Java Interview Review
6.16K members
13 photos
260 links
Популярные вопросы и ответы с собеседований на Java-разработчика.

Канал для Android-разработчиков @AndroidSobes

Связаться с нами @SobesAdmin

http://itsobes.ru/
Download Telegram
to view and join the conversation
Зачем нужно ключевое слово assert?

assert – не то же самое, что методы вроде assertTrue() из тестовых библиотек. Это зарезервированное ключевое слово, унарный оператор.

Этот оператор ничего не возвращает, а принимает проверяемое утверждение типа boolean. Если значение оказывается false, проверка утверждения считается проваленной и выбрасывается AssertionError. Это похоже на сокращенную запись пары if и throw, с фиксированным типом исключения.

В Java до версии 4 слово assert не было ключевым. Поэтому для обратной совместимости механизм проверки утверждений выключен по умолчанию – логика программы никогда не должна полагаться на assert!

Включается флагом -ea или -enableassertions команды java. Можно указывать конкретные классы и пакеты в которых включить. Есть противоположный флаг -da (-disableassertions), эти флаги можно использовать в комбинации.

Assertion-ы используются в основном для дополнительной проверки инвариантов состояния объекта и для подстраховки в коде, который не должен никогда вызываться. Выброшенный AssertionError обычно означает ошибку программиста.

Дополнительно у оператора assert есть синтаксис передачи параметра detailMessage в конструктор AssertionError:
assert 2*2==5 : "two times two is not five!";


#Язык
Что такое метки и как их использовать?

Наверняка вам приходилось писать неуклюжий код выхода из циклов нескольких уровней вложенности:

boolean flag = false;
for (...) {
for (...) {
if (...) { x = true; break; }
}
if (flag == true) break;
}

В Java существует полезный синтаксис, который упрощает код в таких ситуациях – метки (label).

Метка используется как пункт назначения для операторов break и continue. Помечать можно любой блок – цикл for, while, даже простой блок и операторы switch и if. Метки делают возможным использование оператора break вне цикла, хотя пользы в этом обычно немного.

Обязательное условие компилятора – метка должна использоваться только внутри помеченного блока. Перейти в соседний цикл не выйдет.

#Язык
Есть ли в Java goto?

Это вопрос с подвохом. Оператор GOTO в общем виде – это оператор безусловного перехода в некоторую точку программы. Даже если вы не сталкивались с ним на практике, можете представить, сколько путаницы может принести возможность прыжка из середины одной функции, в середину другой. В современных высокоуровневых языках существует консенсус о том, что goto – это плохо.

На низком же уровне, от него никуда не деться, и в этом нет ничего плохого. Операция goto присутствует и в байткоде JVM. Компилятор заботится о её разумном использовании. В неё компилируются циклы, операторы ветвления, обработчики исключений.

Ещё goto присутствует в Java как зарезервированное слово – то, что скорее всего подсвечивается особым цветом в вашей IDE. Пока оно не используется, но разработчики языка оставляют за собой такое право.

И, наконец, переходы к меткам, о которых мы писали в предыдущем посте, делают ровно то, что должен делать goto. Но, в отличие от полноценного goto, варианты размещения и применения меток достаточно ограничены, чтобы не дать возможность сломать разумный ход исполнения.

#Язык
Что можно делать с классом Connection?

Итак, в результате соединения JDBC драйвера создается объект Connection – сессия работы с базой данных. Это главный класс при работе с JDBC. Основная роль этого класса – исполнение SQL-выражений (Statement) и получение их результатов в виде ResultSet.

Connection предоставляет в виде класса DatabaseMetaData мета-информацию о базе данных в целом: таблицы, поддерживаемая грамматика SQL, хранимые процедуры, возможности этого соединения, и т.д..

В коннекшне задается множество настройки самого соединения. Это уровень изоляции транзакций, режим авто-коммита, ключи шардирования, и многое другое. Маппинг типов данных SQL в Java-типы задается здесь же, свойством typeMap.

Помимо выполнения выражений, Connection предоставляет средства для управления транзакциями. Его методами можно создать Savepoint, откатиться к нему, закоммитить транзакцию когда авто-коммит отключен.

#SQL
Как избежать NPE? (1/2)

NullPointerException – самое частое исключение в Java. По некоторым данным, это порядка 70% от всех логгируемых исключений. Тони Хоар, создатель понятия Null Reference, назвал свое изобретение «Ошибка на миллиард долларов». К сожалению, у неё нет универсального решения, но есть рекомендации по борьбе.

