java编程思想学习笔记

一、equals和==的区别(P65)

　　java主要有两类数据类型：

• 基本数据类型（原始数据类型），主要有八种：byte,char,short,int,long,float,double,boolean

　　  他们之间的比较用"=="，比较的是他们的值

• 复合数据类型

　　  若用"=="对他们进行比较，比较的是他们在内存中存放的地址，也就是他们的句柄，除非他们是同一个对象，他们"=="的比较结果为true，否则为false。

　　"=="是值比较，Java中所有的类继承于Object这个基类的，在Object中的基类中定义了一个equals的方法，这个方法的初始行为和"=="一样，是比较对象的内存地址，但在一些类库当中这个方法被覆盖掉了，如String,Integer,Date在这些类当中equals有其自身的实现，而不再是比较类在堆内存中的存放地址了。

　　下面对于字符串对象的比较进行讨论

(1)

public class TestString {
 public static void main(String[] args) {
String s1 = "Monday";
String s2 = "Monday";
if (s1 == s2)
{
System.out.println("s1 == s2");}
else{
System.out.println("s1 != s2");}
}
}

编译并运行程序，输出：s1 == s2说明：s1 与 s2 引用同一个 String 对象 -- "Monday"!

(2)再看下一段代码

public class TestString {
public static void main(String[] args) {
String s1 = "Monday";
String s2 = new String("Monday");
if (s1 == s2)
{System.out.println("s1 == s2");}
else
{System.out.println("s1 != s2");}
if (s1.equals(s2)) {System.out.println("s1 equals s2");}
else{
System.out.println("s1 not equals s2");}
}
}

我们将s2用new操作符创建
程序输出：
s1 != s2
s1 equals s2
说明：s1 s2分别引用了两个"Monday"String对象，使用new关键字，就会在内存中分配堆给对象，使用了2次new，即使是同一个类，但是在内存中会有2个堆存在。而第一种是先在栈中创建一个对String类的对象引用变量s1，然后查找栈中有没有存放"Monday"，如果没有，则将"Monday"存放进栈，并令s1指向”Monday”，如果已经有”Monday” 则直接令s1指向“Monday”。这样用==判断的时候2个地址肯定是不一样的，就会输出“obj1 != obj2”。对于使用equals比较2个类输出了not equals

这里涉及到字符串缓冲池

程序在运行时会创建一个字符串缓冲池，当使用 s2 = "Monday" 这样的表达是创建字符串的时候，程序首先会在String缓冲池中寻找相同值得对象，若存在，则将字符串对象指向这个字符串，若不存在则新建一个字符串。在第一个程序中，s1先被放到了池中，所以在s2被创建的时候，程序找到了具有相同值的 s1。

第二段程序中，使用了 new 操作符，他明白的告诉程序："我要一个新的！不要旧的！"于是一个新的"Monday"Sting对象被创建在内存中。他们的值相同，但是位置不同。

(3)再次修改程序

public class TestString {
public static void main(String[] args) {
String s1 = "Monday";
String s2 = new String("Monday");
s2 = s2.intern();
if (s1 == s2)
{System.out.println("s1 == s2");}
else
{System.out.println("s1 != s2");}
if (s1.equals(s2)) {System.out.println("s1 equals s2");}
else{
System.out.println("s1 not equals s2");}
}
}

这次加入：s2 = s2.intern();
程序输出：
s1 == s2
s1 equals s2

原来，java.lang.String的intern()方法"abc".intern()方法的返回值还是字符串"abc"，实际上，它做了个小动作：检查字符串池里是否存在"abc"这么一个字符串，如果存在，就返回池里的字符串；如果不存在，该方法会 把"abc"添加到字符串池中，然后再返回它的引用。

要注意: 我们在使用诸如String str = "abc"；的格式定义类时，总是想当然地认为，创建了String类的对象str。担心陷阱！对象可能并没有被创建！而可能只是指向一个先前已经创建的对象。只有通过new()方法才能保证每次都创建一个新的对象。由于String类的immutable性质，当String变量需要经常变换其值时，应该考虑使用StringBuffer类，以提高程序效率。

