Java基础知识总结

一：java概述

**1.JDK:**Java Development Kit,java的开发和运行环境，java的开发工具和jre.

**2.JRE:**Java Runtime Environment,java程序的运行环境，java运行所需的类库和JVM(java虚拟机)。

3.配置环境变量：让java jdk\bin目录下的工具，可以在任意目录下运行，原因是将该工具所在目录告诉了系统，当使用改工具时，由系统帮我们去找指定的目录。

环境变量的配置：

1.永久配置方式：

JAVA_HOME=%安装路径%\java\jdk
path=%JAVA_HOME%\bin

2.临时配置方式：

set path=%path%;C:\Program Files\Java\jdk\bin

特点：系统默认先去当前目录下找到要执行的程序，如果没有，再去path中设置的路径下找。

classpath的配置：

1.永久配置方式：

classpath=.;C:\;e:\

2.临时配置方式：

set classpath=.;C:\;e:\

注意：在定义classpath环境变量是，需要注意的情况，如果没有定义环境变量classpath,java启动jvm后，会在当前目录下查找要运行的类文件，如果指定了classpath，那么会在指定的目录下查找要运行的类文件。

classpath是什么？它的作用是什么？

它是javac编译器的一个环境变量，它的作用于import，package关键字有关，当你写下improt java.util.时，编译器面对import关键字时，就知道你要引入java.util这个package中的类；但是编译器如何知道你把这个package放在哪里了呢？所以你首先得告诉编译器这个package的所在位置；如何告诉它呢？就是设置CLASSPATH啦 :) 如果java.util这个package在c:/jdk/ 目录下，你得把c:/jdk/这个路径设置到CLASSPATH中去！当编译器面对import java.util.这个语句时，它先会查找CLASSPATH所指定的目录，并检视子目录java/util是否存在，然后找出名称吻合的已编译文件（.class文件）。如果没有找到就会报错！CLASSPATH有点像c/c++编译器中的INCLUDE路径的设置哦，是不是？当c/c++编译器遇到include 这样的语句，它是如何运作的？哦，其实道理都差不多！搜索INCLUDE路径，检视文件！当你自己开发一个package时，然后想要用这个package中的类；自然，你也得把这个package所在的目录设置到CLASSPATH中去！CLASSPATH的设定，对JAVA的初学者而言是一件棘手的事。所以Sun让JAVA2的JDK更聪明一些。你会发现，在你安装之后，即使完全没有设定CLASSPATH，你仍然能够编译基本的JAVA程序，并且加以执行。

path环境变量

PATH环境变量。作用是指定命令搜索路径，在命令行下面执行命令如javac编译java程序时，它会到PATH变量所指定的路径中查找看是否能找到相应的命令程序。我们需要把jdk安装目录下的bin目录增加到现有的PATH变量中，bin目录中包含经常要用到的可执行文件如javac/java/javadoc等待，设置好PATH变量后，就可以在任何目录下执行javac/java等工具了。

4.javac命令和java命令做什么事情

要知道java是分两部分的：一个是编译，一个是运行。

javac：负责的是编译的部分，当执行javac时，会启动java的编译器程序。对指定扩展名的.java文件进行编译。 生成了jvm可以识别的字节码文件。也就是class文件，也就是java的运行程序。

java：负责运行的部分.会启动jvm.加载运行时所需的类库,并对class文件进行执行。

##二：java语法基础

1.标识符：数字不可以开头，不可以使用关键字

2.变量的作用域和生存期：

变量的作用域：

作用域从变量定义的位置开始，到该变量所在的那对大括号结束；

生命周期：

变量从定义的位置开始就在内存中活了，变量到达它所在的作用域的时候就在内存中消亡了；

2.数据类型

（1）基本数据类型：byte、short、int、long、float、double、char、boolean



1.运算符号：

（4）逻辑运算符

& | ^ ! && ||

逻辑运算符除了 ! 外都是用于连接两个boolean类型表达式。

&: 只有两边都为true结果是true。否则就是false。

|:只要两边都为false结果是false，否则就是true

^:异或：和或有点不一样。

两边结果一样，就为false。

两边结果不一样，就为true.

