java基础概念

2021-11-21 11:41

I. 基础概念

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1. java语言特性

面向对象(封装、继承、多态)
跨平台(jvm实现平台无关性，write once，run everywhere)
网络编程
并发编程
多线程
编译与解释并存(编译器将源码编译为字节码，解释器将字节码解释为机器码)

2. JVM &JRE &JDK概念和区别

JVM

jvm：java虚拟机，用于运行字节码。jvm针对不同操作系统，有特定的实现。目的是实现相同的字节码在不同平台得到相同的结果。jvm不止一种，只要符合jvm规范 ,个人或企业组织都能开发jvm。

JRE

JRE: Java Runtime Environment（java运行时环境）。包括jvm、java类库、java命令等基础组件，它是java程序运行所必需的环境。

JDK

JDK：Dava Development Kit(java开发套件)。它包括JRE，还有编译器(javac)和一些开发工具，如javadoc等，用于开发和编译java程序。

3. 字节码

字节码是jvm可以识别的代码。.class文件就是经过编译的java字节码。字节码不面向任何特定平台、处理器，只面向JVM。因此，java程序只需一次编译，就能移植到其它平台。字节码的存在，在一定程度上解决了传统的解释性语言效率低下的问题，同时也保留了解释性语言可移植的特点。

JIT：just-in-time compilation。JIT属于运行时编译器。它会将字节码对应的机器码保存，下次可直接使用机器码。.class文件由JVM ClassLoader进行加载，然后由解释器逐行解释成机器码，效率低下。而且，有些代码是频繁被调用的(即热点代码)。如果每次都要进行解释，将会很影响运行效率。因此引入JIT编译器。

4. 编译型&解释型并存

编译型：编译型语言通过编译器将源码一次性翻译成机器码，执行效率较高、但开发效率低，通常面向过程开发。如C、C++、Go……
解释性：解释型语言通过解释器逐行源码解释(interpret)成机器码，执行效率较低，但开发效率高、通常面向对象开发。如java、JS、C#……

5. OpenJDK & OracleJDK

OpenJDK：完全开源。
OracleJDK：部分关键代码不开源，是OpenJDK的一个实现。相比OpenJDK，更加稳定，性能更好。

II. Java语法

基本数据类型

基本类型	大小	最小值	最大值	包装器类型
boolean	-	-	-	Boolean
char	16bit	Unicode 0	Unicode 2^16^-1	Character
byte	8bit	-128	127	Byte
short	16bit	-2^15^	2^15^-1	Short
int	32bit	-2^31^	2^31^-1	Integer
long	64bit	-2^63^	2^63^-1	Long
float	32bit	IEEF~~754~~	IEEF~~754~~	Float
double	64bit	IEEF~~754~~	IEEF~~754~~	Double

《深入理解Java虚拟机》: 局部变量表主要存放了编译期可知的基本数据类型 （boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用（reference 类型，它不同于对象本身，可能是一个指向对象起始地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或其他与此对象相关的位置）。

泛型

什么是泛型

Java泛型(generics) 就是参数化类型，即把所操作的数据类型作为一个参数。

java泛型是伪泛型，因为在java运行期间，所有泛型信息会被擦除，这就是所谓的擦除类型。

java

复制代码

List<Integer> list = new ArrayList<>();

list.add(12);
//这里直接添加会报错
list.add("a");

Class<? extends List> clazz = list.getClass();
Method add = clazz.getDeclaredMethod("add", Object.class);
//但是通过反射添加是可以的
//这就说明在运行期间所有的泛型信息都会被擦掉
add.invoke(list, "kl");
System.out.println(list);

泛型一般包括泛型类,泛型方法,泛型接口

泛型类：

java

复制代码

public class Generic<T> {
    private T key;
    public Generic(T key) {
        this.key = key;
    }
    public T getKey() {
        return key;
    }
}

泛型方法：

java

复制代码

public static <E> void printArray(E[] inputArray) {
    for (E element : inputArray) {
        System.out.printf("%s ", element);
    }
    System.out.println();
}

泛型接口：

java

复制代码

// 声明泛型接口
public interface Generator<T> {
    public T method();
}

// 实现泛型接口,不指定类型
class GeneratorImpl<T> implements Generator<T>{
    @Override
    public T method() {
        return null;
    }
}

