Java回顾之一些基础概念

　　第一篇：Java回顾之I/O

　　第二篇：Java回顾之网络通信

　　第三篇：Java回顾之多线程

　　第四篇：Java回顾之多线程同步

　　第五篇：Java回顾之集合

　　第六篇：Java回顾之序列化

　　第七篇：Java回顾之反射

 

　　这两天，无意间在网上翻到一本关于Java面试解惑的文章集，里面提到了很多基础的概念，但一不留神，还是可能会“掉到坑里”。里面的文章写的很不错，大家可以通过下面的地址下载：http://zangweiren.iteye.com/blog/241218

　　在看上述文章的时候，随手写了一些测试代码，以便加深理解。这也就是这篇文章的来源了。

　　类的初始化顺序

　　在Java中，类里面可能包含：静态变量，静态初始化块，成员变量，初始化块，构造函数。在类之间可能存在着继承关系，那么当我们实例化一个对象时，上述各部分的加载顺序是怎样的？

　　首先来看代码：

class Parent
{
    public static StaticVarible staticVarible= new StaticVarible("父类-静态变量1");    
    public StaticVarible instVarible= new StaticVarible("父类-成员变量1");
    
    static
    {
        System.out.println("父类-静态块");
    }
    
    {
        System.out.println("父类-初始化块");
    }
    
    public static StaticVarible staticVarible2= new StaticVarible("父类-静态变量2");    
    public StaticVarible instVarible2= new StaticVarible("父类-成员变量2");
    
    public Parent()
    {
        System.out.println("父类-实例构造函数");
    }
}

class Child extends Parent
{
    public static StaticVarible staticVarible= new StaticVarible("子类-静态变量1");    
    public StaticVarible instVarible= new StaticVarible("子类-成员变量1");
    
    static
    {
        System.out.println("子类-静态块");
    }
    
    public Child()
    {
        System.out.println("子类-实例构造函数");
    }
    
    {
        System.out.println("子类-初始化块");
    }
    
    public static StaticVarible staticVarible2= new StaticVarible("子类-静态变量2");    
    public StaticVarible instVarible2= new StaticVarible("子类-成员变量2");
    
    
}

class StaticVarible
{
    public StaticVarible(String info)
    {
        System.out.println(info);
    }
}

　　然后执行下面的语句：

Child child = new Child();

　　输出结果如下：

父类-静态变量1
父类-静态块
父类-静态变量2
子类-静态变量1
子类-静态块
子类-静态变量2
父类-成员变量1
父类-初始化块
父类-成员变量2
父类-实例构造函数
子类-成员变量1
子类-初始化块
子类-成员变量2
子类-实例构造函数

　　结论　　

　　从上述结果可以看出，在实例化一个对象时，各部分的加载顺序如下：

　　父类静态成员/父类静态初始化块 -> 子类静态成员/子类静态初始化块 -> 父类成员变量/父类初始化块 -> 父类构造函数 -> 子类成员变量/子类初始化块 -> 子类构造函数

　　和String相关的一些事儿

　　首先，我们聊一聊Java中堆和栈的事儿。

• 栈：存放基本类型，包括char/byte/short/int/long/float/double/boolean
• 堆：存放引用类型，同时一般会在栈中保留一个指向它的指针，垃圾回收判断一个对象是否可以回收，就是判断栈中是否有指针指向堆中的对象。

　　String作为一种特殊的数据类型，它不完全等同于基本类型，也不是全部的引用类型，许多面试题都有它的身影。

　　String类型变量的存储结构

　　String的存储结构分为两部分，我们以String a = "abc";为例，描述String类型的存储方式：

　　1）在栈中创建一个char数组，值分为是'a'，'b'，'c'。

　　2）在堆中创建一个String对象。

　　Java中的字符串池

　　为了节省空间和资源，JVM会维护一个字符串池，或者说会缓存一部分曾经出现过的字符串。

　　例如下面的代码：

String v1 = "ab";
String v2 = "ab";

