitor，线程竞争锁时需获取 Monitor 的所有权（涉及操作系统互斥锁，开销较大）。
- JDK 6 后优化：引入偏向锁（减少无竞争时的开销）、轻量级锁（自旋锁，避免立即升级为重量级锁）。
（2）java.util.concurrent.locks.Lock 接口（如 ReentrantLock）
- 基于 AQS（AbstractQueuedSynchronizer） 实现：
- AQS 通过内置的双向队列管理等待线程，用state变量表示锁的状态（0：无锁，>0：被持有）；
- 线程竞争锁时，通过 CAS 操作修改state，失败则进入队列等待（可响应中断、设置超时）。
5. TCP 协议中拥塞控制的主要作用是什么？
拥塞控制是 TCP 协议为避免网络拥塞而设计的机制，主要作用：
- 防止发送方发送速率超过网络承载能力，避免数据包大量丢失；
- 维持网络稳定性，保证数据传输的高效性（在拥塞与吞吐量间平衡）。
核心算法包括：慢启动、拥塞避免、快重传、快恢复。
6. String 类的常用函数有哪些？列举十种。
String类提供了丰富的字符串操作方法，常用的有：
- int length()：返回字符串长度；
- char charAt(int index)：获取指定索引的字符；
- String substring(int beginIndex, int endIndex)：截取子串（左闭右开）；
- boolean equals(Object anObject)：比较字符串内容是否相等；
- int indexOf(String str)：查找子串首次出现的索引（未找到返回 - 1）；
- String replace(char oldChar, char newChar)：替换字符；
- String trim()：去除首尾空白字符；
- String toLowerCase() / toUpperCase()：转换为小写 / 大写；
- String[] split(String regex)：按正则分割字符串；
- boolean startsWith(String prefix)：判断是否以指定前缀开头。
7. String、StringBuffer、StringBuilder 的区别有哪些？所有类名包含 Buffer 的类的内部实现原理是什么？有什么优势？
（1）三者区别
| 特性 | String | StringBuffer | StringBuilder |
| 可变性 | 不可变（底层数组final） | 可变（数组可修改） | 可变（数组可修改） |
| 线程安全 | 安全（不可变） | 安全（方法加synchronized） | 不安全（无同步） |
| 性能 | 差（修改时创建新对象） | 中（同步开销） | 优（无同步开销） |
（2）Buffer 类（如ByteBuffer、StringBuffer）的实现原理与优势
- 原理：内部基于数组存储数据，通过position（当前位置）、limit（可操作上限）、capacity（容量）三个指针控制数据读写，避免频繁创建新对象。
- 优势：
- 高效处理数据：通过指针操作减少数组复制，提升 IO / 字符串操作性能；
- 支持批量操作：如ByteBuffer可直接与 Channel 交互，适合网络 / 文件传输。
8. String 字符串的不可变是指哪里不可变？
String的不可变性体现在：
- 底层存储数据的数组被final修饰（JDK 8 为char[]，JDK 9 + 为byte[]），无法修改数组引用；
- 类中未提供修改数组元素的方法（如substring、replace等方法均返回新String对象）。
即：一旦创建String对象，其内容（字符序列）无法被修改，任何 “修改” 操作都会生成新对象。
9. HTTP 协议有哪些字段，列举 3 个就可以。
HTTP 请求 / 响应头包含多个字段，常用的有：
- Host：指定请求的服务器域名和端口（如Host: www.example.com）；
- Content-Type：表示请求 / 响应体的数据格式（如Content-Type: application/json、text/html）；
- User-Agent：描述发送请求的客户端（如浏览器型号、操作系统，User-Agent: Mozilla/5.0 ...）。
10. Java 异常类有哪些？分别管理什么异常？
Java 异常体系以Throwable为根，分为两类：
（1）Error（错误）
- 表示 JVM 无法处理的严重错误（如内存溢出），无需捕获，如：
- OutOfMemoryError：内存不足；
- StackOverflowError：栈溢出（如递归过深）。
（2）Exception（异常）
- 表示程序可处理的异常，分为受检异常（编译时需捕获）和非受检异常（RuntimeException及其子类，编译时无需捕获）。
- 受检异常：如IOException（IO 操作错误）、ClassNotFoundException（类未找到）；
- 非受检异常：如NullPointerException（空指针）、IndexOutOfBoundsException（索引越界）、ArithmeticException（算术错误，如除 0）。