& 和 &&区别： & ：无论左边结果是什么，右边都参与运算。

&&:短路与，如果左边为false，那么右边不参数与运算。

| 和|| 区别：|：两边都运算。

||：短路或，如果左边为true，那么右边不参与运算。

5）、位运算符:用于操作二进制位的运算符。

& | ^

<< >> >>>(无符号右移)

练习：对两个变量的数据进行互换。不需要第三方变量。

int a = 3,b = 5;-->b = 3,a = 5;

方法一：

a = a + b; a = 8;

b = a - b; b = 3;

a = a - b; a = 5;

方法二：

a = a ^ b;//

b = a ^ b;//b = a ^ b ^ b = a

a = a ^ b;//a = a ^ b ^ a = b;

练习：高效的算出 2*8 = 2<<3;

重载的定义是：在一个类中，如果出现了两个或者两个以上的同名函数，只要它们的参数的个数，或者参数的类型不同，即可称之为该函数重载了。

重写：父类与子类之间的多态性，对父类的函数进行重新定义。如果在子类中定义某方法与其父类有相同的名称和参数，我们说该方法被重写 (Overriding)。

1.java内存管理

java内存管理：深入java内存区域

（1）概述

对于Java程序员来说，在虚拟机的自动内存管理机制的帮助下，不再需要为每一个new操作去写配对的delete/free代码，而且不容易出现内存泄漏和内存溢出问题，看起来是由虚拟机管理的内存一切都很美好。不过，也正是因为java程序员把内存控制的权利交给了java虚拟机，一旦出现内存泄漏和溢出方面的问题，如果不了解虚拟机是怎么样使用内存的，那排查错误将成为一项异常艰难的工作。

（2）运行时数据区域

java虚拟机在执行java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。这些区域都有各自的用途，以及创建和销毁的时间，有的区域随着虚拟机进程的启动而存在，有些区域则是依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。



程序计数器（寄存器）

当前线程锁执行的字节码行号指示器

字节码解释器工作依赖计数器控制完成

通过执行线程行号记录，让线程轮流切换各线程之间计数器互不影响

线程私有，生命周期与线程相同，随JVM启动而生，JVM关闭而死

线程执行java方法是，记录其正在执行的虚拟机字节码指令地址

线程执行Nativan方法时，计数器记录为空（Undfinded）

唯一在java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况区域

在这些有很多不理解的，我们学过多线程，有两个线程，其中一个线程可以暂停使用，让其他线程运行，然后自己获得cpu资源时，又能从暂停的地方开始运行，那么为什么能够记住暂停的位置的，这就依靠了程序计数器，通过这个例子，大概了解一下程序计数器的功能。

本地方法栈

很多算法或者一个功能的实现，都被java封装到了本地方法中，程序直接通过调用本地的方法就好，本地方法栈就是用来存放这种方法的，实现该功能的代码可能是C也可能是C++,反正不一定是java实现的。

本地方法栈（Native Method Stacks）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。虚拟机规范中对本地方法栈中的方法使用的语言、使用方式与数据结构并没有强制规定，因此具体的虚拟机可以自由实现它。甚至有的虚拟机（譬如Sun HotSpot虚拟机）直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。与虚拟机栈一样，本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

虚拟机栈

虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用来存放存储局部变量表、操作数表、动态连接、方法出口等信息，每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。 这个话怎么理解呢？比如执行一个类(类中有main方法
f502
)时，执行到main方法，就会把为main方法创建一个栈帧，然后在加到虚拟机栈中，栈帧中会存放这main方法中的各种局部变量，对象引用等东西。如图