Первым делом, если API не подразумевает работу с null-параметрами, каждый его метод должен начинаться с проверок на null и последующих исключений. Или хотя бы с assert-а. Фактически это заменит NPE на исключение другого типа, но такой код будет выглядеть как предварительное условие вызова, а особое исключение или текст сообщения ассерта лучше объяснит произошедшее.

Следующий шаг – юнит-тесты. Не важно, считаются ли null-аргументы штатной или исключительной ситуацией – хорошие тесты обязаны фиксировать реакцию компонентов программы на null.

Уже давно победить NPE hell помогают инструменты статического анализа кода. Этап анализа обычно включается в процесс сборки, наряду с тестами. Все современные IDE предоставляют аннотации @Nullable/@NonNull для явного указания nullability. С версии Java 9 аннотации для статического анализа в рамках стандарта JSR-305 попали в пакет javax.annotation.

В современных языках, таких как Kotlin, анализ встроен в компилятор. Информация о nullability является частью объявления типа, а попытка передать зануляемое значение в незануляемый параметр приведет к несовместимости типов и ошибке компиляции. Вдобавок, языки снабжаются множеством наллобезопасных операторов вроде ?:.

#Классы
Как избежать NPE? (2/2)

Как справедливо заметили коллеги в чате-обсуждении, в предыдущем посте не был упомянут класс Optional, исправляемся.

Другое направление разрешения проблемы NPE – отказ от значения null вообще, и использование вместо этого класса-обертки Optional. Такой класс существовал раньше в различных библиотеках (например Google Guava), а с Java версии 8 стал частью стандарта.

Optional – более объектно-ориентированный путь обработки отсутствия значения. Пустое значение тоже является полноценным объектом, и вместо языковых конструкций для null, обработка пустоты выполняется обычными методами orElse*. Optional близок к паттерну ООП Null Object.

Любое nullable значение можно превратить в Optional вызовом его фабричного метода ofNullable(). Также класс предоставляет методы создания заведомо непустого значения of() со встроенной проверкой на null, и empty() для заведомо пустышки.

Класс Optional относительно свежий и активно развивается – в каждой версии Java в него добавлялись новые вспомогательные методы, с самого его появления и до Java 11.

#Классы
Особенности работы класса Matcher (1/3)

Как мы уже писали ранее, основная функциональность работы с регулярными выражениями представлена в Java классом Matcher. Рассмотрим его подробнее.

Во-первых, в общем случае матчер действует не по всей строке, а только внутри заданного «региона». Изначально регион совпадает со всей строкой, но его можно сужать и изменять в процессе работы. Методы regionStart и regionEnd возвращают текущие границы, а region устанавливает новые.

Свойство transparentBounds экземпляра матчера может разрешать регулярному выражению заглядывать при поиске за границы, при условии что итоговая совпавшая подстрока будет всё ещё в границах региона (lookahead и lookbehind). А выключив свойство anchoringBounds можно перестать трактовать границы региона как границы строки (^ и $ в выражении).

#Строки
Особенности работы класса Matcher (2/3)

Регулярные выражения используются для двух задач: поиска и замены. Поговорим о поиске.

Метод matches проверяет, удовлетворяет ли выражению весь регион, lookingAt – хотя бы его начало. Метод find похож на next итератора – он последовательно идет по строке, и находит следующие совпадения с выражением. Эту итерацию можно сдвинуть на определенную позицию строки, передав позицию как параметр.

Matcher реализует интерфейс MatchResult. Через него предоставляется информация о последнем успешном поиске (любым из перечисленных методов). Если эту информацию необходимо сохранить, toMatchResult() выделит её в отдельный иммутабельный объект. А если хочется обработать последовательность всех совпадений в виде стрима, поможет метод results().

Интерфейс MatchReslut предоставляет методы group, start и end. Они дают содержимое найденной подстроки и ее позицию в строке. Если этим методам параметром передать номер или имя группы, то результатом будет информация не о всей подстроке, а о ее группах. Общее количество групп хранится в свойстве groupCount.

Есть еще пара свойств последнего поиска, которые актуальны не только для успешного результата, поэтому не вошли в интерфейс: hitEnd и requireEnd. hitEnd сообщает, пришлось ли при последнем поиске дойти до конца региона. requireEnd подскажет, мог ли измениться результат (успех/неудача) последнего поиска, если бы в конец региона был добавлен хвост.

Метод reset сбрасывает всё это текущее состояние поиска. Передав в него параметр, можно заодно заменить строку, с которой работаем. Используемое регулярное выражение тоже можно заменить, методом usePattern, но состояние поиска при этом не сбросится.

#Строки
Особенности работы класса Matcher (3/3)

Для замены совпавших с регулярным выражением подстрок есть методы replaceFirst и replaceAll. В них можно передать как строку-замену, так и коллбэк, который будет вычислять её на лету. Оба метода сбрасывают состояние.