对于整数，也存在常数缓冲池，-127~128

Integer i=100;
Integer j=100;
System.out.println(i==j); // 打印 true
128以上就作为不同对象处理了
Integer i=200;
Integer j=200;
System.out.println(i==j); //打印false

二、Java中内存分配策略及堆和栈的比较

1、内存分配策略

按照编译原理的观点,程序运行时的内存分配有三种策略,分别是静态的,栈式的,和堆式的. 
静态存储分配是指在编译时就能确定每个数据目标在运行时刻的存储空间需求,因而在编译时就可以给他们分配固定的内存空间.这种分配策略要求程序代码中不允许有可变数据结构(比如可变数组)的存在,也不允许有嵌套或者递归的结构出现,因为它们都会导致编译程序无法计算准确的存储空间需求. 
栈式存储分配也可称为动态存储分配,是由一个类似于堆栈的运行栈来实现的.和静态存储分配相反,在栈式存储方案中,程序对数据区的需求在编译时是完全未知的,只有到运行的时候才能够知道,但是规定在运行中 进入一个程序模块时,必须知道该程序模块所需的数据区大小才能够为其分配内存.和我们在数据结构所熟知的栈一样,栈式存储分配按照先进后出的原则进行分 配。 
静态存储分配要求在编译时能知道所有变量的存储要 求,栈式存储分配要求在过程的入口处必须知道所有的存储要求,而堆式存储分配则专门负责在编译时或运行时模块入口处都无法确定存储要求的数据结构的内存分 配,比如可变长度串和对象实例.堆由大片的可利用块或空闲块组成,堆中的内存可以按照任意顺序分配和释放.、

2、堆和栈的比较

从堆和栈的功能和作用来通俗的比较,堆主要用来存放对象的，栈主要是用来执行程序的.而这种不同又主要是由于堆和栈的特点决定的:

在编程中，例如C/C++中，所有的方法调用都是通过栈来进行的,所有的局部变量,形式参数都是从栈中分配内存空间的。实际上也不是什么分配,只是从栈顶向上用就行,就好像工厂中的传送带(conveyor belt)一样,Stack Pointer会自动指引你到放东西的位置,你所要做的只是把东西放下来就行.退出函数的时候，修改栈指针就可以把栈中的内容销毁.这样的模式速度最快, 当然要用来运行程序了.需要注意的是,在分配的时候,比如为一个即将要调用的程序模块分配数据区时,应事先知道这个数据区的大小,也就说是虽然分配是在程序运行时进行的,但是分配的大小多少是确定的,不变的,而这个"大小多少"是在编译时确定的,不是在运行时.

堆是应用程序在运行的时候请求操作系统分配给自己内存，由于从操作系统管理的内存分配,所以在分配和销毁时都要占用时间，因此用堆的效率非常低.但是堆的优点在于,编译器不必知道要从堆里分配多少存储空间，也不必知道存储的数据要在堆里停留多长的时间,因此,用堆保存数据时会得到更大的灵活性。事实上,面向对象的多态性,堆内存分配是必不可少的,因为多态变量所需的存储空间只有在运行时创建了对象之后才能确定.在C++中，要求创建一个对象时，只需用 new命令编制相关的代码即可。执行这些代码时，会在堆里自动进行数据的保存.当然，为达到这种灵活性，必然会付出一定的代价:在堆里分配存储空间时会花掉更长的时间！

3、JVM中的堆和栈

JVM是基于堆栈的虚拟机.JVM为每个新创建的线程都分配一个堆栈.也就是说,对于一个Java程序来说，它的运行就是通过对堆栈的操作来完成的。堆栈以帧为单位保存线程的状态。JVM对堆栈只进行两种操作:以帧为单位的压栈和出栈操作。 
我们知道,某个线程正在执行的方法称为此线程的当前方法.我们可能不知道,当前方法使用的帧称为当前帧。当线程激活一个Java方法,JVM就会在线程的 Java堆栈里新压入一个帧。这个帧自然成为了当前帧.在此方法执行期间,这个帧将用来保存参数,局部变量,中间计算过程和其他数据.这个帧在这里和编译 原理中的活动纪录的概念是差不多的.

