Розбір запитань та відповідей із співбесід на Java-розробника. Частина 1

Вітання! На JavaRush зібралися різні люди. Одні з нас тільки хочуть стати Java-розробниками, вкладаючи багато часу і сил у розвиток, а інші вже Java developer-и. У тому чи іншому випадку необхідно бути готовими до випробувань — технічних співбесід. Це випробування не з легких, і, крім моральної підготовки, потрібна і технічна. Нещодавно я натрапив на великий перелік питань для співбесідJava розробника на dou. Дані питання поділені на різні рівні - Junior, Middle та Senior. Не лякайтеся: не всі питання з легенів, але ті, що "зі зірочкою" досить рідко задають. Питання — це добре, але мені хотілося б спробувати відповісти на більшість із них. Зрозуміло, що я не вкладуся в рамки однієї статті, як-не-як, питань там надзвичайно багато. Тому це буде цілий цикл із статтею-відповідей на такі питання. Відразу підкреслю кілька моментів:

1. Є чудова стаття з топом запитань та відповідей для них. Деякі питання перетинаються з поданим вище списком (250+), тому ці питання пропускатимуться, щоб не дублювати зайвий раз інформацію.

2. Питання представлені українською, але оскільки більшість учасників JavaRush російськомовні (та й я більшою мірою теж), відповіді будуть російською.

3. Відповіді будуть короткими, оскільки якщо розписувати дуже докладно, відповіді деякі питання можуть потягнути окрему статтю. Та й на співбесідах настільки докладні та об'ємні відповіді не потрібні, адже у вас вашого інтерв'юера є лише година на те, щоб опитати вас за необхідними темами (а, як ви пам'ятаєте, тим вистачить). Для любителів покопати глибше я залишатиму посилання.

Тож почнемо.

Питання та відповіді рівня Junior

Загальні питання

1. Які знаєте шаблони проектування? Розкажіть про два шаблони, які використовували у роботі.

Шаблонів є безліч: почати знайомство з ними можна з цієї статті. Ну а для тих із вас, хто хоче докладно ознайомитися з ними, рекомендую прочитати книгу Head First. Паттерни проектування” . З її допомогою ви зможете детально і в легкій формі вивчити базові патерни проектування. Говорячи про шаблони проектування, які ви можете навести як приклади на співбесіді, на думку приходять:

• Builder - шаблон, що часто використовується, альтернатива класичному створенню об'єктів;
• Патерн Стратегія , який за своєю суттю представляє поліморфізм. Тобто, у нас є один інтерфейс, але поведінка програми змінюватиметься в залежності від того, яку саме реалізацію цього інтерфейсу передали у функціонал (зараз стратегія практично скрізь використовується в java-додатках).

Якщо цього вам мало, зверніть увагу на Spring (якщо ви з ним вже знайомі), адже він є цілою платформою фреймворків, які в свою чергу пронизані патернами вздовж і впоперек. Ось вам пара прикладів того, про що я говорю:

• Factory - в ApplicationContext (ну або в BeanFactory);
• Singleton - всі біни за промовчанням синглтони;
• Proxy - по суті все в спрингу так чи інакше використовує цей патерн, наприклад АОП;
• Chain of responsibility - патерн, за концепцією якого працює Spring Security;
• Template - використовується в Spring Jdbc.

Java Core

2. Які типи даних є в Java?

Java має примітивні типи даних:

• byte - цілі числа в межах -128 до 127, важить 1 байт;
• short - цілі числа в межах -32768 до 32767, важить 2 байти;
• int - цілі числа -2147483648 до 2147483647, важить 4 байти;
• long - цілі числа в межах 9223372036854775808 до 9223372036854775807, важить 8 байтів;
• float - числа з плаваючою комою в межах -3.4E+38 до 3.4E+38, важить 4 байти;
• double – числа з плаваючою комою в межах -1.7E+308 до 1.7E+308, важить 8 байтів;
• char - одиночні символи в UTF-16, важить 2 байти;
• boolean значення true/false , важить 1 байт.

І типи посилань даних , які вказують на об'єкти в купі.

3. Чим об'єкт відрізняється від примітивних типів даних?

