11 月 Java 面試題精選（一）：super()、volatile、互斥鎖、I/O 流分類、繼承關係

一、super() 用法與作用

public class Bird {
    private String name;
    public Bird() {}
    public Bird(String name){ this.name = name; }
    // getter/setter...
}

public class Chicken extends Bird {
    private String crest;
    public Chicken(){ super(); }
    public Chicken(String name, String crest) {
        super(name);   // 呼叫父類有參建構子
        this.name = name; // 注意：這行重複，super(name) 已設定 name
    }
}

關鍵規則：

1. 子類建構過程必須呼叫父類建構子（顯式或隱式）。
2. super() 必須寫在子類建構子第一行。
3. 若無顯式呼叫，隱式呼叫父類無參建構子；若父類無無參建構子，編譯報錯。
4. super(name) 對應父類 Bird(String name)；super() 對應 Bird()。

二、volatile vs synchronized

volatile：輕量級同步

• 確保可見性：讀寫直接作用於主記憶體，不使用執行緒本地快取。
• 適用於單次讀寫的基本類型/引用（long/double 除外，JVM 1.2+ 已保證原子性）。
• 不保證原子性：n++、n = n + 1 非原子，需配合 synchronized 或 AtomicInteger。
• 效能優於 synchronized，但功能較弱。

synchronized：重量級同步

• 提供互斥 + 可見性 + 有序性（禁止指令重排）。
• 鎖住物件/類，進入同步區塊時刷新本地快取至主記憶體，退出時寫回。
• 支援 wait/notify 協作機制。

選擇建議

三、互斥鎖與死鎖

鎖池與等待池

• 鎖池：嘗試取得 synchronized 鎖失敗的執行緒在此等待。
• 等待池：呼叫 wait() 釋放鎖並進入等待；notify() 隨機喚醒一個到鎖池，notifyAll() 喚醒全部。

死鎖預防：統一鎖順序

// 物件 1 的方法
synchronized(a) { synchronized(b) { ... } }

// 物件 2 的方法 —— 必須相同順序
synchronized(a) { synchronized(b) { ... } }

生產者-消費者模範

使用 wait()/notifyAll() 協調緩衝區滿/空狀態，注意必須在 synchronized 區塊內呼叫。

四、Java I/O 流分類總覽

按資料類型

• 位元組流：InputStream/OutputStream 為抽象父類；實作類含 FileInputStream、BufferedInputStream、DataInputStream、PipedInputStream 等。
• 字元流：Reader/Writer 為抽象父類；實作類含 FileReader、BufferedReader、StringReader、InputStreamReader（橋接器）等。

按流向

• 輸入流：InputStream、Reader
• 輸出流：OutputStream、Writer

按功能

• 節點流：直接操作目標（檔案、記憶體、網路）。
• 過濾流/包裝流：包裝節點流或其它過濾流，增加功能（緩衝、轉換、格式化），體現裝飾器模式。

五、父類與子類關係要點

• 父類 非 private 成員（含 default，跨套件不可見）預設被繼承。
• 父類 建構子不被繼承，無覆蓋概念；子類建構子預設隱式呼叫 super()（養成寫無參建構子習慣）。
• 需呼叫父類有參建構子：子類建構子第一行顯式 super(參數)。
• 物件建立順序：先父後子（遞歸向上至 Object）。