Java im Vorstellungsgespräch: Diese Fragen sollten Sie kennen

Als weit verbreitete Programmiersprache ist Java mit seinen Besonderheiten auch bei Recruitern bekannt. Daher werden durchaus schon in frühen Phasen Fragen zu unterschiedlichen Bereichen von Java gestellt. Wir haben zehn häufige Fragen an Java-Entwicklerinnen und -Entwickler und die dazu passenden Antworten zusammengestellt.

Dieser Artikel gibt einen Überblick über die Bandbreite an potenziellen Fragen in einem Bewerbungsgespräch, wenn es um die Programmiersprache Java geht. Je nach Grad der Berufserfahrung, die vorausgesetzt wird, können die Fragen auch detaillierter gestellt sein. Mitunter werden Szenarien beschrieben, die absichtlich Fehler enthalten oder für Expertinnen und Experten klar als irreführend zu erkennen sind. Eine gute Vorbereitung ist deshalb Pflicht, um im Gespräch zu punkten!

Frage 1 zum Einstieg: Was sind die Besonderheiten von Java und welche Vorteile bietet die Programmiersprache?

Wer Java als Programmiersprache erlernt, erhält damit eine sehr leistungsstarke und weit verbreitete Sprache. Java hebt dich durch einige Besonderheiten, insbesondere in der Anwendung, von anderen Sprachen ab. Der Kernpunkt ist dabei, dass Java ohne Änderungen am Code auf ganz verschiedenen Betriebssystemen ausgeführt werden kann.

Diese Flexibilität in der Plattformnutzung wird durch die Java Virtual Machine ermöglicht. Weder Entwicklung noch Anwendung sind auf eine bestimmte Plattform begrenzt, jeder entwickelte Code kann plattformübergreifend genutzt werden. Dies sorgt dafür, dass Programme flexibel und effizient auf verschiedenen Geräten laufen.

Ein weiterer Vorteil von Java liegt in der automatischen Speicherverwaltung durch den Garbage Collector, der die Verwaltung von Speicherressourcen erleichtert und potenzielle Fehlerquellen reduziert. Zudem stellt die umfangreiche Standardbibliothek von Java viele vorgefertigte Funktionen bereit und beschleunigt so die Entwicklung von Anwendungen.

Als objektorientierte Programmiersprache punktet Java, wie auch andere Sprachen dieser Kategorie, dadurch, dass Software-Komponenten leichter modelliert werden können und der Code zudem immer wiederverwendet werden kann.

Frage 2 der Java-Interview-Fragen: Wie geht Java mit Mehrfachvererbung um?

Grundsätzlich wird bei Java keine Mehrfachvererbung von Klassen unterstützt. Damit können Klassen immer nur von einer einzigen Klasse erben. Eine Mehrfachvererbung kann sich bei objektorientierter Programmierung negativ auf den Code auswirken, ein bekanntes Problem ist hier das sogenannte Diamant-Problem.

Obwohl eine Mehrfachvererbung für Klassen bei Java nicht möglich ist, kann dies durch Schnittstellen (interfaces) gelöst werden. Der Workaround: Eine Klasse kann in Java mehrere Schnittstellen implementieren und dadurch Funktionalitäten aus unterschiedlichen Quellen erben. Durch diese Zuordnung wird sichergestellt, dass die Funktionen klar definiert sind und bekannte Probleme bei Mehrfachvererbung nicht auftreten können.

Frage 3: Was ist bei Java der Unterschied zwischen einer abstract class und einem interface?

Sowohl abstrakte Klassen als auch Schnittstellen (interfaces) werden in Java dazu genutzt, abstrakte Typen zu definieren, die dann wiederum von anderen Klassen implementiert werden können. Nicht nur im Bereich der Vererbungsregeln gibt es signifikante Unterschiede:

• Vererbung: Eine Klasse kann in Java immer nur von einer abstrakten Klasse erben. Abstrakte Klassen können wiederum keine Mehrfachvererbung durchführen, sodass hierfür mehrere Schnittstellen implementiert werden müssen.
• Klassenbeziehung: Da eine Klasse nur von einer abstrakten Klasse erben kann, eignet sich die Verwendung von abstrakten Klassen gut für “ist ein”-Beziehungen, während interfaces besser für “kann”-Beziehungen geeignet sind.
• Konkretheit: Eine abstrakte Klasse kann abstrakte (nicht implementierte) und konkrete (implementierte) Methoden enthalten und darüber hinaus auch Instanzvariablen besitzen. Im Gegensatz dazu können interfaces nur abstrakte Methoden und Konstanten definieren. Alle Methoden in einem interface sind implizit abstrakt und öffentlich.
• Funktionalität: Abstrakte Klassen setzen darauf, eine gemeinsame Implementierung zu teilen (und so mehrere Schnittstellen zu implementieren). Schnittstellen hingegen sind darauf ausgerichtet, bestimmte Funktionen zu deklarieren, die dann wiederum in verschiedene Klassen implementiert werden.

