JAVA程序设计<5>

1.Java程序设计基本概念

1.1 JVM

ClassLoader（类加载器）：每一个java文件都对应一个java类，根据程序需要逐渐载入内存。（一般ExtClassLoader加载java的扩展API即/lib/ext中的类，APPClassLoader用来加载用户机器上的CLASSPATH设置的目录中的class）。

ClassLoader加载流程：当程序运行时，JVM启动，运行 bootstrap classloader(启动类加载器)，该ClassLoader加载Java核心API（Extclassloader和AppClassLoader也在此时被加载），调用Extclassloader加载扩展API，最后Appclassloader加载CLASSPATH目录下定义的class。----一个程序最基本加载流程

JVM内部，统一使用编码是Unicode表示，编码转换只能发生在边界地方，JVM和OS的交界处，也就各种输入输出（或者Reader，Writer类）起作用的地方。（所以面向字节和面向字符有差别）

1.2 i++

i++是程序完毕后自增，++i是程序开始前自增

i=0;i=i++ + ++i=0+2=2

1.3 类型转换

布尔型 数值型 字符型

低级转高级自动转化（如果是char类型转高级类型，自动转对应ASCII码）

强制类型转化：（类型）变量名

包装类过度类型转化

字符串与其他类型转化（toString()转字符串）

1.4 程序结构

assert（表达式） 断言

1.5 运算符

&   &&（和前面一个&区别是只要前面false后面无需判断）

1.6 异常

java程序运行时出现的非正常现象，这种情况称之为运行错误。  Error（由java虚拟机生成并抛出5）和Exception

final（变量值不变或者对象引用不变）、finall、finalize(最多运行一次)

1.7 反射----是指程序可以访问、检测和修改它本身的状态或行为的一种能力。

反射允许在编写与执行时，使程序代码能够接入装载到JVM中的类的内部信息，而不是源代码中选中的的类协作代码。需要注意的是如果使用不当，反射的成本会很高。

java中的类反射Relectiion是java程序语言开发的特点之一，它允许运行中的java程序对自身进行检查，并能直接操作程序的内部属性。

 

2 Java内存管理

2.1垃圾收集

显示的分配内存和释放内存常常引起“内存泄漏”，因此，java在创建对象时会自动分配内存，并在该对象引用不存在自动释放内存。

垃圾收集器技术监视java程序运行。java使用一系列软指针来跟踪对象的各个引用，并用一个对象表将这些软指针映射为对象的引用。使用软指针，Ｊａｖａ的垃圾收集器能够以单独的线程在后台运行，并依次检查每个对象。（标记对象、移除对象、移动对象或检查对象）

java语言中，判断一块内存空间是否符合垃圾收集器手机标准只有两个条件：（１）给对象赋予了null空值以后再也没有调用过；（２）给对象赋了新值，即重新分配了内存空间。

（提醒：一块内存空间符合垃圾收集器的收集标准，并不意味着这块内存空间就一定被垃圾回收器回收。）

垃圾回收注意几点：

１）不要试图假定垃圾回收时间，未知的。

２）Ｊａｖａ中提供一些和垃圾回收打交道的方法，而且还提供强制执行垃圾回收的方法－－调用System.gc()，但是该芳芳同样是不确定的方法。（并不能保证调用就一定能启动来及回收，只是向ＪＶＭ发出请求，一切未知）

３）挑选合适的垃圾收集器。（一般使用ＪＶＭ默认选项，但，，）

４）内存泄漏问题（内存对象明明已经不需要的时候，还仍然保留着这块内存和它的访问方式（引用），对象都是有生命周期的，有的长，有的短，如果长生命周期的对象持有短生命周期的引用，就很可能会出现内存泄露）。良好的编程习惯和严谨的变成态度。

在Java程序中，我们通常使用new为对象分配内存，而这些内存空间都在堆（Heap）上。

此处借用别人的例子：

    public class Simple {
        Object object;
        public void method1(){
            object = new Object();
            //...其他代码
        }
    }

ｍethod1方法调用结束后object对象没有被释放，一直到Simple结束才被释放。

解决方案：

    public class Simple {
        Object object;
        public void method1(){
            object = new Object();
            //...其他代码
            object=null    //增加一步
        }
    }

 ５）尽早释放无用对象的引用。对于频繁申请内存和释放内存的操作，最好使用finalize强制执行或者自己写finalize方法，System.gc()方法不一定适用。在jvm垃圾收集器收集一个对象之前，一般要求程序员调用适当的方法释放资源，但在没有明确释放资源的情况下，java提供了默认机制终止化该对象来释放资源，即finalize()方法。