从Java的这种分配机制来看,堆栈又可以这样理解:堆栈(Stack)是操作系统在建立某个进程或者线程(在支持多线程的操作系统中是线程)时为这个线程建立的存储区域，该区域具有先进后出的特性。

每 一个Java应用都唯一对应一个JVM实例，每一个实例唯一对应一个堆。应用程序在运行中所创建的所有类实例或数组都放在这个堆中,并由应用所有的线程 享.跟C/C++不同，Java中分配堆内存是自动初始化的。Java中所有对象的存储空间都是在堆中分配的，但是这个对象的引用却是在堆栈中分配,也就是说在建立一个对象时从两个地方都分配内存，在堆中分配的内存实际建立这个对象，而在堆栈中分配的内存只是一个指向这个堆对象的指针(引用)而已。

• 简单的说：

Java把内存划分成两种：一种是栈内存，一种是堆内存。

在函数中定义的一些基本类型的变量和对象的引用变量都在函数的栈内存中分配。

当在一段代码块定义一个变量时，Java就在栈中为这个变量分配内存空间，当超过变量的作用域后，Java会自动释放掉为该变量所分配的内存空间，该内存空间可以立即被另作他用。

堆内存用来存放由new创建的对象和数组。
在堆中分配的内存，由Java虚拟机的自动垃圾回收器来管理。
在堆中产生了一个数组或对象后，还可以在栈中定义一个特殊的变量，让栈中这个变量的取值等于数组或对象在堆内存中的首地址，栈中的这个变量就成了数组或对象的引用变量。

• 具体的说： 

栈与堆都是Java用来在Ram中存放数据的地方。与C++不同，Java自动管理栈和堆，程序员不能直接地设置栈或堆。

Java的堆是一个运行时数据区,类的(对象从中分配空间。这些对象通过new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立，它们不需要程序代码来显式的释放。堆是由垃圾回收来负责的，堆的优势是可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，因为它是在运行时动态分配内存的，Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是，由于要在运行时动态分配内存，存取速度较慢。栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于寄存器，栈数据可以共享。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。栈中主要存放一些基本类型的变量（,int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和对象句柄。
栈有一个很重要的特殊性，就是存在栈中的数据可以共享。假设我们同时定义： 
int a = 3; 
int b = 3； 
编译器先处理int a = 3；首先它会在栈中创建一个变量为a的引用，然后查找栈中是否有3这个值，如果没找到，就将3存放进来，然后将a指向3。接着处理int b = 3；在创建完b的引用变量后，因为在栈中已经有3这个值，便将b直接指向3。这样，就出现了a与b同时均指向3的情况。这时，如果再令a=4；那么编译器 会重新搜索栈中是否有4值，如果没有，则将4存放进来，并令a指向4；如果已经有了，则直接将a指向这个地址。因此a值的改变不会影响到b的值。要注意这种数据的共享与两个对象的引用同时指向一个对象的这种共享是不同的，因为这种情况a的修改并不会影响到b, 它是由编译器完成的，它有利于节省空间。而一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态，会影响到另一个对象引用变量。

三、java中static、final、volatile关键字的作用(P104)

1、static

static表示“全局”或者“静态”的意思，用来修饰成员变量和成员方法，也可以形成静态static代码块，但是Java语言中没有全局变量的概念。

被static修饰的成员变量和成员方法独立于该类的任何对象。也就是说，它不依赖类特定的实例，被类的所有实例共享。只要这个类被加载，Java虚拟机就能根据类名在运行时数据区的方法区内定找到他们。因此，static对象可以在它的任何对象创建之前访问，无需引用任何对象。