　当在main方法中调用别的方法时，就会有另一个方法的栈帧入虚拟机栈，当该方法调用完了之后，弹栈，然后main方法处于栈顶，就继续执行，直到结束，然后main方法栈帧也弹栈，程序就结束了。总之虚拟机栈中就是有很多个栈帧的入栈出栈，栈帧中存放的都市一些变量名等东西，所以我们平常说栈中存放的是一些局部变量，因为局部变量就是在方法中。也就是在栈帧中，就是这样说过来的。

　　　　　　　　以上说的三个都是线程不共享的，也就是这部分内存，每个线程独有，不会让别的线程访问到，接下来的两个就是线程共享了，也就会出现线程安全问题。

堆

所有线程共享的一块内存区域。Java虚拟机所管理的内存中最大的一块，因为该内存区域的唯一目的就是存放对象实例。几乎所有的对象实例度在这里分配内存，也就是通常我们说的new对象，该对象就会在堆中开辟一块内存来存放对象中的一些信息，比如属性呀什么的。同时堆也是垃圾收集器管理的主要区域。因此很多时候被称为”GC堆”，虚拟机的垃圾回收机制等下一篇文章来讲解。 在上一点讲的栈中存放的局部引用变量所指向的大多数度会在堆中存放。

对于大多数应用来说，Java堆（Java Heap）是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。这一点在Java虚拟机规范中的描述是：所有的对象实例以及数组都要在堆上分配，但是随着JIT编译器的发展与逃逸分析技术的逐渐成熟，栈上分配、标量替换优化技术将会导致一些微妙的变化发生，所有的对象都分配在堆上也渐渐变得不是那么”绝对”了。

　　Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此很多时候也被称做”GC堆”（Garbage Collected Heap，幸好国内没翻译成”垃圾堆”）。如果从内存回收的角度看，由于现在收集器基本都是采用的分代收集算法，所以Java堆中还可以细分为：新生代和老年代；再细致一点的有Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间等。如果从内存分配的角度看，线程共享的Java堆中可能划分出多个线程私有的分配缓冲区（Thread Local Allocation Buffer，TLAB）。不过，无论如何划分，都与存放内容无关，无论哪个区域，存储的都仍然是对象实例，进一步划分的目的是为了更好地回收内存，或者更快地分配内存。在本章中，我们仅仅针对内存区域的作用进行讨论，Java堆中的上述各个区域的分配和回收等细节将会是下一章的主题。

　　根据Java虚拟机规范的规定，Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上是连续的即可，就像我们的磁盘空间一样。在实现时，既可以实现成固定大小的，也可以是可扩展的，不过当前主流的虚拟机都是按照可扩展来实现的（通过-Xmx和-Xms控制）。如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。

方法区和其中的运行时常量池

和堆一样，是各个线程共享的内存区域，用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、和编译器编译后的代码(也就是存储字节码文件。.class)等数据，这里可以看到常量也会在方法区中，是因为方法区中有一个运行时常量池，为什么叫运行时常量池，因为在编译后期生成的是各种字面量(字面量的意思就是值，比如int i=3，这个3就是字面量的意思)和符号引用，这些是存放在一个叫做常量池(这个常量池是在字节码文件中)的地方，当类加载进入方法区时，就会把该常量池中的内容放入运行时常量池中。这里要注意，运行时常量池和常量池，不要搞混淆了，字节码文件中也有常量池，在后面的章节会详细讲解这个东西。现在只需要知道方法区中有一个运行时常量池，就是用来存放常量的。还有一点，运行时常量池不一定就一定要从字节码常量池中拿取常量，可能在程序运行期间将新的常量放入池中，比如String.intern()方法，这个方法的作用就是：先从方法区的运行时常量池中查找看是否有该值，如果有，则返回该值的引用，如果没有，那么就会将该值加入运行时常量池中。

方法区（Method Area）与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名叫做Non-Heap（非堆），目的应该是与Java堆区分开来。