Frage 4: Worin liegt der Unterschied zwischen Instanzvariablen und lokalen Variablen?

Der Hauptunterschied zwischen Instanzvariablen und lokalen Variablen liegt in ihrem Geltungsbereich und ihrer Lebensdauer. Instanzvariablen sind vordergründig Eigenschaften eines Objekts innerhalb einer Klasse, lokale Variablen stellen temporär angelegte Werte in einem bestimmten Geltungsbereich dar.

Instanzvariablen

• Instanzvariablen sind Variablen, die auf Klassenebene deklariert werden. Sie stehen außerhalb von Methoden, Konstruktoren oder Blöcken.
• Jedes Objekt einer Klasse besitzt eine eigene Kopie einer Instanzvariablen.
• Der Zugriff auf Instanzvariablen erfolgt über die Instanz einer Klasse. Die Werte können für jedes Objekt der Klasse unterschiedlich sein.

Lokale Variablen

• Lokale Variablen werden innerhalb einer Methode, eines Konstruktors oder eines Blocks deklariert. Ihre Gültigkeit ist dabei auf diesen festgelegten Bereich begrenzt.
• Diese Variablen müssen, bevor sie verwendet werden, explizit initialisiert werden. Sie existieren nur für die Dauer der Ausführung des Codeblocks.
• Außerhalb des Codeblocks, in dem sie deklariert wurden, sind sie nicht sichtbar.

Frage 5: Was versteckt sich hinter den Begriffen JVM, JDK und JRE und wie grenzen sich diese voneinander ab?

Auch wenn die Begrifflichkeiten abgekürzt ähnlich erscheinen, unterscheiden sich die dahinterstehenden Aufgaben und deren Umfang innerhalb Javas grundlegend.

Java Virtual Machine (JVM)

• Die Java Virtual Machine ist eine virtuelle Maschine und bildet die Schnittstelle zwischen dem Java-Programm und der darunterliegenden Hardware bzw. dem Betriebssystem. In ihr wird der sogenannte Java-Bytecode ausgeführt.
• Dies ist deshalb von Bedeutung, weil die JVM als Laufzeitumgebung denselben Bytecode auf unterschiedlichen Betriebssystemen ausführen kann, sofern sie auf den jeweiligen Plattformen vorhanden ist. Die JVM trägt so maßgeblich dazu bei, die Portabilität von Java sicherzustellen.
• Dem zugrunde liegt die Funktionalität, dass der Java-Compiler den Java-Quellcode in Bytecode übersetzt, der dann im weiteren Verlauf von der JVM interpretiert werden kann.

Java Development Kit (JDK)

• Das Java Development Kit umfasst das komplette Entwicklungspaket und bündelt damit diverse Tools, die bei der Entwicklung von Java-Anwendungen helfen. Im Software-Kit enthalten sind beispielsweise Werkzeuge, mit denen Anwendungen erstellt, kompiliert oder debuggt werden können.
• Unter anderem sind im JDK der Java-Compiler, die Java Virtual Machine sowie Java-Debugger und Java-Profiler enthalten.
• Zusätzlich zur vorhandenen Software enthält das Development Kit eine Vielzahl von vordefinierten Klassen und Schnittstellen für häufig verwendete Funktionen, die in der Java API bzw. der Java-Klassenbibliothek bereitstehen.

Java Runtime Environment (JRE)

• Das Java Runtime Enviroment stellt eine reduzierte Umgebung bereit, in der die Java-Anwendungen ausgeführt werden.
• In der Laufzeitumgebung sind die Java Virtual Machine und die Java API enthalten. Sie sind jeweils notwendig, um die Anwendungen zu starten und auszuführen.
• Entwicklungswerkzeuge wie der Java-Compiler sind in der JRE nicht enthalten, weshalb diese Umgebung meist von Endnutzerinnen und -nutzern installiert wird.

Frage 6: Was versteht man in Java unter der „collection class“ und wozu wird diese genutzt?

Der Begriff collection class bezieht sich in Java in der Regel auf Klassen, die Teil des sogenannten Java Collections Frameworks sind. Das Framework bietet eine standardisierte Möglichkeit, Gruppen von Objekten zu speichern, zu organisieren und zu manipulieren. Es besteht aus verschiedenen Schnittstellen und konkreten Implementierungen von Datenstrukturen.

Die Collection-Klassen werden für verschiedene Zwecke genutzt:

• Datenorganisation: Sie ermöglichen die effiziente Organisation von Daten in Listen, Sets oder Maps.
• Datenmanipulation: Sie bieten Methoden zum Hinzufügen, Entfernen und Durchsuchen von Elementen.
• Generische Programmierung: Die Verwendung von generischen Typen in Collection-Klassen ermöglicht die Erstellung von wiederverwendbarem und typsicherem Code.
• Algorithmen: Das Framework enthält auch Algorithmen, die auf den Datenstrukturen operieren, z. B. zum Sortieren oder Durchsuchen.