用public修饰的static成员变量和成员方法本质是全局变量和全局方法，当声明它类的对象市，不生成static变量的副本，而是类的所有实例共享同一个static变量。

 

 

 

2、Java中final有三种主要用法：

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，则可以把这个方法声明为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。

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。

final int i = 1; // 编译时刻
final int i2 = (int)(Math.Random() * 10); //运行时刻
final int i3; //构造函数里再初始化

package org.leizhimin;

public class Test3 {
        private final String S = "final实例变量S";
        private final int A = 100;
        public final int B = 90;

        public static final int C = 80;
        private static final int D = 70;

        public final int E; //final空白,必须在初始化对象的时候赋初值

        public Test3(int x) {
                E = x;
        }

        /**
         * @param args
         */
        public static void main(String[] args) {
                Test3 t = new Test3(2);
                //t.A=101;    //出错,final变量的值一旦给定就无法改变
                //t.B=91; //出错,final变量的值一旦给定就无法改变
                //t.C=81; //出错,final变量的值一旦给定就无法改变
                //t.D=71; //出错,final变量的值一旦给定就无法改变

                System.out.println(t.A);
                System.out.println(t.B);
                System.out.println(t.C); //不推荐用对象方式访问静态字段
                System.out.println(t.D); //不推荐用对象方式访问静态字段
                System.out.println(Test3.C);
                System.out.println(Test3.D);
                //System.out.println(Test3.E); //出错,因为E为final空白,依据不同对象值有所不同.
                System.out.println(t.E);

                Test3 t1 = new Test3(3);
                System.out.println(t1.E); //final空白变量E依据对象的不同而不同
        }

        private void test() {
                System.out.println(new Test3(1).A);
                System.out.println(Test3.C);
                System.out.println(Test3.D);
        }

        public void test2() {
                final int a;     //final空白,在需要的时候才赋值
                final int b = 4;    //局部常量--final用于局部变量的情形
                final int c;    //final空白,一直没有给赋值.    
                a = 3;
                //a=4;    出错,已经给赋过值了.
                //b=2; 出错,已经给赋过值了.
        }
}

从上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。

(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。

 

public class Test4 {
        public static void main(String[] args) {
                new Test4().f1(2);
        }

        public void f1(final int i) {
                //i++;    //i是final类型的,值不允许改变的.
                System.out.print(i);
        }
}

 

 

 

 

四、JAVA的垃圾回收机制(P105)

五、类的初始化顺序、静态变量的初始化（// TO DO 需结合jvm内存模型，以及字节码加载后的链接和初始化）

1  无继承情况下的Java初始化顺序：

class Sample
{
      Sample(String s)
      {
            System.out.println(s);
      }
      Sample()
      {
            System.out.println("Sample默认构造函数被调用");
      }
}
class Test{
      static Sample sam=new Sample("静态成员sam初始化");
      Sample sam1=new Sample("sam1成员初始化");
      static{
            System.out.println("static块执行");
            if(sam==null)System.out.println("sam is null");
            sam=new Sample("静态块内初始化sam成员变量");
            }
      Test()
      {
            System.out.println("Test默认构造函数被调用");
      }

}
//主函数
 public static void  main(String  str[])
{

     Test a=new Test();

 }
输出结果为：
静态成员sam初始化     -----静态成员初始化
static块执行          -----静态块被执行
静态块内初始化sam成员变量 ----静态块执行
sam1成员初始化      -----普通成员初始化
Test默认构造函数被调用  -----构造函数执行

由此可以得出结论：

a 静态成员变量首先初始化（注意，Static可以看做一个静态成员，其执行顺序和其在类中申明的顺序有关）

b 普通成员初始化

c 执行构造函数。

对于静态成员（static块可以看成普通的一个静态成员，其并不一定在类初始化时首先执行）和普通成员，其初始化顺序只与其在类定义中的顺序有关，和其他因素无关。

例如下面的例子：

class Test{
      static{
            System.out.println("static 块 1  执行");
            }
      static Sample staticSam1=new Sample("静态成员staticSam1初始化");
      Sample sam1=new Sample("sam1成员初始化");
      static Sample staticSam2=new Sample("静态成员staticSam2初始化");
      static{
            System.out.println("static 块 2  执行");
            }
      Test()
      {
            System.out.println("Test默认构造函数被调用");
      }
      Sample sam2=new Sample("sam2成员初始化");