Перша відмінність: кількість пам'яті, що займається: примітиви займають дуже мало, адже вони містять лише власне значення, тоді як об'єкти можуть містити дуже і дуже багато різних значень: як примітивів, так і посилань на інші об'єкти. Друга відмінність: Java це об'єктно-орієнтована мова, тому в ній все працює через взаємодію між об'єктами, і примітиви тут не сильно вписуються (власне, тому Java - це не 100% об'єктно-орієнтована мова). Третє, що з другого: оскільки Java орієнтована взаємодія між об'єктами, в цих об'єктів є багато різних механізмів управління. Наприклад, конструктори, методи, винятки (які працюють у першу чергу з об'єктами) тощо. Власне, щоб примітиви могли якось вплутатися (працювати) у цьому об'єктно орієнтованому середовищі та були придуманіобгортки (wrappers) для примітивних типів ( Integer , Character , Double , Boolean ...)

4. Чим відрізняються передача параметрів за посиланням та значенням?

Примітивні поля зберігають своє значення: наприклад, якщо ми задали int i = 9; поле i зберігає значення 9 . Коли ми маємо посилання на об'єкт, це означає, що ми маємо поле з посиланням на об'єкт, або іншими словами - зі значенням адресаи об'єкта в пам'яті.

Cat cat = new Cat();

Виходить, поля з посиланням на об'єкт теж зберігають значення , значення адресаи пам'яті. Тобто cat зберігає значення адресаи об'єкта new Cat() у пам'яті. Коли ми передаємо параметр у певний метод, відбувається копіювання його значення. У випадку з примітивом копіюватиметься значення примітиву. Відповідно, у методі вестиметься робота з копією, при зміні якої оригінал не торкнеться. У випадку з типом посилань копіюватиметься значення адресаи пам'яті, відповідно, адресаа буде все тим же, як і об'єкт, на який він вказує. І якщо ми будемо змінювати об'єкт за цим новим посиланням, він буде змінений і для старої (адже вони обидві вказують на той самий об'єкт).

5. Що таке JVM, JDK, JRE?

JVM - Java Virtual Machine - це віртуальна машина, яка запускає Java байткод, попередньо створений компілятором. JRE - Java Runtime Environment - по суті, це середовище для запуску java-додатків, що містить JVM , стандартні бібліотеки та інші компоненти для запуску аплетів та додатків, написаних мовою програмування Java. Тобто JRE - пакет всього необхідного для запуску скомпільованої Java-програми, але при цьому не містить інструментів і утиліт, таких як компілятори або відладчики для розробки додатків. JDK - Java Development Kit - розширений набір JREтобто середовище не тільки для запуску, але і для розробки java-додатків. JDK містить все, що є в JRE, плюс різні додаткові інструменти - компілятори та відладчики, які потрібні для створення програм на Java (також містить java-доки).

6. Навіщо використовують JVM?

Як говорилося вище, Java Virtual Machine - це віртуальна машина, яка запускає Java байткод, попередньо створений компілятором. Тобто JVM не розуміє вихідний код Java. Тому спершу відбувається компіляція .java файлів, які після компіляції мають розширення вже .classі які і які представлені у вигляді того самого байта коду, який розуміє JVM. JVM для кожної OC своя, тому отримавши файли в байт коді, JVM виконує його, адаптуючи під ОС, де це відбувається. Власне, через різні JVM версії JDK (або JRE) відрізняються для різних ОС (під кожну з них потрібна своя JVM). Згадаймо, як відбувається розробка іншими мовами програмування. Ви розробляєте програму, потім її код компілюється в машинний код конкретної ОС, і потім ви можете його запускати. Іншими словами, під кожну систему потрібно писати різні версії програми. У той час як на Java завдяки подвійній обробці коду (компіляція і обробка байт коду JVM), ви можете користуватися перевагами кросплатформенності. Ми створабо код, перекомпілювали його в байткод, перенесли його на будь-яку ОС, і вже місцева JVM і запускає код. Це і є легендарна властивість Java.пишеш одного разу, запускаєш де завгодно . Докладніше про це - у статті " Компіляція та виконання Java-додатків під капотом ".

7. Що таке bytecode?

