Java基础 —— 概述

Java语言：

　　JDK(Java Development Kit)开发工具包，提供Java的开发环境和运行环境 --> 适合于开发

　　JRE(Java Runtime Environment)Java运行时环境，包含Java虚拟机(JVM) --> 适合于运行

　　Java代码在JDK下编译，会生成.class文件，再使用JVM运行.class文件(字节码文件)

Java基础语法：

• (1) 命名规范：
  • 1. 类和接口：用若干名词或词组组成，首字母均大写。如 JHelloWorld。
  • 2. 方法名：动词或名词词组组成，首字母小写，其余单词首字母大写。如 setAge()。
  • 3. 常量名：全部使用大写，并用下划线分隔单词。如 HIGH_NAME。
  • 4. 变量名：名词或词组，首字母小写，其余大写，如 authorName。
  • 标识符：首字母必须是字母、下划线或者美元符号，可以由字母，数字，下划线与美元符号组成，不能有空格。
• (2) 基本数据类型：
  • 1. 布尔型：　　　　boolean　　　　　　　　　　(1字节)
  • 2. 字符型：　　　　char    　　　　　　　　　　 (2字节)
  • 3. 整型：　　　　　byte, short, int, long　　　  (1字节，2字节，4字节，8字节)
  • 4. 浮点型　　　　　float, double　　　　　　　　(4字节，8字节)
  • 数据类型强弱关系： byte < char(short) < int < long < float < double
  • 弱类型可以自动转换为强类型，但是强类型不能隐式转换成弱类型，只能使用强制转换。
• (3) JVM的内存空间：
  • 1. 寄存器 (Registers)：最快的保存区域，位于处理器内部，由编译器分配。主要作用是记录当前线程所执行的字节码的行号。字节码解释器工作时就是通过改变当前线程的程序计数器选取下一条字节码指令来工作。任何分支、循环、方法调用、判断、异常处理、线程等待以及恢复线程、递归等都是通过这个计数器来完成。为了多线程的实现，每条线程都会有独立的程序计数器来记录当前指令的行号，以使得线程等待结束后能恢复到正确的位置执行。这块内存也被称为"线程私有"的内存。如果调用的方法是native的，则寄存器不存储任何信息。
  • 2. 栈 (Stack)：JVM的栈是线程私有的，每个线程创建的同时都会创建JVM栈，JVM栈中存放的是当前线程中局部基本类型的变量(八种)、部分的返回结果以及Stack Frame，非基本类型的对象(引用类型)在JVM栈上只存放一个指向堆内存的地址，因此Java中的基本类型变量采用值传递，而引用类型对象采用引用传递。由于栈是线程私有的，因此内存分配上非常高效，且当线程运行完毕后，这些内存也就被自动回收了。当栈请求深度大于允许的深度时，会抛出StackOverflowError的错误，可以通过-Xss来指定站的大小。而如果内存不足时，会抛出OutOfMemoryError错误。
  • 3. 堆 (Heap)：用来存储对象实例以及数组值，所有通过new创建的对象内存都在这里分配。堆中的对象内存需要等待GC(垃圾回收机制)进行回收，堆内存在32位操作系统上最大为2G，在64位操作系统上则没有限制，其大小通过-Xms(启动最小堆内存，默认物理内存的1/64，小于1G)和-Xmx(启动最大堆内存，默认物理内存的1/4)来控制。默认当空余堆内存小于40%时，JVM会增大堆的大小到-Xmx指定的大小，可通过-XX:MinHeapFreeRatio来指定这个比例。当空余堆内存大于70%时，JVM会将堆内存的大小往-Xms指定的大小调整，可通过-XX:MaxHeapFreeRatio=来指定这个比例，但对于运行系统而言，为了避免频繁的改变堆内存的大小，通常都会将-Xms和-Xmx的值设置成一样。当堆中需要使用的内存超过其允许的大小时，会抛出OutOfMemory的错误信息。
  • 4. 方法区域(MethodArea)：在Java虚拟机规范中，方法区被描述为堆的一个逻辑部分，但一般与堆区分开。存放了加载的类信息(名称、修饰符等)、类中的静态变量、类中定义为final类型的常量、类中的Field信息、类中的方法信息，当开发人员在程序中通过Class对象中的getName、isInterface等方法来获取信息时，这些数据都来源于方法区域，可见方法区域的重要性。同样，方法区域也是全局共享的，它在虚拟机启动时在一定的条件下也会被GC，当方法区域需要使用的内存超过其允许的大小时，会抛出OutOfMemory的错误信息。在Sun JDK中这块区域对应的为PermanetGeneration，又称为持久代，默认为64M，可通过-XX:PermSize以及-XX:MaxPermSize来指定其大小。
  • 5. 运行时常量池(RuntimeConstant Pool)：是方法区的一部分。类似C中的符号表，存放的为类中的固定的常量信息、方法和Field的引用信息等，其空间从方法区域中分配。类或接口的常量池在该类的class文件被java虚拟机成功装载时分配。
  • 6. 本地方法堆栈(NativeMethod Stacks)：与上述栈的作用非常相似，上述的栈主要为虚拟机执行Java方法(字节码文件)服务，而本地方法堆栈则是为Native方法服务。本地方法堆栈也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError错误。
  • 例如有这么一段代码：