}

则结果为：

static 块 1  执行

静态成员staticSam1初始化

静态成员staticSam2初始化

static 块 2  执行 

                      --------静态成员

sam1成员初始化

sam2成员初始化

                      --------普通成员

Test默认构造函数被调用

                      --------构造函数

 

2 Java继承情况下的初始化顺序：

class Test{
      static{
            System.out.println("父类static 块 1  执行");
            }
      static Sample staticSam1=new Sample("父类 静态成员staticSam1初始化");
      Sample sam1=new Sample("父类 sam1成员初始化");
      static Sample staticSam2=new Sample("父类 静态成员staticSam2初始化");
      static{
            System.out.println("父类 static 块 2  执行");
            }
      Test()
      {
            System.out.println("父类 Test默认构造函数被调用");
      }
      Sample sam2=new Sample("父类 sam2成员初始化");

}

class TestSub extends Test
{
      static Sample staticSamSub=new Sample("子类 静态成员staticSamSub初始化");
      TestSub()
      {
            System.out.println("子类 TestSub 默认构造函数被调用");
      }
      Sample sam1=new Sample("子类 sam1成员初始化");
      static Sample staticSamSub1=new Sample("子类 静态成员staticSamSub1初始化");
      
      static{System.out.println("子类 static 块  执行");}
      Sample sam2=new Sample("子类 sam2成员初始化");
}

执行结果：

父类 static 块 1  执行

父类 静态成员staticSam1初始化

父类 静态成员staticSam2初始化

父类 static 块 2  执行

                        --------父类静态成员初始化

子类 静态成员staticSamSub初始化

子类 静态成员staticSamSub1初始化

子类 static 块  执行

                        -------子类静态成员初始化

父类 sam1成员初始化

父类 sam2成员初始化

父类 Test默认构造函数被调用       

                        -------父类普通成员初始化和构造函数执行

子类 sam1成员初始化

子类 sam2成员初始化

子类 TestSub 默认构造函数被调用

                        -------父类普通成员初始化和构造函数执行

 

由此得出Java初始化顺序结论：

1 继承体系的所有静态成员初始化（先父类，后子类）

2 父类初始化完成（普通成员的初始化-->构造函数的调用）

3 子类初始化（普通成员-->构造函数）

Java初始化顺序如图：

六、java的访问权限

1.类的访问控制符

主要有public和缺省的访问控制符两种。

1)公共类访问控制符public：如果一个类要作为公共的工具供其它的类和程序调用，则应将其定义为public类。每个Java程序的主类都必须是public的类；

2)类的缺省访问控制符：缺省访问控制符修饰下的类，只能被其同一个包(package)中的其它类访问或引用。

上述内容可以简单概括为下表：

	public	缺省
同一个包中的其它类	√	√
不同包中的其他类	√	×

2.方法和属性的访问控制符

有公共访问控制符public，私有访问控制符private，保护访问控制符protected，私有保护访问控制符private protected。

1)public访问控制符：此种方法和属性可被任意包中的任意类调用；

2)protected访问控制符：此种方法和属性可以被同一包中所有类和不同包中该类的子类调用；

3)缺省的访问控制符：此种方法和属性可以被同一个包中的类访问；

4)private访问控制符：此种方法和属性只能被自身所在类访问。

上述内容可以简单概括为下表：

 方法和属性的可访问权限

	public	protected	缺省	private
同类	√	√	√	√
同一包中的子类	√	√	√	×
同一包中其它类	√	√	√	×
不同包中的子类	√	√	×	×
不同包中的其他类	√	×	×	×