夯实基础系列一：Java 基础总结

强类型机制
• 垃圾回收器
• 异常处理
• 安全检查机制

class.forName("类路径")
• 类名.class
• 实例.getClass()

1.10 创建对象的四种方式

• new
• 反射机制
• clone()
• 反序列化

1.11 package 作用

• 提供多层命名空间，解决命名冲突
• 对类按功能进行分类，使项目组织更加清晰

2. 面向对象

2.1 与面向过程区别

• 层次逻辑关系不同。 面向对象是通过类的层次结构来体现类之间的继承与发展
• 面向过程是通过模块的层次结构概括模块与模块间的关系与功能

面向对象是数据与操作封装成一个整体，通过事件驱动来激活和运行程序
• 面向过程是数据单独存储，控制程序方式上按照设计调用或返回程序

2.2 特性

• 抽象
• 继承
• 多态
• 封装

2.3 这种开发方式优点

• 开发效率高。代码重用
• 保证软件的鲁棒性。经过长期测试的已有代码
• 保证软件的高可维护性。设计模式成熟

2.4 继承

• 单继承
• 只能继承父类的非私有成员变量和方法
• 同名成员变量，子类覆盖，不会继承
• 相同函数签名，子类覆盖，不会继承

2.5 组合和继承区别

• 组合：在新类中创建原有类的对象。has a
• 继承是 is a

2.6 多态

• 方法重载 编译时多态

运行时多态

与实例绑定
• 不可定义静态属性和方法
• 外部实例化后，该内部类才能被实例化

代码块内
• 不能被public、protected、private以及static修饰
• 只能访问final 局部变量

无类名
• 无构造函数，必须继承或实现其他类
• 原则 无构造函数
• 无静态成员，方法和类
• 不能是public、protected、private、static
• 只能创建匿名内部类的一个实例
• new 后面有继承或实现
• 特殊的局部内部类

2.10 如何获取父类类名

• 利用反射：obj.getClass().getSuperClass().getName()
• 不使用super.getClass()原因：该方法在 Object中为final与native，子类不能覆盖，返回此Object运行时类

2.11 this

• 指向当前实例对象
• 区分成员变量与方法形参

2.12 super

• 访问父类成员变量或方法
• 子类同名会覆盖，访问父类只能通过super
• 子类构造函数需显示调用父类构造函数时，super()必须为构造函数的第一条语句

3. 关键字

3.1 变量命名

• 英文字母
• 数字
• _和$
• 不能包含空白字符
• 首字符不能为数字
• 保留字不能做标识符
• 区分大小写

3.2 assert

• 软件调试
• 运行时开启 -ea

3.3 static

• 特定类的统一存储空间，类绑定
• 成员变量：属于类，内存中只有一个复制
• 成员方法：调静态数据。可实现单例模式
• 代码块：初始化静态变量，只被执行一次
• 内部类：不能与外部类重名，只能访问外部类静态数据(包括私有)

3.4 switch

• 多分支选择
• 整型或字符类型变量或整数表达式
• Java 7 开始支持 String。原理是String的hashCode()返回的int类型值匹配

3.5 volatile

• 保证线程间的可见性
• 从内存中取数据，而不是缓存
• 不保证原子性

3.6 instanceof

• 二元运算符
• 判断一个引用类型的变量所指向的对象是否是一个类的实例
• 即左边对象是否是右边类的实例

3.7 strictfp

• 精确浮点
• 确保浮点运算的准确性
• 若不指定，结果依赖于虚拟机平台
• 指定后依赖于统一标准，保证各平台的一致性

3.8 null

• 不是合法的Object实例
• 无内存
• 表明该引用目前没有指向任何对象

4. 基本类型与运算

4.1 基本数据类型

• int长度 byte(8 bit)
• short(16 bit)
• int(32 bit)
• long(64 bit)

单精度(32 bit float)
• 双精度(64 bit double)

true
• false

反之
• 可能会损失精度

低到高
• char类型会转换为其对应的ASCII码
• byte、char、short参与运算自动转为int，但"+="，不转
• 基本数据类型与boolean不能相互转换
• 多种类型混合运算，自动转成容量最大类型

运算符优先级

点   ()  []
+(正)    -(负)        ++  --  ~   !
*   /   %
+(加)    -(减)
<<  >>  >>>
<   <=  >   >=  instanceof
==  !=
&
|
^
&&
||
?:
=   +=  -=  *=  /=  %=  &=       |= ^=  ~=  <<= >>= >>>=

JVM处理
• NullPointException
• ClassCastException
• ArrayIndexOutOfBoundsException

静态初始化代码
• 构造器代码
• 静态属性初始化
• 触发时机 调用了new
• 反射调用了类中的方法
• 子类调用了初始化
• JVM启动过程中指定的初始化类 Bootstrap Class Loader：$JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar
• Extension Class Loader：$JAVA_HOME/jre/lib/ext/*.jar
• System Class Loader：$CLASSPATH
• User Defined Class Loader

7.5 类执行机制

• 解释执行 JVM字节码为中间代码，由JVM在运行期对其解释并执行 invokestatic
• invokevirtual
• invokeinterface
• invokespecial

代码紧凑，体积小
• 线程创建后，产生PC和Stack
• 指令解释执行
• 栈顶缓存：栈顶值缓存在寄存器上
• 部分栈帧共享

client compiler 轻量级，占内存少
• 方法内联
• 去虚拟化
• 冗余消除

重量级，占内存多
• 逃逸分析是C2进行很多优化的基础
• 标量替换：用标量替换聚合量
• 栈上分配 若对象未逃逸，C2会选择在栈上直接创建Point对象实例，而不是在堆上
• 栈上分配更快速，对象易回收