　　实际上，v1==v2，因为JVM在v1声明后，已经对“ab”进行了缓存。

　　那么JVM对字符串进行缓存的依据是什么？我们来看下面的代码，非常有意思：

public class StringTest {
    public static final String constValue = "ab";
    public static final String staticValue;
    
    static
    {
        staticValue="ab";
    }
    
    public static void main(String[] args)
    {
        String v1 = "ab";
        String v2 = "ab";
        System.out.println("v1 == v2 : " + (v1 == v2));
        String v3 = new String("ab");
        System.out.println("v1 == v3 : " + (v1 == v3));
        String v4 = "abcd";
        String v5 = "ab" + "cd";
        System.out.println("v4 == v5 : " + (v4 == v5));
        String v6 = v1 + "cd";
        System.out.println("v4 == v6 : " + (v4 == v6));
        String v7 = constValue + "cd";
        System.out.println("v4 == v7 : " + (v4 == v7));
        String v8 = staticValue + "cd";
        System.out.println("v4 == v8 : " + (v4 == v8));
        String v9 = v4.intern();
        System.out.println("v4 == v9 :" + (v4 == v9));
        String v10 = new String(new char[]{'a','b','c','d'});
        String v11 = v10.intern();
        System.out.println("v4 == v11 :" + (v4 == v11));
        System.out.println("v10 == v11 :" + (v10 == v11));
    }
}

　　请注意它的输出结果：

v1 == v2 : true
v1 == v3 : false
v4 == v5 : true
v4 == v6 : false
v4 == v7 : true
v4 == v8 : false
v4 == v9 :true
v4 == v11 :true
v10 == v11 :false

　　我们会发现，并不是所有的判断都返回true，这似乎和我们上面的说法有矛盾了。其实不然，因为

　　结论

　　1. JVM只能缓存那些在编译时可以确定的常量，而非运行时常量。

　　　　上述代码中的constValue属于编译时常量，而staticValue则属于运行时常量。

　　2. 通过使用 new方式创建出来的字符串，JVM缓存的方式是不一样的。

　　　　所以上述代码中，v1不等同于v3。

　　String的这种设计属于享元模式吗？

　　这个话题比较有意思，大部分讲设计模式的文章，在谈到享元时，一般就会拿String来做例子，但它属于享元模式吗？

　　字符串与享元的关系，大家可以参考下面的文章：http://www.cnblogs.com/winter-cn/archive/2012/01/21/2328388.html

　　字符串的反转输出

　　这种情况下，一般会将字符串看做是字符数组，然后利用反转数组的方式来反转字符串。

　　眼花缭乱的方法调用

　　有继承关系结构中的方法调用

　　继承是面向对象设计中的常见方式，它可以有效的实现”代码复用“，同时子类也有重写父类方法的自由，这就对到底是调用父类方法还是子类方法带来了麻烦。

　　来看下面的代码：

public class PropertyTest {

    public static void main(String[] args)
    {
        ParentDef v1 = new ParentDef();
        ParentDef v2 = new ChildDef();
        ChildDef v3 = new ChildDef();
        System.out.println("=====v1=====");
        System.out.println("staticValue:" + v1.staticValue);
        System.out.println("value:" + v1.value);
        System.out.println("=====v2=====");
        System.out.println("staticValue:" + v2.staticValue);
        System.out.println("value:" + v2.value);
        System.out.println("=====v3=====");
        System.out.println("staticValue:" + v3.staticValue);
        System.out.println("value:" + v3.value);
    }
}

class ParentDef
{
    public static final String staticValue = "父类静态变量";
    public String value = "父类实例变量";
}

class ChildDef extends ParentDef
{
    public static final String staticValue = "子类静态变量";
    public String value = "子类实例变量";
}

　　输出结果如下：

=====v1=====
staticValue:父类静态变量
value:父类实例变量
=====v2=====
staticValue:父类静态变量
value:父类实例变量
=====v3=====
staticValue:子类静态变量
value:子类实例变量

　　结论

　　对于调用父类方法还是子类方法，只与变量的声明类型有关系，与实例化的类型没有关系。

　　到底是值传递还是引用传递

　　对于这个话题，我的观点是值传递，因为传递的都是存储在栈中的内容，无论是基本类型的值，还是指向堆中对象的指针，都是值而非引用。并且在值传递的过程中，JVM会将值复制一份，然后将复制后的值传递给调用方法。

　　按照这种方式，我们来看下面的代码：

public class ParamTest {

    public void change(int value)
    {
        value = 10;
    }
    
    public void change(Value value)
    {
        Value temp = new Value();
        temp.value = 10;
        value = temp;
    }
    
    public void add(int value)
    {
        value += 10;
    }
    
    public void add(Value value)
    {
        value.value += 10;
    }
    
    public static void main(String[] args)
    {
        ParamTest test = new ParamTest();
        Value value = new Value();
        int v = 0;
        System.out.println("v:" + v);
        System.out.println("value.value:" + value.value);
        System.out.println("=====change=====");
        test.change(v);
        test.change(value);
        System.out.println("v:" + v);
        System.out.println("value.value:" + value.value);
        value = new Value();
        v = 0;
        System.out.println("=====add=====");
        test.add(v);
        test.add(value);
        System.out.println("v:" + v);
        System.out.println("value.value:" + value.value);
    }
}

class Value
{
    public int value;
}

　　它的输出结果：

v:0
value.value:0
=====change=====
v:0
value.value:0
=====add=====
v:0
value.value:10

