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Java 基礎面試題精選（二）：日期時間、異常處理、集合框架、多執行緒、IO、XML、JDBC 進階

編輯：Java 相關知識

本文為「Java 基礎面試題」系列第二部分，涵蓋日期時間 API（含 Java 8 新特性）、斷言、Error/Exception 差異、try-catch-finally 執行順序、異常處理最佳實踐、集合框架核心區別、泛型與 Comparable/Comparator、多執行緒基礎與進階（sleep/wait/yield、synchronized/Lock、執行緒池、狀態轉換）、序列化、IO 流體系、XML 解析、JDBC Statement/PreparedStatement、連接池、DAO 模式、事務 ACID 与隔離級別。內容深度適合中級開發者系統複習。

41-42. 日期時間處理（Java 7 vs Java 8）

需求	Java 7 (Calendar)	Java 8 (java.time)
取得年月日時分秒	`cal.get(Calendar.YEAR)...`	`LocalDateTime.now().getYear()...`
毫秒數 (1970 至今)	`Calendar.getInstance().getTimeInMillis()` `System.currentTimeMillis()`	`Instant.now().toEpochMilli()` `Clock.systemUTC().millis()`
某月最後一天	`cal.getActualMaximum(Calendar.DAY_OF_MONTH)`	`YearMonth.now().lengthOfMonth()`
格式化日期	`SimpleDateFormat.format(date)`	`DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd").format(LocalDate.now())`
昨天此刻	`cal.add(Calendar.DATE, -1)`	`LocalDateTime.now().minusDays(1)`

關鍵差異：Java 8 java.time 為不可變、執行緒安全，API 設計符合人類直覺，強烈建議新專案全面遷移。

43. Java vs JavaScript 本質差異

歸屬：Java (Sun/Oracle) vs JavaScript (Netscape/ECMA)
範式：Java = 靜態強型別、類別導向；JS = 動態弱型別、原型導向、函數為一等公民
執行：Java 編譯為位元碼 → JVM 解譯/JIT；JS 直譯執行（現代引擎皆 JIT）
核心差異：靜態 vs 動態語言。Java 8+ 引入 Lambda/函數式介面，開始擁抱函數式程式設計

44. 斷言使用時機

用於開發/測試階段驗證「絕對為真」的前提條件
發布時關閉（-da），避免效能損耗
兩種語法：assert expr;、assert expr : "詳細訊息";
禁忌：斷言中不可包含改變程式狀態的邏輯（如 assert list.add(x)）

45. Error vs Exception

Error：系統級錯誤（OutOfMemoryError、StackOverflowError），程式無法恢復，不應捕獲
Exception：程式邏輯可預期/可處理的異常，分受檢（編譯強制處理）與非受檢（RuntimeException）
面試經典：StackOverflowError 最常見原因 = 遞歸無收斂條件

46. try-return-finally 執行順序

try { return 1; } finally { System.out.println("finally"); }

結果：先印 "finally"，再返回 1。
原理：return 先將值暫存，執行 finally，最後返回暫存值。
大忌：在 finally 中修改返回值或拋出異常，會掩蓋原始返回/異常。Eclipse 可設為編譯錯誤。

47-48. 異常處理關鍵字與受檢/非受檢策略

try 監控區塊 → catch 捕獲特定型別 → finally 釋放資源
throw 拋出具體異常物件 → throws 宣告方法可能拋出的受檢異常
Effective Java 原則：
1. 異常不用於正常控制流
2. 可恢復情況用受檢異常，程式錯誤用運行時異常
3. 優先使用標準異常
4. 文檔化每個方法拋出的異常
5. 保持異常原子性
6. 切勿吞沒異常（空 catch 塊）

49. 常見 RuntimeException

ArithmeticException、ClassCastException、IllegalArgumentException、IndexOutOfBoundsException、NullPointerException、SecurityException

50. final / finally / finalize 三方辨析

關鍵字	角色	用途
final	修飾符	類不可繼承、方法不可覆寫、變數不可變（常量）
finally	程式碼塊	try-catch 後必執行區塊，釋放資源
finalize	Object 方法	GC 回收前調用，整理資源（不建議依賴，Java 9 已標記棄用）

51. 異常捕獲順序與里氏替換

try { throw new ExampleB(); } // B 繼承 A 繼承 Exception
catch (ExampleA e) { ... }    // 會捕獲 B，因 B is-a A
catch (Exception e) { ... }   // 不會執行