При замене можно использовать $ для ссылки на группы совпадения, а символ \ используется для escape-последовательностей. Если требуется воспринимать эти символы без дополнительного смысла, необходимо обернуть строку-замену в вызов quoteReplacement.

Есть более гибкий способ замены. Matcher позволяет последовательно вручную выполнять поиск (всё теми же методами), а затем добавлять пройденный кусок строки с замененным совпадением в StringBuilder/StringBuffer методом appendReplacement. Оставшийся непройденный хвост добавляется методом appendTail. То есть, последовательность вызовов m.find(); m.appendReplacement(); m.appendTail(); эквивалентна вызову m.replaceFirst(), а while(m.find()) m.appendReplacement(); m.appendTail(); – это m.replaceAll().

#Строки
Что такое Keyword?

Зарезервированные слова в Java – это специальные последовательности символов, которые воспринимаются компилятором особым образом. Такие слова нельзя использовать как названия классов, переменных, и для других идентификаторов. Все зарезервированне слова можно разбить на три больших группы. Все они перечислены в таблице ниже.

1. 4 зарезервированных слова не являются ключевыми словами: это литералы true, false, null, и специальный идентификатор выводимого типа var.

2. 51 ключевое слово (keywords). В таблице мы сгруппировали их по смыслу.

3. 10 ограниченных ключевых слов (restricted keywords). Они считаются ключевыми словами только в контексте файла объявления модуля module-info. В обычных .java-файлах это разрешенные идентификаторы.

#Язык
Как нельзя называть переменные?

Этот вопрос подразумевает ответ из двух частей. Нужно указать, какие есть технические ограничения, и какие стилистические. Стиль – слишком большая тема, не специфичная только для Java, не будем на ней останавливаться.

Технически компилятор налагает одинаковые ограничения на имена как переменных, так и классов, методов, и всего остального. Эти имена обобщенно называются идентификаторы.

Ограничений всего три:
1. Имя целиком не должно совпадать с зарезервированным словом;
2. Первый символ должен проходить проверку методом Character.isJavaIdentifierStart();
3. Остальные символы должны проходить проверку Character.isJavaIdentifierPart().

На практике проверки означают, что имя должно состоять из таких символов Unicode, как:
• Буквы (разных языков)
• Символы валют (такие как $)
• Соединительные символы (такие как _)
Диакритика (combining mark, non-spacing mark)
• Методы, проходящие Character.isIdentifierIgnorable() (непечатаемые символы, в идентификаторе игнорируются компилятором)
• Цифры, числовые символы (такие как римские числа)

Последний пункт недопустим для первого символа имени. Тип конкретного символа можно узнать методом Character.getType().

Интересно зарезервированное слово var. Оно стоит особняком от других ключевых слов, потому что является зарезервированным только в контексте типа. Использовать var в качестве имени переменной можно.

#Язык
В чём разница между jar и war?

jar и war – расширения платформо-независимых файлов-архивов Java-приложения. Кроме них есть еще третий формат, ear. Все эти форматы – на самом деле просто zip-архивы с классами и другими частями приложения. Вы можете переименовать такой файл в .zip, разархивировать, и посмотреть, что внутри.

JAR – Java Archive. Содержит файлы классов, ресурсы, зависимые библиотеки, и другие необходимые для приложения файлы. Может содержать точку входа, и использоваться как цель для исполнения команды java.

WAR – Web Archive. Технически имеет ту же структуру, но другую роль – архив JavaEE web-компонента. Обычно содержит jar-ы с реализацией, JSP, статические файлы фронт-энда, и мета-информацию для сервлет-контейнера (web.xml). В основном используется как деплоймент web-приложения в сервлет-контейнер. С приходом Servlet API 3.0 и embedded-контейнеров, всё больше становится принято запаковывать и web-компоненты в самодостаточные jar (Лозунг Spring Boot: Make jar, not war).

EAR – Enterprise Archive. Для разработчиков, начавших карьеру уже во времена Spring Framework, может показаться совсем экзотичным. Это собранное воедино монолитное JavaEE приложение. Содержит дескрипторы деплоймента и JavaEE модули (веб-модули, EJB, клиентские модули, адаптеры ресурсов). Деплоится в JavaEE Application Server.

Все три типа файлов собираются утилитой jar из JDK.

#Инструменты
Бывают ли в Java утечки памяти? (1/2)

Сначала стоит сказать, что это такое. Утечка памяти (memory leak) в широком смысле – потеря доступа к некоторой сущности, которая при этом всё еще остается «живой» и расходует ресурсы компьютера.