// 实现泛型接口，指定类型
class GeneratorImpl implements Generator<String>{
    @Override
    public String method() {
        return "hello";
    }
}

==和equals()

==

对于基本数据类型，==比较的是值
对于引用类型，==比较的是对象引用(内存地址)

java 只有值传递，无论是基本数据类型，还是引用类型，==比较的都是值。只是引用类型变量的值是对象的内存地址。

equals()

不能用于比较基本数据类型，编译器会报错提示，找不到equals(int)。只能用来判断两个对象是否相等，eqals()存在Object类中，Object是所有类的父类。

equals()的使用存在两种情况

类没有重写(Override) equals()方法，此时与==等效
类重写了equals方法，如果两个类的属性相同，则返回true

分析：因为a 和 b 都是 new出来的对象，它们在内存中的地址是不一样的，通过==比较的是它们的内存地址，因此返回false。通过eqals()比较的是它们的属性值，都是123，因此返回true

hashCode() & equals()

为什么重写hashCode()必须重写equals()?

hashCode()的作用是获取哈希值(int整数)，也称散列码。这个哈希值的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。hashCode()定义在Objeect中，所以java中的所有类都有hashCode()方法。Object的hashCode()是本地方法，由C/C++实现，同时用来将对象的内存地址转为整数返回。

哈希表存储的是key-value键值对，能快速检索对应的值，这其中就用到了哈希值。

HashSet可以用来去重，原理是什么？

将对象加入HashSet时，会先计算对象的hashCode值来判断对象加入的位置(内存地址)，同时会与其它对象的hashCode比较，如果没有相同的hashCode，此时HashSet假定没有重复对象。如果有重复的hashCode出现，这时会调用equals()来判断对象的属性值是否相等，如果相等。HashSet会阻止这个添加操作。如果不相等，则将当前对象散列到其它位置。这样先用hashCode进行第一步检查，会减少equals调用次数，提升效率。

重写equals()为什么必须重写hashCode()？

hashCode()默认是对堆上的对象产生哈希值，如果没有重写hashCode,那么这个class的对象永不相等。，及时它们指向相同数据。

简而言之，equals()判断两个对象相等，前提是它们的hashCode也要相等。

两个对象的hashCode相等，这两个对象也不一定相等，为什么？

因为hashCode使用的哈希算法可能会让多个对象返回相同的哈希值。越糟糕的算法越容易出现碰撞(不同对象产生了相同的哈希值)，也和数据值域分布有关。

自动装箱拆箱

装箱：将基本数据类型用它们的引用类型包装起来
拆箱：将包装类型转为基本数据类型

java

复制代码

Integer a=10; // 装箱 等价于 Integer a = Integer.valueOf(10);
int i=a;      // 拆箱 等价于 int i = a.intValue();

为什么只有值传递

Java 程序设计语言总是采用按值调用。也就是说，方法得到的是所有参数值的一个拷贝，也就是说，方法不能修改传递给它的任何参数变量的内容。

方法不能修改一个基本数据类型的参数
方法可以改变一个对象参数的状态
方法不能让对象参数引用一个新的对象

深浅拷贝

深拷贝：Deep Clone，对基本数据类型进行值传递，对引用类型，创建一个新对象，复制其属性值，为深拷贝
浅拷贝：Shallow Clone，对基本数据类型进行值传递，对引用类型进行引用传递，为浅拷贝

III. 面向对象

面向对象和面向过程区别：

面向对象：易于维护、易于扩展、易于复用。因为封装、继承、多态的特点，可以设计出低耦合的系统。由于类的调用需要实例化，资源开销较大，因此其性能要低于面向过程。
面向过程：性能较高。在性能最重要的场景下，采用面向过程开发，例如单片机、嵌入式……

如果没有构造方法，程序能否正常执行？

可以正常执行，因为类有默认无参构造方法，且自动调用。构造方法不能被重写，但能重载。

面向对象特征：

封装：把一个对象的全部属性隐藏在对象内部，不允许被外界直接访问，但可以提供一些方法让外界可以操作属性，例如getter ，setter方法
继承：不同类型的对象，通常会有一些共同属性，这些公共的属性可作为一个建立新类型的基础。基于此基础建立的新类型，也具有这些属性。子类拥有父类所有属性和方法，但是只能访问非私有属性和方法。子类可拥有自己的属性和方法。子类可对父类方法重新实现(重写)
多态：即对象的多种状态。