原則：catch 順序必須子類在前，父類在後，否則編譯錯誤或永遠捕獲不到子類。

52-56. 集合框架核心對比

介面/類	特徵	底層結構	執行緒安全
List	有序、可重複、索引存取	ArrayList(陣列) / LinkedList(雙向鏈表)	否
Set	無序、不可重複	HashSet(HashMap) / TreeSet(紅黑樹)	否
Map	鍵值對、Key 不重複	HashMap / TreeMap / Hashtable(舊)	Hashtable 是
Vector	舊版 List，方法 synchronized	陣列	是（效能差）

Collection 是介面；Collections 是工具類（排序、同步化、二分搜尋）
TreeSet/TreeMap 要求元素實作 Comparable 或傳入 Comparator
Collections.sort() 同理，支援策略模式注入比較器

57-67. 多執行緒核心（高頻考區）

sleep vs wait

特性	sleep()	wait()
所屬類別	Thread (static)	Object
鎖行為	持有鎖不釋放	釋放鎖，進入等待池
喚醒方式	時間到自動	notify()/notifyAll()
狀態轉換	Running → Blocked → Ready	Running → Wait Pool → Lock Pool → Ready

sleep vs yield

sleep：進入阻塞，給所有優先級機會，拋 InterruptedException
yield：進入就緒，僅給同/高優先級機會，不拋異常，可移植性較差

synchronized 方法互斥

執行緒進入物件的 synchronized 方法 A 後，同一物件的其他 synchronized 方法 B 無法進入（需同一把鎖）。僅能存取非同步方法。

同步輔助類

Lock (Java 5+)：lock()/unlock() 手動控制，newCondition() 實現精確通知
Semaphore：控制同時存取共享資源的執行緒數（acquire/release）

三種建立執行緒方式

繼承 Thread
實作 Runnable（推薦，支援多重實作）
實作 Callable（Java 5+，call() 有返回值，配合 Future）

執行緒池

Executors 靜態工廠：

newSingleThreadExecutor：單執行緒序列執行
newFixedThreadPool(n)：固定大小
newCachedThreadPool：動態伸縮，60s 空閒回收
newScheduledThreadPool：定時/週期任務

執行緒六大狀態

NEW → RUNNABLE → BLOCKED/WAITING/TIMED_WAITING → TERMINATED

執行緒狀態轉換圖

synchronized vs Lock

相同：實現互斥同步
不同：Lock 語義更精確、效能更好、可嘗試非阻塞獲取鎖、需手動 unlock（建議在 finally 中）

68-69. 序列化與 IO 流

序列化：實作 Serializable（標記介面）→ ObjectOutputStream.writeObject() / ObjectInputStream.readObject()。用途：持久化、深度克隆、網路傳輸
IO 兩大體系：位元組流（InputStream/OutputStream）與字元流（Reader/Writer）
兩大設計模式：適配器（InputStreamReader）與裝飾者（BufferedInputStream）

73-74. XML 解析

方式	原理	優點	缺點	適用場景
DOM	整份文件載入記憶體建樹	隨機存取、可修改	記憶體佔用大、大檔案慢	小檔案、需隨機存取
SAX	事件驅動，順序讀取	記憶體小、速度快	唯讀、單向、需自行維護狀態	大檔案、順序處理
StAX	拉取式流處理	記憶體小、程式主動控制	API 較複雜	大檔案、需隨機跳轉

實務推薦：dom4j（易用 API、XPath 支援、效能佳），Sun 官方 API 已棄用維護。

76-80. JDBC 進階與事務

主題	關鍵點
PreparedStatement 優勢	預編譯（防注入）、參數化、批次處理效能高（快取執行計畫）
提升讀取效能	`ResultSet.setFetchSize(n)` 減少網路往返
提升更新效能	`addBatch()` + `executeBatch()`
連接池作用	避免頻繁建立/關閉連線開銷（TCP 三/四次握手），空間換時間
主流連接池	C3P0、DBCP、Druid、HikariCP、BoneCP
DAO 模式	Data Access Object：抽象資料存取介面，封裝持久化細節
事務 ACID	原子性、一致性、隔離性、持久性
並發問題	髒讀、不可重複讀、幻讀、第1/2類丟失更新
隔離級別	READ_UNCOMMITTED < READ_COMMITTED < REPEATABLE_READ < SERIALIZABLE