　　我们看到，在调用change方法时，即使我们传递进去的是指向对象的指针，但最终对象的属性也没有变，这是因为在change方法体内，我们新建了一个对象，然后将”复制过的指向原对象的指针“指向了“新对象”，并且对新对象的属性进行了调整。但是“复制前的指向原对象的指针”依然是指向“原对象”，并且属性没有任何变化。

　　final/finally/finalize的区别

　　final可以修饰类、成员变量、方法以及方法参数。使用final修饰的类是不可以被继承的，使用final修饰的方法是不可以被重写的，使用final修饰的变量，只能被赋值一次。

　　使用final声明变量的赋值时机：

　　1）定义声明时赋值

　　2）初始化块或静态初始化块中

　　3）构造函数

　　来看下面的代码：

class FinalTest
{
    public static final String staticValue1 = "静态变量1";
    public static final String staticValue2;
    
    static
    {
        staticValue2 = "静态变量2";
    }
    
    public final String value1 = "实例变量1";
    public final String value2;
    public final String value3;
    
    {
        value2 = "实例变量2";
    }
    
    public FinalTest()
    {
        value3 = "实例变量3";
    }
}

　　finally一般是和try...catch放在一起使用，主要用来释放一些资源。

　　我们来看下面的代码：

public class FinallyTest {

    public static void main(String[] args)
    {
        finallyTest1();
        finallyTest2();
        finallyTest3();
    }
    
    private static String finallyTest1()
    {
        try
        {
            throw new RuntimeException();
        }
        catch(Exception ex)
        {
            ex.printStackTrace();
        }
        finally
        {
            System.out.println("Finally语句被执行");
        }
        try
        {
            System.out.println("Hello World");
            return "Hello World";
        }
        catch(Exception ex)
        {
            ex.printStackTrace();
        }
        finally
        {
            System.out.println("Finally语句被执行");
        }
        return null;
    }
    
    private static void finallyTest2()
    {
        int i = 0;
        for (i = 0; i < 3; i++)
        {
            try
            {
                if (i == 2) break;
                System.out.println(i);
            }
            finally
            {
                System.out.println("Finally语句被执行");
            }
        }
    }
    
    private static Test finallyTest3()
    {
        try
        {
            return new Test();
        }
        finally
        {
            System.out.println("Finally语句被执行");
        }
    }
}

　　执行结果如下：

java.lang.RuntimeException
    at sample.interview.FinallyTest.finallyTest1(FinallyTest.java:16)
    at sample.interview.FinallyTest.main(FinallyTest.java:7)
Finally语句被执行
Hello World
Finally语句被执行
0
Finally语句被执行
1
Finally语句被执行
Finally语句被执行
Test实例被创建
Finally语句被执行

　　注意在循环的过程中，对于某一次循环，即使调用了break或者continue，finally也会执行。

　　finalize则主要用于释放资源，在调用GC方法时，该方法就会被调用。

　　来看下面的示例：

class FinalizeTest
{
    protected void finalize()
    {
        System.out.println("finalize方法被调用");
    }
    
    public static void main(String[] args)
    {
        FinalizeTest test = new FinalizeTest();
        test = null;
        Runtime.getRuntime().gc();
    }
}

　　执行结果如下：

finalize方法被调用

　　关于基本类型的一些事儿

　　基本类型供分为9种，包括byte/short/int/long/float/double/boolean/void，每种基本类型都对应一个“包装类”，其他一些基本信息如下：

1. 基本类型：byte 二进制位数：8
2. 包装类：java.lang.Byte
3. 最小值：Byte.MIN_VALUE=-128
4. 最大值：Byte.MAX_VALUE=127
5. 基本类型：short 二进制位数：16
6. 包装类：java.lang.Short
7. 最小值：Short.MIN_VALUE=-32768
8. 最大值：Short.MAX_VALUE=32767
9. 基本类型：int 二进制位数：32
10. 包装类：java.lang.Integer
11. 最小值：Integer.MIN_VALUE=-2147483648
12. 最大值：Integer.MAX_VALUE=2147483647
13. 基本类型：long 二进制位数：64
14. 包装类：java.lang.Long
15. 最小值：Long.MIN_VALUE=-9223372036854775808
16. 最大值：Long.MAX_VALUE=9223372036854775807
17. 基本类型：float 二进制位数：32
18. 包装类：java.lang.Float
19. 最小值：Float.MIN_VALUE=1.4E-45
20. 最大值：Float.MAX_VALUE=3.4028235E38
21. 基本类型：double 二进制位数：64
22. 包装类：java.lang.Double
23. 最小值：Double.MIN_VALUE=4.9E-324
24. 最大值：Double.MAX_VALUE=1.7976931348623157E308
25. 基本类型：char 二进制位数：16
26. 包装类：java.lang.Character
27. 最小值：Character.MIN_VALUE=0
28. 最大值：Character.MAX_VALUE=65535