Frage 7: Was unterscheidet == von equals() in Java?

== und equals() sind zwei verschiedene Mechanismen bzw. Operatoren, die für einen Vergleich von Objekten genutzt werden:

• Der ==-Operator vergleicht die Referenzen von Objekten, nicht ihre inhaltlichen Werte. Bei der Verwendung mit Objekten wird durch == geprüft, ob die beiden Referenzen auf dasselbe Objekt zeigen, also dass sie auf denselben Speicherbereich verweisen. Im Gegensatz dazu werden bei den primitiven Datentypen (z. B. char, int oder byte) die Werte durch den Operator abgeglichen.
• Der Abruf von equals() ermöglicht den inhaltlichen Vergleich von Objekten, um festzustellen, ob die Objekte gleich sind, auch wenn sie sich an verschiedenen Speicherorten befinden. Per Default verhält sich equals() genauso wie ==, da es die Referenzvergleichslogik aus der Klasse Objekt erbt. Es muss jedoch meist in benutzerdefinierten Klassen überschrieben werden, um den sinnvollen inhaltlichen Vergleich zu ermöglichen.

Frage 8: Wozu werden Konstruktoren genutzt?

Konstruktoren sind spezielle Methoden innerhalb einer Klasse. Sie werden dazu verwendet, Objekte zu instanziieren und zu initialisieren. Vier Hauptaufgaben von Konstruktoren sind:

• Objektinitialisierung: Konstruktoren werden hauptsächlich dazu genutzt, ein Objekt in einen gültigen und initialisierten Zustand zu versetzen, sobald es erstellt wird. Dann werden auch Attribute initialisiert und die notwendigen Ressourcen allokiert.
• Parameterübergabe: Konstruktoren können Parameter akzeptieren, um verschiedene Instanzen der Klasse mit unterschiedlichen Eigenschaften zu erstellen. Dadurch können Objekte mit spezifischen Attributwerten erzeugt werden.
• Codeverwaltung: Die Verwendung von Konstruktoren verbessert die Lesbarkeit des Codes, da die Initialisierung von Objekten direkt im Konstruktor durchgeführt werden kann. Dies vereinfacht auch die Wartung des Codes, da Änderungen innerhalb der Initialisierungslogik nur an einer Stelle vorgenommen werden müssen.
• Vererbung: Konstruktoren spielen eine wichtige Rolle in der Vererbungshierarchie. Eine abgeleitete Klasse ruft normalerweise den Konstruktor der Basisklasse auf, um deren Initialisierung zu übernehmen. Erst dann führt die Klasse ihre eigenen spezifischen Initialisierungen durch.

Frage 9: Java nutzt eine Reihe verschiedener String-Typen. Welche sind das und wie unterscheiden sie sich voneinander?

In Java gibt es einen definierten String-Typ, der durch die Klasse java.lang.String dargestellt wird. java.lang.String ist die Hauptklasse für die Darstellung von Zeichenketten. Darüber hinaus gibt es unterschiedliche Möglichkeiten der String-Manipulation und -Verarbeitung:

• StringBuilder: Mit dieser Klasse werden in Java effizient modifizierbare Zeichenketten erstellt. StringBuilder ermöglicht eine Änderung des Inhalts, ohne eine neue Instanz zu generieren, was beispielsweise bei String notwendig wäre, da dieser unveränderlich ist.
• String-Literal: Darunter versteht man Zeichenketten, die in doppelten Anführungszeichen geschrieben werden, beispielsweise "Schön, dich zu sehen!". Für identische String-Literale wird nur eine Instanz im String-Pool erstellt, um den Speicherverbrauch zu optimieren.
• String-Objekte: Sie können als neue Instanz erstellt werden, indem das new-Schlüsselwort genutzt wird, beispielsweise als new String ("Schön, dich zu sehen!"). Die Instanz wird unabhängig vom Inhalt angelegt.
• StringBuffer: Damit werden, wie beim StringBuilder, modifizierbare Zeichenketten erstellt. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Methoden liegt darin, dass StringBuffer threadsicher ist, was für StringBuilder nicht gilt.

Frage 10: Was unterscheidet throw von throws?

Die Schlüsselworte throw und throws betreffen in Java beide die Regelungen von Ausnahmen (Exceptions). In diesem Aufgabenbereich unterschieden sie sich sowohl in ihrem Zweck als auch in ihrer Anwendung voneinander:

• throw wird verwendet, wenn eine Ausnahme manuell ausgelöst werden soll. Entwicklerinnen und Entwickler können dadurch eine spezifizierte Ausnahme erzeugen und an das aufrufende Programm weitergeben.
• throws dagegen zeigt an, dass eine Methode eine bestimmte Ausnahme auslösen könnte. Es wird in der Methodendeklaration verwendet, um anzugeben, welche Ausnahmen von dieser Methode möglicherweise nicht behandelt, sondern an den aufrufenden Code weitergegeben werden. Dadurch kann der Code entsprechend auf die Ausnahme reagieren.