　　对于习惯在HotSpot虚拟机上开发和部署程序的开发者来说，很多人愿意把方法区称为”永久代”Permanent Generation），本质上两者并不等价，仅仅是因为HotSpot虚拟机的设计团队选择把GC分代收集扩展至方法区，或者说使用永久代来实现方法区而已。对于其他虚拟机（如BEA JRockit、IBM J9等）来说是不存在永久代的概念的。即使是HotSpot虚拟机本身，根据官方发布的路线图信息，现在也有放弃永久代并”搬家”至Native Memory来实现方法区的规划了。

　　Java虚拟机规范对这个区域的限制非常宽松，除了和Java堆一样不需要连续的内存和可以选择固定大小或者可扩展外，还可以选择不实现垃圾收集。相对而言，垃圾收集行为在这个区域是比较少出现的，但并非数据进入了方法区就如永久代的名字一样”永久”存在了。这个区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载，一般来说这个区域的回收”成绩”比较难以令人满意，尤其是类型的卸载，条件相当苛刻，但是这部分区域的回收确实是有必要的。在Sun公司的BUG列表中，　　曾出现过的若干个严重的BUG就是由于低版本的HotSpot虚拟机对此区域未完全回收而导致内存泄漏。根据Java虚拟机规范的规定，当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。

　　　运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述等信息外，还有一项信息是常量池（Constant Pool Table），用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。 Java虚拟机对Class文件的每一部分（自然也包括常量池）的格式都有严格的规定，每一个字节用于存储哪种数据都必须符合规范上的要求，这样才会被虚拟机认可、装载和执行。但对于运行时常量池，Java虚拟机规范没有做任何细节的要求，不同的提供商实现的虚拟机可以按照自己的需要来实现这个内存区域。不过，一般来说，除了保存Class文件中描述的符号引用外，还会把翻译出来的直接引用也存储在运行时常量池中。运行时常量池相对于Class文件常量池的另外一个重要特征是具备动态性，Java语言并不要求常量一定只能在编译期产生，也就是并非预置入Class文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池，运行期间也可能将新的常量放入池中，这种特性被开发人员利用得比较多的便是String类的intern()方法。既然运行时常量池是方法区的一部分，自然会受到方法区内存的限制，当常量池无法再申请到内存时会抛出OutOfMemoryError异常。

二.面向对象

1.类

匿名对象的使用场景

（1）当方法只进行一次调用的时候，可以使用匿名对象

（2）当对象对成员进行多次调用时，不能使用匿名对象，必须给对象起名字

类中怎么没有定义主函数？

注意：主函数的存在，仅为该类是否需要独立运行，如果不需要，主函数是不用定义的。

主函数的解释：保证所在类的独立运行，是程序的入口，被jvm调用

成员变量和局部变量的区别：

（1）成员变量直接定义在类中，局部变量定义在方法中，在参数上，语句中

（2）成员变量在这个类中有效，局部变量只在自己所属的大括号内有效，大括号结束，局部变量失去作用域。

（3）成员变量存在于堆内存中，随着对象的产生而存在，消失而消失；局部变量存在于栈内存中，随着所属区域的运行而存在，结束而释放。

构造函数：用于给对象进行初始化，是给与之对应的对象进行初始化，它具有针对性，函数中的一种。

特点：

（1）该函数的名称和所在类的名称相同。

（2）不需要定义返回值类型

（3）该函数没有具体的返回值

记住：所有对象创建时，都需要初始化才可以使用。

注意事项：一个类在定义时，如果没有定义过构造函数，那么该类中会自动生成一个空参数的构造函数，为了方便该类创建对象，完成初始化。如果在类中自定义了构造函数，那么默认的构造函数就没有了。