　　关于基本类型的一些结论（来自《Java面试解惑》）

• 未带有字符后缀标识的整数默认为int类型；未带有字符后缀标识的浮点数默认为double类型。
• 如果一个整数的值超出了int类型能够表示的范围，则必须增加后缀“L”（不区分大小写，建议用大写，因为小写的L与阿拉伯数字1很容易混淆），表示为long型。
• 带有“F”（不区分大小写）后缀的整数和浮点数都是float类型的；带有“D”（不区分大小写）后缀的整数和浮点数都是double类型的。
• 编译器会在编译期对byte、short、int、long、float、double、char型变量的值进行检查，如果超出了它们的取值范围就会报错。
• int型值可以赋给所有数值类型的变量；long型值可以赋给long、float、double类型的变量；float型值可以赋给float、double类型的变量；double型值只能赋给double类型变量。

　　关于基本类型之间的转换

　　下面的转换是无损精度的转换：

• byte->short
• short->int
• char->int
• int->long
• float->double

　　下面的转换是会损失精度的：

• int->float
• long->float
• long->double

　　除此之外的转换，是非法的。

　　和日期相关的一些事儿

　　Java中，有两个类和日期相关，一个是Date，一个是Calendar。我们来看下面的示例：

public class DateTest {

    public static void main(String[] args) throws ParseException
    {
        test1();
        test2();
        test3();
    }
    
    private static void test1() throws ParseException
    {
        Date date = new Date();
        System.out.println(date);
        DateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
        System.out.println(sf.format(date));
        String formatString = "2013-05-12";
        System.out.println(sf.parse(formatString));
    }
    
    private static void test2()
    {
        Date date = new Date();
        System.out.println("Year:" + date.getYear());
        System.out.println("Month:" + date.getMonth());
        System.out.println("Day:" + date.getDate());
        System.out.println("Hour:" + date.getHours());
        System.out.println("Minute:" + date.getMinutes());
        System.out.println("Second:" + date.getSeconds());
        System.out.println("DayOfWeek:" + date.getDay());
    }
    
    private static void test3()
    {
        Calendar c = Calendar.getInstance();
        System.out.println(c.getTime());
        System.out.println(c.getTimeZone());
        System.out.println("Year:" + c.get(Calendar.YEAR));
        System.out.println("Month:" + c.get(Calendar.MONTH));
        System.out.println("Day:" + c.get(Calendar.DATE));
        System.out.println("Hour:" + c.get(Calendar.HOUR));
        System.out.println("HourOfDay:" + c.get(Calendar.HOUR_OF_DAY));
        System.out.println("Minute:" + c.get(Calendar.MINUTE));
        System.out.println("Second:" + c.get(Calendar.SECOND));
        System.out.println("DayOfWeek:" + c.get(Calendar.DAY_OF_WEEK));
        System.out.println("DayOfMonth:" + c.get(Calendar.DAY_OF_MONTH));
        System.out.println("DayOfYear:" + c.get(Calendar.DAY_OF_YEAR));
    }
}

　　输出结果如下：

Sat May 11 13:44:34 CST 2013
2013-05-11
Sun May 12 00:00:00 CST 2013
Year:113
Month:4
Day:11
Hour:13
Minute:44
Second:35
DayOfWeek:6
Sat May 11 13:44:35 CST 2013
sun.util.calendar.ZoneInfo[id="Asia/Shanghai",offset=28800000,dstSavings=0,useDaylight=false,transitions=19,lastRule=null]
Year:2013
Month:4
Day:11
Hour:1
HourOfDay:13
Minute:44
Second:35
DayOfWeek:7
DayOfMonth:11
DayOfYear:131

　　需要注意的是，Date中的getxxx方法已经变成deprecated了，因此我们尽量使用calendar.get方法来获取日期的细节信息。

　　另外，注意DateFormat，它不仅可以对日期的输出进行格式化，而且可以逆向操作，将符合Format的字符串转换为日期类型。