2.2　内存管理

java的内存管理就是对象的分配和释放问题。java中，程序员通过关键字new为每个对象申请内存（基本类型除外），所有对象都在堆中分配空间。对象释放由gc决定和执行。gc监控每一个对象的运行状态（申请、引用、被引用、赋值等）

内存泄露两个特点：１）对象可达，即存在通路与其相连２）对象是无用的。（内存泄露原因：１.全局集合。２．缓存３．ClassLoader）

2.3　clone

 

３．传递与引用

３．１传值和传引用

在java中，变量分为两类。(java传值传引用的讨论)

１）对于基本数据类型（int float long double boolean char byte),传值的副本。

２）对于一切对象型变量，java都是传引用的副本。传引用副本的实质就是复制指向地址的指针。（这点与C++不同，在c++中当参数是引用类型时，传递的是真实的引用而不是副本）

　　　String类型也是对象类型，所以它必然是传引用副本。它是非可变类，使用传值或者传引用　显得　没有区别。

对于基本类型而言，传值就是把自己复制一份传递，即使自己的副本变了自己也不会变。

对于对象类型，它传的是副本引用，指向自己的地址而不是实际值的副本。因为对象类型放在堆里，一方面速度相对于基本类型较慢，另一方面对象类型本身比较大，如果选择重新复制值浪费内存且速度慢。（有趣比喻：复制钥匙而不是复制仓库）　－－－说明，一些书籍如thinking in java提到“不管是基本类型还是对象类型，都是传值”他们是把引用副本也当做一种值。

 引用传递例子1：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer str= new StringBuffer("Hello");
        test(str);
        System.out.println(str);
    }
    public static void test(StringBuffer s){
        s=s.append(",World!");
    }
}

输出：Hello,World!

又一个例子2：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        String str= "Hello";
        test(str);
        System.out.println(str);
    }
    public static void test(String s){
        s="World!";  //系统自动生成一个新的String对象设为“World”，然后把这个对象的引用赋给str.
    }
}
输出：Hello

Stringl类是final类型的，因此不可以修改和继承这个类，当例子2中函数结束，s作用消失。

例子1中StringBuffer是产生一块内存空间，相关的增删改操作都在其中，仍然是在同一段内存地址上进行。

String StringBuffer Stringbuilder

1）可变、不可变

　　String类中使用字符数组保存字符串，因为有“final”修饰符，所以可以知道string对象是不可变的。StringBuffer和Stringbuilder是可变的）

　　　　 ----String  -----private final char value[];

　　　　-----StringBuffer和Stringbuilder  -----char[] value;

2）是否线程安全

　　String中的对象是不可变的，也就可以理解为常量，显然线程安全。

　　AbstractStringBuilder是StringBuilder与StringBuffer的公共父类，定义了一些字符串的基本操作，如expandCapacity、append、insert、indexOf等公共方法。

　　StringBuffer对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁，所以是线程安全的。

　　StringBuilder并没有对方法进行加同步锁，所以是非线程安全的。

　　如果程序不是多线程的，那么使用StringBuilder效率高于StringBuffer。

 同理，数组传值的本质也是传地址值的副本。

 

3.2. 静态变量与私有变量

定义在类里的变量会默认一个初始值。布尔类型默认初始值是false

main函数不能访问一个非静态变量或方法

 

3.3.输入/输出流

大文件读取：new BufferedReader(new InputStreamReader（new FileInputStream("filename")）)

写入文件：FileOutputStream =new FileOutStream("filename") ;out.write("string to write".getBytes());out.close();

java IO操作有面向字节Byte和面向字符Character两种方式.

面向字节的操作以8位二进制为单位对数据操作，不需要对数据转化，这些操作的类都是InputStream和ouputStream的子类。

面向字符的操作以字符为单位读取时需要将二进制转化为字符，写的时候需要将字符转化为二进制，这些类都是Reader和Writer的子类。

 

3.4 序列化

3.5 HashMap和HashTable区别

Hashtable和HashMap有几个主要的不同：线程安全以及速度。

1）Hashtable是synchronized，HashMap是非synchronized.所以HashTable是线程安全的，HashMap是线程不安全的。因此如果是单线程，HashMap效率比HashTable高。

2）HashMap支持null(HashMap可以接受为null的键值(key)和值(value)，而Hashtable则不行)。

3）HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以当有其它线程改变了HashMap的结构（增加或者移除元素），将会抛出ConcurrentModificationException，但迭代器本身的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并不是一个一定发生的行为，要看JVM。这条同样也是Enumeration和Iterator的区别。