public class A {
    public static void main(String[]args){
        String a="a";
        String b="b";
        String ab="ab";
        System.out.println((a+b)==ab); 　　// false
        System.out.println(("a"+"b")==ab); 　　// true 

        final String afinal="a";
        String result=afinal+"b";
        System.out.println(result==ab); 　　// true 

        String plus=a+"b";
        System.out.println(plus==ab); 　　// false
        System.out.println(plus.intern()==ab); // true
    }
}   

• • 分析下上面代码执行的结果，可通过javap –verbose A来辅助理解分析。
    • (a+b)==ab
  • a+b是两个变量相加，需要到运行时才能确定其值，到运行时后JVM会为两者相加后产生一个新的对象，因此a+b==ab的结果为false。
    • ("a"+"b")==ab
  • "a"+”b”是常量，在编译时JVM已经将其变为"ab"字符串了，而ab="ab"也是常量，这两者在常量池即为同一地址，因此("a"+"b")==ab为true。
    • result==ab
  • result=afinal+"b"，afinal是个final的变量， result在编译时也已经被转变为了"ab"，和"ab"在常量池中同样为同一地址，因此result==ab为true。
    • plus=ab
  • plus和a+b的情况是相同的，因此plus==ab为false。这里的不同点在于调用了plus.intern()方法，这个方法的作用是获取plus指向的常量池地址，因此plus.intern()==ab为true。
    • plus.intern()==ab
  • 这里注意一点，通常的JVM垃圾回收指的是堆内存和代码区域的回收，其他区域的回收都由JVM简单的按生命周期来进行管理。
• (4) 变量分配机制：若变量为基本数据类型，则会在栈中开辟相应大小的空间，用于存放该数据；若变量为引用类型数据，则会在栈内存中生成相应的引用值(地址)，即对象的实际地址的编制，再在堆内存中生成该对象的相应空间和数据。
  • 如：

MyDate date; 　
date = new MyDate(8,8,2008)

• • 首先在栈内存中分配了一个32位的对象空间(没有实例化，不能被使用)，然后实例化了一个对象，此时生成了对象的哈希码(地址)，并将这个值赋值给date。这样，栈内存中就有了相应的哈希码，而堆内存中也生成了相应的空间。　
• (5) 输入参数的方式：
  • 1. 使用main方法的String[] args参数，可以在编译时加入。
  • 2. main方法内定义参数常量。
  • 3. 使用JOptionalPane类弹框输入。(界面输入)
  • 4. 使用输入流进行输入。(System.in.read()方法或BufferedReader对象)。

InputStreamReader in = new InputStreamReader(System.in);
BufferedReader buf = new BufferedReader(in);
//String s = buf.readLine(); --> 读一行
while(!"".equals(s)){
　　...;
　　s = buf.readLine();
}

• • 5. 使用Scanner类输入。

Scanner s = new Scanner(System.in);
String str = s.nextLine();

• (6) 形参与实参：基本数据类型使用值传递；若为引用类型，则是地址传递，即建立了同一空间的引用。
• (7) this指针：解决了方法内部形参与成员之间命名冲突的同名隐藏问题，并可以调用内部的构造函数。
• (8) static关键字：
  • 1. 类方法:
    • 1) 类方法只能访问方法体内的局部变量、参数和静态变量。
    • 2) 不能出现this和super，因为不存在唯一的对象。
    • 3) 若想使用非静态方法，一定要生成局部的类对象，再对象.方法来调用。
  • 2. static初始化块：无法人为调用，只在其所在的类被载入JVM内存时才会自动执行一次(仅执行一次)。
  • 3. 非static初始化块：在对象创建时，构造方法执行之前会调用一次(视对象的声明而定)。
  • 4. 静态导入：只导入程序包中的static变量和方法。

import static 包名.类名.静态属性|静态方法|*

• (9) final关键字：
  • 1. 用final修饰的类时，表示最终类，即不能被继承的类。
  • 2. 用final修饰的方法时，表示该方法不能被其所在的类的子类覆盖。
  • 3. final修饰方法的参数时，表示该方法不希望被传进来的参数在方法内被改变。