一个类中，可以有多个构造函数，因为它们的函数明后才能都相同，所以只能通过参数列表来区分，所以，一个类中如果出现多个构造函数，它们的存在是以重载体现的。

构造代码块和构造函数有什么区别？

构造代码块，是给所有的对象进行初始化，也就是说，所有的对象都会调用一个代码块。只要对象一建立，就会调用这个代码块。

构造函数：是给与之对用的对象进行初始化，他具有针对性。

（1）执行顺序（优先级从高到低）静态代码块–>main()–>构造代码块–>构造方法。其中静态代码块只执行一次。构造代码块在每次创建对象是都会执行。

（2）静态代码块的作用：比如我们在调用C语言的动态库时会可把.so文件放在此处。

（3）代码构造块的功能：（可以把不同构造方法中相同的共性的东西写在它里面）。例如：比如不论任何机型的电脑都有开机这个功能，此时我们就可以把这个功能定义在构造代码块内。

Person p = new Person();

创建一个对象都在内存中做了什么事情？

1：先将硬盘上指定位置的Person.class文件加载进内存。

2：执行main方法时，在栈内存中开辟了main方法的空间(压栈-进栈)，然后在main方法的栈区分配了一个变量p。

3：在堆内存中开辟一个实体空间，分配了一个内存首地址值。new

4：在该实体空间中进行属性的空间分配，并进行了默认初始化。

5：对空间中的属性进行显示初始化。

6：进行实体的构造代码块初始化。

7：调用该实体对应的构造函数，进行构造函数初始化。（）

8：将首地址赋值给p ，p变量就引用了该实体。(指向了该对象)

封装（面向对象特征之一）：是指隐藏对象属性和实现细节，仅对外提供公共访问方式。

好处：将变化隔离，便于使用 ，提高重用性，安全性

封装原则：将不需要对外提供的内容都隐藏起来，把属性都隐藏，提供公共方法对其访问。

this:代表对象，就是所在函数所属对象的引用

this到底代表什么呢？哪个对象调用了this所在的函数，this就代表哪个对象，就是哪个对象的引用。

开发时，什么时候使用this呢？

在定义概念时，如果该功能内部使用到了调用该功能的对象，这时就用this来表示这个对象。

this还可以用于构造函数间的调用。

调用格式：this(实际参数)

this对象后面跟上.调用的是成员属性和成员

方法（一般方法）；

this对象后面跟上（）调用的是本类中的对应参数的构造函数。

注意：用this调用构造函数，必须定义在构造函数的第一行，因为构造函数是用于初始化的，所以初始化动作一定要执行，否则编译失败。

static关键字 是一个修饰符，用于修饰成员（成员变量和成员函数）

特点：

（1）static变量：

按照是否静态的对类成员进行分类可分两种：一种是被static修改的变量，叫静态变量或类变量；另一种是没有被static修饰的变量，叫实例变量，两者的区别是：

对于静态变量在内存中只有一个拷贝（节省内存），JVM只为静态分配一次内存，在加载类的过程中完成静态变量的内存分配，可用类名直接访问（方便），当然也可以通过对象来访问（但是这是不推荐的）。

对于实例变量，没创建一个实例，就会为实例变量分配一次内存，实例变量在内存中有多个拷贝，互不影响（灵活）。

（2）静态方法

静态方法可以直接通过类名调用，任何的实例也都可以调用，因此静态方法中不能用this和super关键字，不能直接访问所属类的实例变量和实例方法（就是不带static的成员变量和成员方法），只能访问所属类的静态成员变量和成员方法。因此实例成员与特定的对象关联，这个需要去理解，想明白其中的道理，不是记忆！

因为static方法独立于任何实例，因此static方法必须被实现，而不能是抽象的abstract.