Як і говорив вище, компілятор перетворює Java-код в проміжний — bytecode (файли з розширенням .java в файли з розширенням .class). Байткод багато в чому нагадує машинний код, лише він використовує набір інструкцій не реального процесора, а віртуального. При цьому він може включати ділянки, орієнтовані на використання JIT-компілятора, що оптимізує виконання команд під реальний процесор, на якому запущена програма. JIT-компіляція, звана ще компіляцією на льоту - це технологія, яка збільшує продуктивність програми, що використовує байткод, через компіляції байткоду в машинний або інший формат під час роботи програми. Як ви могли здогадатися, JVM і використовує JIT-компілятор, коли запускає байткод. Давайте поглянемо на приклад bytecode:Чи не надто читаємо, чи не так? Ну так це і не для нас інструкція, а для JVM. Ось стаття , яка допоможе краще розібратися в цьому питанні.

8. Які ознаки JavaBean?

JavaBeans - Java-клас з дотриманням певних правил. Ось кілька правил для написання JavaBean :

1. Клас повинен містити порожній (без параметрів) конструктор з відкритим доступом модифікатором доступу public . Цей конструктор дає можливість створювати об'єкт даного класу без зайвих проблем (щоб не було зайвої метушні з параметрами).

2. Доступ до внутрішніх полів класу здійснюється через методи get і set , які мають бути стандартними. Наприклад, якщо поле name , то getName і setName тощо. буд. Це, своєю чергою, дозволяє різним інструментам (фреймворкам) без ускладнень автоматично визначати й оновлювати зміст bean-ов.

3. Клас повинен містити перевизначені версії методів equals() — hashCode() та toString() .

4. Клас повинен бути серіалізується, тобто повинен мати інтерфейс маркер - Serializable або імплементувати інтерфейс Externalizable . Це потрібно для того, щоб стан об'єкта bean можна надійно зберігати, зберігати та відновлювати.

Про види JavaBeans можна почитати у цьому матеріалі .

9. Що таке OutOfMemoryError?

OutOfMemoryError – одна з критичних помилок під час виконання програми, пов'язана з роботою віртуальної машини Java (JVM). Викликається в тих випадках, коли JVM не може виділити об'єкт, тому що на нього не вистачає пам'яті і збирач сміття не може виділити більше пам'яті. Деякі види OutOfMemoryError :

• OutOfMemoryError: Java heap space — об'єкт не може бути розміщений у купі Java через брак пам'яті. Помилка може спричинити витік пам'яті або те, що розмір купи за промовчанням недостатній для поточної програми.

• OutOfMemoryError: GC Overhead limit exceeded - через те, що обсяг даних ледве поміщається в купу, збирач сміття працює весь час, а програма Java працює дуже повільно, і як результат - перевищується межа накладних витрат збирача сміття і програма падає з цією помилкою.

• OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit — вказує на те, що програма спробувала виділити пам'ять для масиву, розмір якого перевищує розмір купи, що, знову ж таки, може бути через недостатню кількість виділеної пам'яті за замовчуванням.

• OutOfMemoryError: Metaspace - у купі закінчилося місце, виділене для метаданих (метадані - це інструкції класів, методів).

• OutOfMemoryError: request size bytes for reason. Out of swap space - стався деякий збій при спробі виділення пам'яті з купи і як наслідок - брак пам'яті в купі.

10. Що таке стек трейс? Як його одержати?

Стек трейс (Stack Trace) - це список класів та методів, які були викликані до цього моменту програми. Викликати стек трейс у певній точці програми можна так:

StackTraceElement[] stackTraceElements =Thread.currentThread().getStackTrace();

Таким чином, ми отримаємо масив стек трейс елементів, розташованих у порядку LIFO — Last In First Out . У Java, як правило, коли говорять про стек трейсу, то мається на увазі стек трейс, який виводиться в консолі при виникненні помилки (або виключення). Отримати стек трейс винятків можна так:

StackTraceElement[] stackTraceElements;
try{
                ...
} catch (Exception e) {
   stackTraceElements = e.getStackTrace();
}

Ну і якщо ми говоримо про виведення стек трейсу виключення в консолі:

try{
                ...
} catch (Exception e) {
  e.printStackTrace();
}

Також, якщо у нас виникне помилка, unchecked виняток або checked , яке ми не обробимо, а тільки будемо прокидатися, то при падінні програми ми отримаємо автоматично стек трейс винятків у консолі. Невеликий приклад стектрейс виключення в консолі: Детальніше про Stack Trace можете почитати ось тут . На цьому питанні ми сьогодні і зупинимося.