Основное отличие Java от языков вроде C – автоматическое управление памятью. В общем случае вам не нужно думать об удалении объекта из памяти. Когда он перестал быть нужен, сборщик мусора сделает это за вас.

Но всё-таки бывают случаи, когда JVM не способна помочь, и прибираться за собой нужно вручную:

1. Объекты в статических полях. Обычно они живут пока живёт класслоадер, который обычно живет до конца работы приложения. В эту же группу риска попадают синглтоны, которые обычно базируются на статиках. Отдельного внимания заслуживает случай утечки ThreadLocal.

2. Взаимодействие с нативным кодом и ручное управление памятью. Когда вы решаетесь на ручное/внешнее управление, вся ответственность за сборку мусора переходит на вас. Это касается использования Unsafe и нативных библиотек. Сюда же попадают различные утечки внешних ресурсов: например соединений с базой через нативный драйвер.

3. Неправильное использование коллекций. Несогласованность методов equals-hashCode может позволить ключам теряться внутри HashMap/HashSet. Размер зарезервированной памяти часто не совпадает с размером содержимого: тот же HashMap, однажды раздувшись, не умеет уменьшаться.

#JVM
Бывают ли в Java утечки памяти? (2/2)

4. Использование finalize. Вмешиваясь в нормальную работу GC, вы, естественно, можете её нарушить. Поток финализации имеет низкий приоритет – даже корректная реализация метода может не успеть выполниться и привести к OutOfMemoryError.

5. Утечка inner-класса. В отличие от nested, inner класс содержит неявную ссылку на своего хозяина. Так что экземпляр хозяина гарантированно будет жить пока живут экземпляры его inner-классов.

6. Интернированные строки. Вызовом String.intern() вы подписываетесь под тем, что осознаете что делаете. Ручное использование оптимизационных хитростей JVM не может не сопровождаться риском. Поведение этого метода зависит от версии Java и реализации JVM.

7. Паттерн Flyweight/object pool. И пул строк, и вся модель памяти реализуют его. Неправильная программная реализация паттерна также может привести к утечке объектов – зависанию их в пулле без реальных применений снаружи.

8. Всевозможные логические утечки. Нарушение консистентности модели бизнес-данных может приводить к забытым объектам. Технически это всё еще один из пунктов выше. Типичный пример такой утечки – утечка Activity в Android.

Так что ответ на вопрос – редко, но бывают.

#JVM
Как отладить удаленное приложение?

Если приложение работает не в продакшне, его паузы допустимы, а у потенциального злоумышленника нет сетевого доступа к хосту, стандартный способ отладки – непосредственно remote debug. Для этого приложение запускается с включенным протоколом удаленной отладки JDWP. Приложение принимает на указанный порт подключения отладчика. Это может быть отдельная утилита jdb, или встроенная в IDE.

В JDK поставляется набор инструментов для мониторинга. Например Java Mission Control и JConsole позволяют подключиться к приложению и посмотреть множество показателей его здоровья. Полный список инструментов специфичен для конкретной JVM, для HotSpot можно посмотреть в документации.

Вне зависимости от обстоятельств, всегда необходимо заранее позаботиться о диагностической информации номер один – логах. Как минимум, ни один встроенный инструмент не покажет вам информацию о событиях, определяемых бизнес-логикой вашего приложения. Логироваться должен необходимый минимум, который позволит при любом инциденте понять, что произошло.

В стандартную поставку Java включен пакет для логгирования java.util.logging, позже остановимся на нём подробнее. Также существует ряд популярных библиотек: Log4j, SLF4J, Logback. Про техники и сложности логгирования современного энтерпрайза есть неплохой доклад.

#Инструменты
Зачем выбирать ReentrantLock вместо synchronized?

Объект класса ReentrantLock решает те же задачи, что и блок synchronized. Поток висит на вызове метода lock() в ожидании своей очереди занять этот объект. Владеть локом, как и находиться внутри блока synchronized может только один поток одновременно. unlock(), подобно выходу из блока синхронизации, освобождает объект-монитор для других потоков.

В отличие от блока синхронизации, ReentrantLock дает расширенный интерфейс для получения информации о состоянии блокировки. Методы лока позволяют еще до блокировки узнать, занят ли он сейчас, сколько потоков ждут его в очереди, сколько раз подряд текущий поток завладел им.

Шире и возможные режимы блокировки. Кроме обычного ожидающего lock(), вариант tryLock() с параметром ожидает своей очереди только заданное время, а без параметра – вообще не ждет, а только захватывает свободный лок.