（3）static代码块

static代码块在叫静态代码块，是在类中独立于类成员额的static语句块，可以有多个，位置可以随便放，它不在任何方法体内，JVM加载类时会执行这些静态的代码块，如果static代码块有多个，JVM将按照他们在类中出现的先后顺序依次执行他们，每个代码块只会被执行一次。

（4）static和final一块用表示什么

static final用来修饰成员变量和成员方法，可以简单理解为“全局常量”！

对于变量，表示一旦给值就不可修改，并且通过类名可以访问。

对于方法，表示不可覆盖，并且可以通过类名直接访问。

备注：

1，有些数据是对象特有的数据，是不可以被静态修饰的。因为那样的话，特有数据会变成对象的共享数据。这样对事物的描述就出了问题。所以，在定义静态时，必须要明确，这个数据是否是被对象所共享的。

2，静态方法只能访问静态成员，不可以访问非静态成员。

(这句话是针对同一个类环境下的，比如说，一个类有多个成员（属性，方法，字段），静态方法A，那么可以访问同类名下其他静态成员，你如果访问非静态成员就不行)

因为静态方法加载时，优先于对象存在，所以没有办法访问对象中的成员。

3，静态方法中不能使用this，super关键字。

因为this代表对象，而静态在时，有可能没有对象，所以this无法使用。

4，主函数是静态的。

成员变量和静态变量的区别：

1，成员变量所属于对象。所以也称为实例变量。

静态变量所属于类。所以也称为类变量。

2，成员变量存在于堆内存中。

静态变量存在于方法区中。

3，成员变量随着对象创建而存在。随着对象被回收而消失。

静态变量随着类的加载而存在。随着类的消失而消失。

4，成员变量只能被对象所调用 。

静态变量可以被对象调用，也可以被类名调用。

所以，成员变量可以称为对象的特有数据，静态变量称为对象的共享数据。

静态代码块：就是一个有静态关键字标示的一个代码块区域。定义在类中。

作用：可以完成类的初始化。静态代码块随着类的加载而执行，而且只执行一次（new 多个对象就只执行一次）。如果和主函数在同一类中，优先于主函数执行。

final

　根据程序上下文环境，Java关键字final有”这是无法改变的”或者”终态的”含义，它可以修饰非抽象类、非抽象类成员方法和变量。你可能出于两种理解而需要阻止改变、设计或效率。

final类不能被继承，没有子类，final类中的方法默认是final的。

final方法不能被子类的方法覆盖，但可以被继承。

final成员变量表示常量，只能被赋值一次，赋值后值不再改变。

final不能用于修饰构造方法。

注意：父类的private成员方法是不能被子类方法覆盖的，因此private类型的方法默认是final类型的。

1、final类

final类不能被继承，因此final类的成员方法没有机会被覆盖，默认都是final的。在设计类时候，如果这个类不需要有子类，类的实现细节不允许改变，并且确信这个类不会载被扩展，那么就设计为final类。

2、final方法

如果一个类不允许其子类覆盖某个方法，则可以把个方法声明为final方法。

使用final方法的原因有二：

第一、把方法锁定，防止任何继承类修改它的意义和实现。

第二、高效。编译器在遇到调用final方法时候会转入内嵌机制，大大提高执行效率。

3、final变量（常量）

　用final修饰的成员变量表示常量，值一旦给定就无法改变！

　final修饰的变量有三种：静态变量、实例变量和局部变量，分别表示三种类型的常量。

　从下面的例子中可以看出，一旦给final变量初值后，值就不能再改变了。

　另外，final变量定义的时候，可以先声明，而不给初值，这中变量也称为final空白，无论什么情况，编译器都确保空白final在使用之前必须被初始化。但是，final空白在final关键字final的使用上提供了更大的灵活性，为此，一个类中的final数据成员就可以实现依对象而有所不同，却有保持其恒定不变的特征。

4、final参数

当函数参数为final类型时，你可以读取使用该参数，但是无法改变该参数的值。

生成Java帮助文档：命令格式：javadoc –d 文件夹名 –auther –version *.java

/** //格式

*类描述

*@author 作者名

*@version 版本号

*/

/**

*方法描述

*@param 参数描述

*@return 返回值描述

*/

未完待续。。。。