面试官：谈谈你对 Java 平台的理解
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文章导读
前言
面试的时候，经常会有面试官问：请你谈谈对 Java 平台的理解，「Java 是解释执行」，这句话正确吗？
其实这个问题，问得有点笼统。题目本身是非常开放的，往往考察的是多个方面，比如，基础知识理解是否很清楚；是否掌握 Java 平台主要模块和运行原理等。
个人认为，回答这类开放性问题的思路，可以从宏观的角度出发，从浅入深，由点到面。
总的来说可以从如下几个方面来回答：
面向对象：封装、继承、多态；
平台无关性：这个涉及到字节码，Java虚拟机等；
JVM：JVM 的一些基础概念、类加载机制、内存布局等；
垃圾回收：垃圾回收的基本原理，常见的垃圾收集器以及适用的工作负载；
语言特性：反射，泛型，Lambda 等；
类库：JDK 提供的各种类库，重点包括集合、并发、IO/NIO、网络等；
异常处理：Exception 和 Error；
生态：Spring、SpringBoot等。
参考回答
Java语言是一种面向对象的高级语言，它最显著的有两个特性：
一是通过平台中立的 class 文件格式和屏蔽底层硬件差异的 JVM 实现「一次编写，到处运行」；
二是Java 通过垃圾收集器（Garbage Collector）回收分配内存，大部分情况下，程序员不需要自己操心内存的分配和回收。
Java 是一种简单、严谨并且适合编写的语言，它不像 C/C++ 那样有很多晦涩难懂的内容，如头文件、指针、结构等等。
我们日常会接触到 JRE（Java Runtime Environment）或者 JDK（Java Development Kit）。
JRE，也就是 Java 运行环境，包含了 JVM 和 Java 类库，以及一些模块等，比如：集合，泛型，反射，并发，网络，IO/NIO等。
而 JDK 可以看作是 JRE 的一个超集，提供了更多工具，比如编译器、各种诊断工具等让java 语言更加安全、健壮。
Java 到底是解释执行还是编译执行？
这个问题并没有统一的答案，JVM 规范并没有强制要求 JVM 实现应该使用哪种方式来执行程序，只能说不同的JVM实现的方式不一样。有纯解释执行的、纯编译执行的（JRockit）、还有解释 + 编译两者混用的（HotSpot）。
知识点
面向对象
面向对象 vs 面向过程
当前主流的编程语言有 50 多种，主要分成两大阵营：面向对象编程和面向过程编程。
面向过程强调的是过程化的叙事思维，也就是让计算机有步骤地顺序地做一件事。
优点是流程化使得编程任务明确，在开发之前基本考虑了实现方式和最终结果，具体步骤清楚，便于节点分析。
缺点是在大型项目开发过程中，代码重用性低，扩展能力差，后期维护难度比较大。
面向对象强调高内聚、低耦合，先抽象模型，定义共性行为，在解决实际问题。
优点：
结构清晰，程序是模块化和结构化，更加符合人类的思维方式；
易扩展，代码重用率高，可继承，可覆盖，可以设计出低耦合的系统；
易维护，系统低耦合的特点有利于减少程序的后期维护工作量。
缺点：
开销大，当要修改对象内部时，对象的属性不允许外部直接存取，所以要增加许多没有其他意义、只负责读或写的行为。这会为编程工作增加负担，增加运行开销，并且使程序显得臃肿。
性能低，由于面向更高的逻辑抽象层，使得面向对象在实现的时候，不得不做出性能上面的牺牲，计算时间和空间存储大小都开销很大。
下面我们简单介绍一下面向对象。
首先什么是对象？
这里的「对象」与我们中文概念上的「对象」是有差异的，我们中文普遍意义上的对象是指「标的物」，翻译成英文是 Target
但 Java 语言里的对象不是这个意思，而是指「任何物体」的一种统称，更接近于中文「东西」这个词，所以在英文里它被翻译成 Object
Java中的对象是指任何物体的抽象，面向对象的设计过程即是事件的抽象过程。
面向对象的三大核心特性简介
1、封装
封装是指属性值的访问与修改需要使用相应的 getter/setter
封装可以被认为是一个保护屏障，防止该类的代码和数据被外部类定义的代码随机访问。适当的封装可以让程式码更容易理解与维护，也加强了程式码的安全性。
2、继承
继承是面向对象编程的基石，通过创建具有逻辑等级的类体系，形成继承树，实现基础模块的复用。
继承是 is-a
3、多态
