[Java]知识点

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出自【进步*于辰的博客】

1、知识点扩展

2、多态

2.1 继承

参考笔记一，P33.7、P34.1、P35.2/3；笔记二，P26.5。

子类拥有父类所有，只是无法使用private修饰部分；父类拥有子类所有，只是无法使用子类扩展部分。故经过上溯或下溯转型，都可使用相应资源；
只能先进行上溯转型，再进行下溯转型。由于上溯或下溯转型后，很难判断引用所指向的对象到底属于哪个类，故可用instanceOf判断；
若子类未重写父类方法，尽管子类拥有父类所有，但那些方法在根本上还是属于父类，因此子类调用的还是父类方法；
super并不代表父类引用，只是用于调用父类成员。getClass()是 Object 类的 final 方法（不可重写），故super.getClass()等同于this.getClass()，返回的是当前对象所属类的 Class 对象。

2.2 重载

参考笔记二，P26.6、P29.4。

参数列表不同、或返回值类型不同、或都不同的同名方法称之为“重载”。与访问权限无关，其作用是增加代码可读性。注意：

main()也可重载，默认情况下执行参数类型为String[]的main()；
若方法名、参数列表都相同，仅返回值类型不同，则不是“重载”，且不允许。

2.3 重写

参考笔记二，P29.3。

当子类方法与父类参数列表和返回值类型都相同的同名方法称之为“重写”。注意：

重写方法的访问权限不能低于被重写方法；
重写方法的异常范围不能大于被重写方法；
若子类某方法与父类某方法方法名、参数列表都相同，仅返回值类型不同，这不是“重写”，且不允许。

3、实例化相关

3.1 构造方法说明

参考笔记一，P34.3。

1：为什么JVM会默认为类创建无参构造方法？

因为实例初始化时需要。

2：为什么子类会默认调用父类无参构造方法？

因为子类拥有父类所有，这需要初始化父类，即调用构造方法。注意：无论子类或父类有没用自定义构造方法，子类都会隐式调用父类无参构造方法。

3：为什么super()必须在构造方法的第一行？

从第2点可知，子类初始化时会同时初始化父类，但并不能知道super()在第一行的原因。因为父类的初始化数据存储于子类内存空间（具体指堆），即便后续调用（先初始化子类，后初始化父类）也可访问。因此，super()在第一行的原因是：子类要为父类分配内存空间，自然要先知道父类占多少空间，即先初始化父类。

3.2 创建对象方法

参考笔记二，P39.7、P45.2。

1、new xx()
2、反射
3、xx.clone()
4、反序列化

其中，clone()属Object类方法，使用clone()的类必须实现Cloneable接口和重写clone()。其中，克隆的对象是一个新对象，克隆分为浅克隆 和深克隆 两种，两者的区别是当克隆的类中引用其他类时，深克隆会同时克隆引用类，而浅克隆不会，仍是同一个。深克隆的实现原理是在相应clone()内克隆引用类。

3.3 注意

若仅实例化子类，由于this代表的是当前实例，故当在父类中使用this时，this代表的是子类实例，而非父类实例。
实例化时，会先从方法区中检查构造方法是否相符（相同），再初始化成员变量和成员方法。

4、关键字

4.1 static

参考笔记一，P16.1、P29.14。

1：为什么非静态内部类的成员不能声明为}$static？

因为由static声明或定义的变量为所有拥有它的对象共享，而内部类属于外部类，故内部类的static变量为所有外部类的对象共享，这会导致内部类被提升为外部类、则内部类中的局部变量将无意义。除非是静态内部类；

2：为什么不能在成员方法和类方法中定义类变量？

因为为类变量分配内存空间是在类加载第二过程的准备阶段，而成员方法和类方法是在类加载完成后再进行初始化，此时已不能再为类变量分配内存空间。

4.2 final

1：赋初值。

常量仅能在声明static int a = 10或构造器（包括：代码块、构造方法）内赋初值。

2：常将常量声明为static的原因。

若没有static，则属于对象成员，则在每个对象实例化时都会创建一个副本，占据堆空间；而声明为static，则会在类加载时被加载进方法区的全局数据访问区中，即只有一个副本，节省空间。并且，声明为static，还可以在静态代码块中赋初值。

3：常量不可变吗？

常量不可变，这可谓是定理，相信大家也一直是这么学习和理解的。可实际上可变，例如：通过反射，

大家是否还记得：

反射可以跳过泛型检查。（详述可查阅博文《[Java]反射》中的【反射运用：跳过泛型检查】一栏）
在泛型内有一个概念叫做“泛型擦除”。（详述可查阅博文《[Java]泛型》中的【泛型通配符】一栏）

我们来回顾一下。

“泛型检查”是指泛型的限制作用作用于编译阶段，若传入数据的类型与泛型的类型实参不符，则编译不通过。而反射作用于方法区，且不经过编译阶段，故可以跳过泛型检查。
“泛型擦除”是指在编译完成后，JVM会将泛型的类型实参“擦除”，并上转为其父类（Object）。