集中式管理
• 全局记录数据的引用状态
• 从根集合扫描对象，可能会造成应用程序暂停
• 三种实现算法 复制 适用于回收空间中存活对象较少
• 缺点：需要增加一块空的内存空间及进行对象的移动

新生代 串行GC(Serial GC)：复制算法 Minor GC
• 强软弱虚

串行：标记压缩+清除
• 并行：标记压缩
• 并发：CMS
  标记：暂停
• 并发标记：恢复，轮询着色对象，以标记它们
• 重新标记：暂停
• 并发收集：恢复
• CMS内存回收易产生碎片，但是它提供了整理碎片的功能
• 浮动垃圾：CMS回收时产生应该回收但要等到下次CMS才能被回收掉的对象

对新生代旧生代及持久代都进行的GC
• 触发的四种情况 旧生代空间不足
• 持久代空间满
• CMS GC出现promotion failed和concurrent mode failure
• 统计得到的Minor GC晋升到旧生代的平均大小大于旧生代的剩余空间

7.9 内存泄露

• 一个不再被程序使用的对象或变量还在内存中占有存储空间
• 符合垃圾回收标准 对象赋空值null
• 给对象赋予新值，重新分配了内存空间

堆中申请的空间没有被释放
• 对象不再被使用，但仍然存活在内存中

静态集合类
• 各种连接
• 监听器
• 变量不合理的作用域
• 单例模式

8. 分布式Java应用

8.1 基于消息方式实现系统间的通信

• TCP/IP+BIO socket.setSoTimeOut()设置等待响应的超时时间
• 一连接一线程
• 缺点：无论连接是否真实，都要创建线程
• BIO下服务器端所能支撑的连接数目有限

Channel SocketChannel：建立连接，监听事件，操作读写
• ServerSocketChannel：监听端口，监听连接事件

DatagramSocket：负责监听端口，读写数据
• DatagramPacket：作为数据流对象进行传输

DatagramChannel：监听端口，进行读写
• ByteBuffer：数据流传输

RMI：客户端代理，stub，封装对象，序列化为流，TCP/IP BIO，Skeleton，反序列化，获取对象实例，调用
• WebService
  服务端的服务生成WSDL文件
• 将应用+WSDL文件放入HTTP服务器
• 借用Java辅助工具根据WSDL文件生成客户端stub代码
• stub将产生的对象请求信息封装为标准化的SOAP格式数据，并发请求到服务器端
• 服端在接收到SOAP格式数据时进行转化，反射调用相应的Java类
• SOAP优点支持跨语言，缺点对复杂对象结构难支持

8.3 基于开源框架

• Spring RMI

9. 多线程

9.1 线程资源同步机制

• JVM保证以下操作顺序 同一线程操作
• 对于main Memory 上的同一个变量的操作
• 对于加了锁的main Memory上的对象操作

synchronized
• volatile
• lock/unlock
• 目的是控制资源竞争

9.2 线程交互机制

• 基于Object的wait/notify/notifyAll 为避免假唤醒，需要double check
• 调用对象的wait-->wait sets--->释放锁--->其他线程notify---->wait sets---->执行此对象线程--->删除sets中此线程

Semphore的acquire，release
• Condition的await，signal
• CountDownLatch的await和countDown

9.3 线程状态

• New
• Runnable
• Running
• Wait
• TimedWait
• Blocked
• Terminated

9.4 sleep()与wait()方法的区别

• sleep 暂停一段时间执行
• Thread的静态方法
• 不释放锁
• 需要捕获异常

使线程暂停执行
• Object方法，用于线程间通信
• 释放锁

9.5 守护线程

• 后台提供服务
• 用户线程全部终止，只剩下守护线程时，JVM就会退出
• 调用start()之前，调用线程对象的setDaemon(true)

9.6 join

• 调用该方法的线程在执行完run()后，再执行join方法后面的代码
• 线程合并，实现同步功能

10. IO

10.1 流本质

• 数据传输

10.2 流分类

• 字节流:不使用缓存
• 字符流 码表映射
• 使用缓存

10.3 装饰者模式

• 运行时动态给对象增加额外的职责
• 是你还有你，一切拜托你
• FilterInputStream

10.4 Java Socket

• ServerSocket server = new ServerSocket(2000);
• Socker socket = server.accept();
• 客户端：Socket socket = new Socket("localhost",2000);

10.5 NIO

• Channel--Selector--Buffer
• 反应器模式

10.6 序列化

• 对象持久化方式
• 解决在对对象流进行读写操作时引发的问题
• 对象写进流里进行网络传输，保存到文件，数据库

10.7 如何实现序列化

• 实现Serializable接口
• 使用FileOutputStream来构造ObjectOutputStream对象
• 使用该对象的writeObject(obj)方法将对象写出
• 要恢复时，使用对应的输入流

10.8 序列化特点

• 一个类能被序列化，它的子类也能被序列化
• static代表类成员，transient代表临时数据。均不能被序列化
• 序列化影响性能，需要才使用
• 需要通过网络来发送对象，或对象的状态需要被持久化到数据库或文件中
• 序列化能实现深复制，即可以复制引用的对象

10.9 反序列化

• 将流转化为对象
• UID最好自己定义。优点 提高程序运行效率。省去计算过程
• 提高程序不同平台兼容性。不同计算方式，反序列化失败
• 增强程序各个版本的可兼容性。加入新属性，默认UID变化

10.10 外部序列化

• 实现Externalizable接口控制