多态以前两个特性为基础，根据运行时的实际对象类型，同一个方法产生不同的运行结果，使同一个行为具有不同的表现形式。
我们先明确两个非常容易混淆的概念：overrideoverload
override：覆写，指子类实现接口或者继承父类时，保持方法签名完全相同，实现的方法体不同，是垂直方向上行为的不同实现；overload：重载，是指在同一个类中，方法名相同，参数类型或者参数个数不同的，是水平方向上行为的不同实现。
多态在编译层面无法判断最终调用的方法体，是在运行时由 JVM 进行动态绑定，调用合适的覆写方法体来执行。
重载是编译器确定的方法调用，属于静态绑定，所以笔者认为多态专指覆写。
平台无关性
Java 通过字节码和 Java 虚拟机（JVM）这种跨平台的抽象，屏蔽了操作系统和硬件的细节，这也是实现「一次编写，到处运行」的基础。
在运行时，JVM 会通过类加载器（Class-Loader）加载字节码，解释或者编译执行。就像前面提到的，主流 Java 版本中，如 JDK 8 实际是解释和编译混合的一种模式，即所谓的混合模式（-Xmixed）。
我们开发的 Java 的源代码，首先通过 Javac 编译成为字节码（bytecode）， 然后，在运行时，通过 Java 虚拟机（JVM）内嵌的解释器将字节码转换成为最终的机器码。但是常见的 JVM，比如我们大多数情况使用的 Oracle JDK 提供的 Hotspot JVM， 都提供了 JIT（Just-In-Time）编译器，也就是通常所说的动态编译器，JIT 能够在运行时将热点代码编译成机器码，这种情况下部分热点代码就属于编译执行，而不是解释执行了。
JVM
类加载机制
虚拟机把描述类的数据从 Class 文件加载到内存，并对数据进行校验、转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的 Java 类型，这就是虚拟机的类加载机制。
在 Java 语言里面，类的加载、连接和初始化过程都是在程序运行期间完成的。
Java 类的整个生命周期如下图：
3 个重要的类加载器：
Bootstrap ClassLoaderjava.lang.ClassLoaderExtensionClassLoaderApplicationClassLoaderclasspath或者系统属性java.class.path指定路径下的类库。它是程序中默认的类加载器，一般情况下，我们 Java 程序中的类，都是由它加载完成的。
垃圾回收
我们知道，程序在运行的时候，为了提高性能，大部分数据都是会加载到内存中进行运算的，有些数据是需要常驻内存中的，但是有些数据，用过之后便不会再需要了，我们称这部分数据为垃圾数据。
为了防止内存被使用完，我们需要将这些垃圾数据进行回收，即需要将这部分内存空间进行释放。
不同于 C++ 需要自行释放内存的机制，Java 虚拟机（JVM）提供了一种自动回收内存的机制，也就是垃圾回收（Garbage Collection，GC）。
垃圾判断算法：
引用计数法
可达性分析法
垃圾回收算法：
标记-清除算法（Tracing Collector）
标记-整理算法（Compacting Collector）
复制算法（Copying Collector）
适应性算法（Adaptive Collector）
分代收集算法（Generational Collector）
垃圾回收器：
Serial 回收器
CMS 回收器
G1
异常处理
Exception 和 Error 都是继承了 Throwable 类，Exception 和 Error 体现了 Java 平台设计者对不同异常情况的分类。
Error 是一种非常特殊的异常类型，它的出现标识着系统出现了不可控的错误，例如
StackOverflowErrorOutOfMemoryErrorException 是程序正常运行中，可以预料的意外情况，可能并且应该被捕获，进行相应处理。
Exception 又分为可检查（checked）异常和不检查（unchecked）异常：
可检查异常在源代码里必须显式地进行捕获处理，这是编译期检查的一部分。比如：
IOExceptionClassNotFoundException不检查异常就是所谓的运行时异常，类似
NullPointerExceptionArrayIndexOutOfBoundsExceptionRuntimeException