我的猜想：反射可以跳过“泛型检查”，反射也可以修改常量（final）。那么，我们所知的“由final修饰的常量不可变”是不是如“泛型擦除”一般，仅是作用于编译阶段，用于限制变量的修改（仅能赋值一次，也就是初始化）。

PS：我暂且未查阅到相关文章，以上出于我的理解。可能不全对，但目前，这有利于我的学习理解。

4.3 abstract

参考笔记一，P32.8。

1：为什么抽象类的子类（非抽象类）必须实现抽象类所有抽象方法？

因为若子类不全部实现抽象类的所有抽象方法，则必须是抽象类，而抽象类不能实例化。

5、类加载

参考笔记一，P31.5、P32.2~5；笔记三，P15.2。

下文仅是大致阐述了类加载的执行过程，对于类加载时各过程执行的详细情况并未细述。如果大家有学习意向，可查阅博文《面试官问我：自己写String类，包名也是java.lang，这个类能编译成功吗，能运行成功吗》（转发）。

5.1 什么是“类加载”？

大家先看个图：
在这里插入图片描述

这张是反射的过程图，我曾在博文《[Java]反射》中使用过。那篇文章中阐述：

图中的 B → D，通过类加载器 ClassLoader 将 class 字节码文件加载进JVM方法区、生成 class 信息、进而创建 Class 对象，这个过程就是类加载。（注：只有对类的主动使用才会触发类加载，例如：反射、实例化）

下述对此流程进行详述。

5.2 类加载过程

过程一：加载，将磁盘中 class 字节码文件 加载进 JVM方法区；
过程二：连接，第1步：验证，验证加载进内存的类的正确性；第2步：准备，为类变量分配内存，并赋默认值；第3步：解析，将常量池中的 符号引用 替换成 直接引用 （即内存地址，存于栈）；
注：如Person p1中的p1初始就是符号引用，经过解析转为内存地址，常说的“引用就是内存地址”就是这个意思。
过程三：初始化，为类变量赋初始值，如：执行静态代码块和static int a = 10（在静态代码块之外）。

5.3 子类实例化时语句执行顺序

（前提：存在父类）
在这里插入图片描述
前2项在类初始化时执行，后4项在实例化时执行。

5.4 注意

只有对类的主动使用（如：反射、实例化）才会触发类初始化，并且，初始化时数据从JVM方法区的全局数据访问区获取；
类初始化指类加载的第三过程，实例化指创建对象；
一载三化：类加载、类初始化（类加载的第三过程）、实例初始化（实例化前执行）、实例化；
实例化过程：编译 → 类加载 → 实例初始化 → 实例化；
因为继承，故父类的类加载在子类之前；因为子类拥有父类所有成员，故父类的实例初始化在子类之前。因此，在JVM中，父类的初始化数据存储于子类的存储空间中；
类加载仅一次，类初始化仅一次；而实例初始化可多次。只要子类实例初始化，父类实例也会初始化，即生成新的子类和父类，因此，即使有多个子类，也不会出现并发性问题。
JVM 方法区用于存放静态资源和类信息，多线程共享（线程安全）。当多线程同时使用一个类时，若此类未加载，则只有一个线程去加载类，其他线程等待。

6、断言

参考笔记二，P7.5。

6.1 什么是“断言”？

断言是类似异常处理的一种特殊语句，表现为一条语句。一般有3种形式：

1、assert a;
2、assert a: b;
3、assert(a);

a 是一个boolean表达式或boolean值，b 是一个基本数据类型变量或对象。

语句表达的意思是：如果 a 为false，抛出异常，打印 b 作为异常信息，程序终止。

断言的作用是保证程序的正确性（判断是否可执行成功），常用于开发和测试阶段（实际上一般很少用）。

与异常处理不同的是，断言是先验条件（先执行 assert，后运行程序；而异常处理是后验条件（先运行程序，后处理异常），比如文件操作中比较常见的 FileNotFoundException，就是先运行程序，再发现文件不存在抛出的异常。

6.2 为什么assert无效？

由于断言会影响程序性能，故“断言校验”是默认关闭的。因此使用断言需要先打开断言：
在这里插入图片描述
输入：

-enableassertions
或
-ea

7、VM 参数

推荐一篇博文《深入理解 Java 虚拟机（第二弹） - 常用 vm 参数分析》（转发）。

目前我暂未作研究，大家可以查阅这篇博文。

9、序列化

参考笔记一，P1、P2.3。

9.1 什么是“序列化”？

“序列化”指将对象转为字节序列、实现将对象持久化（永久保存）到磁盘、使对象能在网络或进程间 传递的过程。
（注：实现序列化的类必须实现Serializable接口；若此类引用了其他类，则相应类也必须实现此接口）

特点：

持久性。
将对象转为字节序列存于磁盘，即使JVM死机，对象仍然存于磁盘。当JVM宕机时，可以通过反序列化还原对象，并且，序列化的对象占据更小的磁盘空间；
序列化的对象在网络上传输会更快捷、更安全；
可实现在进程间传递对象。
“进程间”是什么意思？因为无论程序复杂或简单，在启动时，JVM都只会创建一个进程，而进程间无法直接传输对象。