Еще одно отличие – свойство fair. Лок с этим свойством обеспечивает «справедливость» очереди: пришедший раньше поток захватывает объект раньше. Блок synchronized не дает никаких гарантий порядка.

#Многопоточность
#Классы
Как используется метод Lock.newCondition()?

Если реализации интерфейса Lock представляют высокоуровневую альтернативу блока synchronized, то реализации его спутника, интерфейса Conditionальтернатива методам notify/wait. Оба этих интерфейса относятся к пакету java.util.concurrent.locks.

Как и ожидание на мониторе, Condition реализует примитив синхронизации «Условная переменная». Один или несколько потоков зависают на объекте-кондишне с помощью варианта метода await (ждут удовлетворения условия). Другой поток пробуждает их методами signal и signalAll (сигнализирует об удовлетворении условия).

Конкретные реализации Condition всегда решают те же задачи, что блокировка на мониторе, но в теории могут отличаться в нюансах поведения. Например, может не быть требования вызывать ожидание/сигнал только при захваченном локе (аналог требования, по которому notify/wait всегда вызываются в synchronized). Или может гарантироваться порядок получения сигнала ожидающими потоками.

Возвращаясь к поставленному вопросу, Condition всегда связан со своим объектом типа Lock, и метод Lock.newCondition() – единственный правильный способ создания кондишна.

#Многопоточность
#Классы
Как получить текущий метод

В общем виде задача сводится к получению текущего стек-трейса, и взятию его верхнего элемента. Гарантированного способа не существует, потому что JVM имеет право «терять» фреймы стека (то есть методы цепочки вызовов) при оптимизации.

1. new Exception().printStackTrace(printStream)
Печатает стек-трейс в текстовом виде в поток. Первой строкой выводится toString() объекта Exception, далее стек вызовов до места создания исключения. Соответственно, из потока нужно будет достать и распарсить вторую строку. В зависимости от JVM формат вывода может отличаться.

2. Thread.currentThread().getStackTrace()
3. new Exception().getStackTrace()
Более красивые способы. Возвращают уже массив готовых объектов-фреймов, нужно только взять первый элемент. Эти вызовы дорогие, они всегда загружают весь стек, даже если нужен первый фрейм. От класса-владельца метода в возвращаемом StackTraceElement доступна только строка имени, для доступа через Reflection придется загружать его вручную.

4. StackWalker.getInstance(options, depth).walk(s -> ...)
Самый продвинутый способ, доступный с Java 9 – специально предназначенный для этого класс. Параметрами метода getInstance() можно ограничивать необходимую глубину и детализацию стека. Результаты – экземпляры StackFrame – содержат готовый для рефлекшна Class<?> вызывающего объекта.

#Классы
Это был отличный год, спасибо, что провели его с нами! Пускай 2020 будет годом свершений, подвигов и опыта. Новое десятилетие – новые карьерные высоты впереди.

Новогодние каникулы на носу, самое время отдыхать и готовиться к праздникам. Наша редакция тоже берет небольшой перерыв, чтобы войти в 2020 год со свежими силами. У нас подготовлено много сюрпризов, и один из них – в Java Interview Review наконец появятся вопросы по JavaEE. Но об этом позже, а пока что вспомните, о чём читали в этом году. Мы подготовили небольшое оглавление для материалов канала – нажимайте на нужный хэштег и читайте все посты по теме.

Лучший способ поздравить канал с Новым годом – это рассказать о нём друзьям. Делитесь ссылкой и оставляйте ваш фидбек боту @JavaSobesBot. Ждём ваших писем!

С наступающим!
Чем отличается Servlet Container от Application Server?

JavaEE – это стандарт, набор соглашений. Разделяется на множество отдельных самостоятельных спецификаций технологий. В JDK поставляется в виде только интерфейсов и документации, но не их реализации.

Application Server – это полная реализация всех спецификаций стандарта JavaEE: распределенные транзакции, EJB, пуллинг соединений к БД и т.д.. Используется для хостинга полноценных enterprise-приложений (.ear). Примеры – JBoss, TomEE, Glassfish, WebSphere.

Servlet Container (web server) – это реализация минимальной необходимой части JavaEE – Servlet API и JSP. Умеет хостить статический контент, jsp-страницы и выполнять Java код сервлетов. Остальные спецификации JavaEE при необходимости добавляются сторонними библиотеками-реализациями. Примеры – Tomcat, Jetty.

Каждый сервер приложений содержит в себе контейнер сервлетов. Spring Framework – альтернатива JEE, поэтому для запуска приложения на основе Spring обычно достаточно веб-контейнера. Если же приложение использует всю мощь JEE, необходим сервер приложений.

#JavaEE