Java面试题十

一、Java中的注解（Annotation）是什么？它有哪些用途？

Java中的注解（Annotation）是一种元数据（metadata）的形式，用于为Java代码（类、方法、变量、参数和包等）提供额外的信息。这些信息在运行时可以通过反射机制进行读取和处理。以下是对Java注解的详细解释及其用途：

一、注解的定义与解析

定义：注解需要被正确定义，包括注解类型、元素、默认值等。定义注解时，以“@”符号开头，后面跟着注解的名称和属性。
解析：解析注解需要相应的工具或库支持，以便在运行时能够获取到注解中的信息。Java的反射机制可以用于获取注解信息，但可能会带来性能上的开销。

二、注解的用途

提供元数据：注解可以为Java代码提供额外的信息，这些信息可以被编译器、开发工具和其他程序所使用。
代码分析：通过注解提供的元数据，可以对代码进行分析，帮助开发人员更好地理解代码结构、逻辑和依赖关系。
编译检查：注解可以用于执行基本的编译时检查，确保代码符合特定的规范或要求。例如，@Override注解用于标注重写了父类的方法，如果子类中的方法没有正确重写父类中的方法，编译器将报错。
文档生成：注解可以用于生成文档。通过读取注解中的信息，可以自动生成API文档、用户手册等。
自动化处理：注解可以用于自动化代码生成、测试、部署等方面。例如，在Spring框架中，@Autowired注解用于自动注入依赖的bean，简化了配置和代码编写。

三、注解的分类

按运行机制划分：
- 源码注解：只在源码中存在，编译成class文件后就不存在了。
- 编译时注解：在源码和class文件中都存在，但不会在运行时起作用。例如，@Override、@Deprecated、@SuppressWarnings等。
- 运行时注解：在运行阶段还起作用，甚至会影响运行逻辑的注解。如@Autowired等。
按参数个数划分：
- 标记注解：没有变量，只有名称标识。这种类型仅仅使用自身的存在与否来为开发者提供信息。
- 单值注解：在标记注解的基础上提供一段数据。
- 完整注解：可以包括多个数据成员，每个数据成员由名称和值构成。

四、示例

以下是一个自定义注解的示例：

@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@interface MyAnnotation {
    public int id() default 1;
    public String name() default "bipa";
}

class Test {
    @MyAnnotation(id=6,name="b17a")
    public String userInfo;
    @MyAnnotation
    public String defaultInfo;
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 获得Test类的Class实例
        Class<?> c = Test.class;
        // 通过反射获取注解
        Field[] fields = c.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            if (field.isAnnotationPresent(MyAnnotation.class)) {
                MyAnnotation myAnnotation = field.getAnnotation(MyAnnotation.class);
                System.out.println("id:" + myAnnotation.id() + "\nname:" + myAnnotation.name());
            }
        }
    }
}

在这个示例中，定义了一个名为MyAnnotation的自定义注解，并将其应用于Test类的字段上。然后，通过反射机制获取并打印了这些字段上的注解信息。

综上所述，Java中的注解是一种强大的工具，可以为代码提供额外的信息、实现自动化处理、提高代码的可读性和可维护性。

二、Java 8中引入的Lambda表达式和Stream API带来了哪些新特性？

Java 8中引入的Lambda表达式和Stream API为Java语言带来了显著的新特性和改进，这些特性和改进主要体现在以下几个方面：

Lambda表达式的新特性

简洁性：
- Lambda表达式允许以更简洁的方式实现只有一个抽象方法的接口（即函数式接口）的匿名内部类。这使得Java代码更加简洁、易读和易维护。
- 通过Lambda表达式，可以避免编写大量的样板代码，如匿名内部类的定义和方法的重写。
函数式编程支持：
- Lambda表达式是函数式编程在Java中的一个重要特性。它强调将计算过程看作是函数之间的转换而不是状态的改变，从而提高了代码的可读性和可维护性。
- 在函数式编程中，函数可以被当作参数传递给其他函数，也可以作为其他函数的返回值，这进一步增强了代码的灵活性和表达能力。
易于并行计算：
- Lambda表达式与Java的并行流（Parallel Stream）结合使用，可以轻松地实现并行计算，提高处理性能。
- 通过并行流，可以充分利用多核处理器的优势，加速数据处理任务。
减少空指针异常：
- Lambda表达式通常与不可变的数据结构一起使用，这有助于减少空指针异常的发生。
- 不可变数据结构一旦创建就不能被修改，因此可以更安全地共享和传递数据。

Stream API的新特性

声明式数据处理：
- Stream API提供了一种声明式的方式来处理集合数据，如过滤、排序、映射和归约等。
- 通过Stream API，可以以更直观和简洁的方式表达复杂的数据处理逻辑。
流水线操作：
- Stream操作可以链式调用，形成一个流水线。这些操作既可以是中间操作（如过滤和映射），也可以是终端操作（如收集和统计）。
- 流水线操作使得数据处理过程更加清晰和易于理解。
内部迭代：
- 与传统的外部迭代方式不同，Stream API使用内部迭代。这意味着迭代过程由Stream API内部完成，而不需要开发人员显式地编写迭代代码。
- 内部迭代有助于简化代码并提高性能，因为它可以利用Java底层的优化机制。
延迟执行：
- Stream API的中间操作是惰性求值的，这意味着它们只有在终端操作执行时才会进行计算。
- 延迟执行优化了性能，因为它可以避免不必要的计算。
易于并行化：
- Stream API提供了简单的并行化处理数据的方式，通过parallelStream可以轻松实现并行计算。
- 并行计算可以显著提高处理大量数据的性能。