9.2 序列化ID

示例：

private static final long serialVersionUID = -5809782578272943999L;

这就是序列化ID，其在类加载时生成，用于作为类在JVM内存中的唯一标识。其作用是通过比较字节序列中的序列化ID和实体类中的序列化ID是否一致来判断是否为同一个类，即是否可反序列化，从而还原对象。

9.3 测试

“序列化”与“反序列化*”是一种实现对象持久化的概念，具体实现方法任意。如下示例中使用ObjectOutputStream实现序列化，使用ObjectInputStream实现反序列化是其中一种实现方法。

1、序列化：将对象 Person 序列化到 Person.txt 文件中。
示例：

@AllArgsConstructor
class Person implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -5809782578272943999L;

    private Integer id;
    private String name;
}
class TestSerializable {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Person person = new Person(1001, "yuchen");
        System.out.println(person);// 打印：Person(id=1001, name=yuchen)

        // 序列化
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("C:\\Users\\于辰\\Downloads\\新建文件夹\\Person.txt")));
        oos.writeObject(person);
    }
}

测试结果：
字节序列文件：
在这里插入图片描述
字节序列：

2、反序列化：将 Person.txt 文件中的字节序列通过反序列化还原成 Person 对象。
示例：

class TestSerializable {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 反序列化
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("C:\\Users\\于辰\\Downloads\\新建文件夹\\Person.txt")));
        Person person = (Person) ois.readObject();
        System.out.println(person);// 打印：com.neusoft.boot.Person@69d0a921
    }
}

12、ORM

全称Object Relational Mapping（对象关系映射），指实体类与数据表一一对应，属性与字段一一对应，而实例/对象对应记录，即将对象“存入”数据表中。常用的ORM框架：mybatis、mybatis-plus、hibernate。

优点：

提高开发效率；
解耦合。如：客户需求变更，需要增删字段来实现功能，使用ORM框架，不用 sql 直接编码，能够像操作对象一样从数据库读取数据。

缺点：降低程序性能。

一般ORM框架系统都是多层的，系统层次多会降低程序性能。且ORM框架是完全面向对象，也会降低程序性能；
ORM框架生成的 sql 语句一般很难写出高效的算法，只能先将对象提取到内存对象中（指select到程序中），再进行过滤和加工，这会降低程序性能；
在对象持久化时，ORM框架一般会持久化对象的所有属性，有时这是不需要的，这会降低程序性能。
注：“持久化”指将数据存储进数据库。

14、IPv4

参考笔记一，P75.2。

IPv4由4部分组成，包含网络地址 和主机地址，每部分解释为一个字节。故都是0 ~ 255的整数。因此，ipv4 占4个字节（32位）。

分类：（注：a指网络地址，b指主机地址）

A类：a 占前8位，b 占后24位，a 的最高位必须是0。因此，范围是：0.0.0.0 ~ 127.255.255.255；
B类：a 占前16位，b 占后16位，a 的最高位必须是10。因此，范围是：128.0.0.0 ~ 191.255.255.255；
C类：a 占前24位，b 占后8位，a 的最高位必须是110。因此，范围是：192.0.0.0 ~ 223.255.255.255；
D类：暂未知，a 的最高位必须是1110。因此，范围是：224.0.0.0 ~ .239.255.255.255；
E类：暂未知，a 的最高位必须是1111。因此，范围是：240.0.0.0 ~ 255.255.255.255。

17、编译与解释

参考笔记二，P20。

1：什么是“编译”？
“编译”是指将源代码一次性转换成目标程序的过程，编译只执行一次，故编译的着重点不是编译速度，而是目标程序的运行速度。因此，编译器一般都会尽可能多地集成优化技术，使生成的目标程序具有更高的执行速度。

特点：

对于相同的源代码，目标程序执行速度更快；
目标程序运行不需要编译器支持，在同类操作系统上使用灵活。

2：什么是“解释”？
“解释”是指将源代码逐条转换并同时运行的过程，不会生成目标程序，故解释的着重点是解释速度。因此，解释在每次程序运行时都需要解释器和源代码，也不能集成太多的优化技术，这样会降低程序的运行速度。

特点：

由于解释不会生成目标程序，因此解释执行需要保留源代码，这样也便于程序的纠错和维护；
只要有解释器，源代码在任何操作系统皆可运行，可移植性强。

3：“编译”与“解释”的运用：

高级语言按照执行方式分为静态语言和脚本语言。静态语言使用编译，如：C/C++、java；脚本语言使用解释，如：python、js、php。在实际运用中，会将两者混合使用，以实现在保证程序逐条运行的同时保留目标程序，因为程序逐条运行能大大提升程序运行速度，保留目标程序便于程序纠错和维护。

最后

本文中的例子是为了方便大家理解和阐述知识点而简单举出的，旨在阐明知识点，并不一定有实用性，仅是抛砖引玉。

推荐一个Java学习平台 → HOW2J.CN。

本文持续更新中。。。

posted @ 2023-03-23 23:50 进步·于辰阅读(3) 评论(0) 编辑收藏举报来源

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进步·于辰的Java技术分享栈

一位湖南永州的Java开发工程师。