Java编程思想（五、初始化与清理）

　  随着计算机革命的发展，“不安全”的编程方式已逐渐成为编程代价高昂的主因之一。

　  初始化和清理正是涉及安全的两个问题。C++引入了构造器的概念，在创建对象时被自动调用的特殊方法。Java也采用了构造器，并额外提供了“垃圾回收器”。对于不再使用的内存资源，垃圾回收器能自动将其释放。

　  1、用构造器确保初始化。创建对象时，如果其类具有构造器，Java就会在用户有能力操作对象之前自动调用相应的构造器，从而保证了初始化的进行。不接受任何参数的构造器叫做默认构造器，Java文档中通常使用术语无参构造器。

　  假设类Tree 有一个构造器，它接受一个整型变量来表示树的高度，那它就能这样创建一个Tree对象。

Tree t = new Tree（12）；

　  如果Tree（int）是Tree类中唯一的构造器，那么编译器将不会允许你以其他任何方式创建Tree对象。

　  构造器有助于减少错误，并使代码更易于阅读。从概念上讲，“初始化”与“创建”是彼此独立的，然而在上面的代码中，你找不到对initialize()方法的调用。在Java中，“初始化”和“创建”捆绑在一起，两者不能分离。

　  构造器是一种特殊类型的方法，因为它没有返回值，这与返回值为空明显不同。对于空返回值，尽管方法本身不会自动返回什么，但仍选择让它返回别的东西。构造器则不会返回任何东西你别无选择（new表达式确实返回了对新建对象的引用，但构造器本身并没有任何返回值）。

　   2、方法重载。当创建一个对象时，也就给此对象分配到的存储空间取了一个名字。所谓方法则是给某个动作取得名字。通过使用名字，你可以引用所有的对象和方法。区分重载方法。即每个重载的方法必须有一个独一无二的参数类型列表。

　　　 涉及基本类型的重载。基本类型能从一个“较小”的类型自动提升至一个“较大”的类型。比如传入参数为常数5，某一个重载方法接受int型参数，它就会被调用。如果传入的数据类型（实际参数类型）小于方法中声明的形式参数类型，实际数据类型就会被提升。char型略有不同，如果无法找到恰好接受char参数的方法，就会把char直接提升至int型。  方法接受较小的基本类型作为参数，如果传入的实际参数比较大，则得听过类型转换来执行窄化转换（显式进行）。否则编译器则会报错。

　　    以返回值区分重载方法是不可行的。比如有时候我们只是调用方法。比如f()；并不需要任何返回值，这种情况下，编译器无法靠返回值来分辨我所使用的的具体是那一个方法。

        3、默认构造器。如果写的类中没有构造器，则编译器会自动帮你创建一个默认的构造器。如果已经定义了一个构造器（无论是否有参数），编译器就不会自动帮你创建默认构造器。 

        4、this关键字。this关键词只能在方法内部使用，表示对“调用方法的那个对象”的引用。this的用法和其他对象引用并无不同。如果在方法内部调用同一个类的另一个方法，就不必使用this，直接调用即可。

public class User{
    void pick（）{}；
    void pit（）{pick（）；}    
}

只有当需要明确指出对当前对象的引用时，才需要使用this关键字。传递当前对象给其他方法时，this关键字也很有用。

class Person {
   public void eat(Apple apple){
        Apple peeled = apple.getPeeled();
　　　　　System.out.println("Yummy");
    }      
}    
class Peeler{
　　static Apple peel(Apple apple){
　　return apple;
　　}
}
class Apple {
　　Apple getPeeled(){
　　　　return Peeler.peel(this);
　　}
}
public class PassingThis{
　　public static void main(String[] args){
　　　　new Person().eat(new Apple());
 }
}

　　　 5、在构造器中调用构造器。有时候为了一个类写了多个构造器。有时候可能想在一个构造器中调用另一个构造器，以避免重复代码。可用this关键字做到这一点。

public class Flower{
　　Flower(int petals){}
　　Flower(String ss){}
　　Flower(String s,int petals){
　　　　this(petals);
　　　//　this(s); 尽管可以用this调用一个构造器，但却不能调用两个。此外，必须将构造器调用最起始处，否则编译器会报错
　　}
}

有时候，传入的形参的名称和类的数据成员的名称相同时，就可以使用this来解决这个歧义的问题。

以及，除了构造器以外，编译器禁止在其他地方调用构造器。

　　    6、static的含义。static就是没有this的方法。在static方法的内部不能调用非静态方法。而且可以在没有创建任何对象的前提下，仅仅通过类本身来调用static方法。static方法具有全局函数的语义。使用static方法时，由于不存在this，所以不是通过“面向对象发送消息”的方式来完成的。如果在代码中出现了大量的static方法，就该重新考虑自己的设计了。

　　　7、清理：终结处理和垃圾回收。假定你的对象（并非使用new）获得了一块“特殊”的内存区域。由于垃圾回收器只知道释放那些经由new分配的内存，所以它不知道该如何释放该对象的这块“特殊”内存。为了应对这种情况，Java允许在类中定义一个名为finalize()的方法。它的工作原理“假定”是这样的：一旦垃圾回收器准备释放好对象占用的存储空间，将先调用其finalize()方法，并且在下一次垃圾回收动作发生时，才会真正回收对象占用的内存。所以你要是打算使用finalize()，就能在垃圾回收时刻做一些重要的清理工作。

　　　　 这里存在一个编程陷阱：finalize()并不是C++中的析构函数。在C++中，对象一定会被销毁（如果程序没有缺陷）。但是Java中的对象却并非总是被垃圾回收。也就是说：在Java中，1、对象可能不被垃圾回收、2、垃圾回收不等于“析构”。只要程序没有濒临存储空间用完的那一刻，对象占用的空间就总也得不到释放。如果程序执行结束，并且垃圾回收器一直都没有释放你创建的任何对象的存储空间，则随着程序的退出，那些资源也将全部交还给操作系统。因为垃圾回收本身也有开销，要是不使用它，就不必支付这部分开销了。

　　　　 垃圾回收只与内存有关。使用垃圾回收器的唯一原因是为了回收程序不再使用的内存。本地方法可以让java调用非java代码。本地方法现在只支持C和C++。但是C和C++又可以调用其它语言写的代码。所以实际上可以调用任何代码。在非Java代码中，也许会调用C的malloc()函数系列来分配存储空间，而且除非使用free()函数，否则存储空间得不到释放，从而造成内存泄漏。所以要在finalize()中用本地方法调用它。

　　　　 Java虚拟机并未面临内存耗尽的情形，它是不会浪费时间去执行垃圾回收以恢复内存的。如果你想看一下垃圾回收时的情形，那可以使用System.gc()，用于强制进行终结动作。

　　　 8、垃圾回收器是如何工作的。一般来说，在堆上分配对象的代价是十分高昂的。然而，垃圾回收器对于提高对象的创建速度，却有明显的效果。垃圾回收器的介入，当他工作时，将一面回收空间，一面使堆中的对象紧凑排列，这样“堆指针”就可以很容易移动到更靠近传送带（某些Java虚拟机中，堆的实现很像传送带，每分配一个新对象，就往前移动一格）的开始处。

　　　　　如何判定对象已经死了呢？垃圾回收器是这样判断的：对任何“活”的对象，一定能最终追溯到其存活在堆栈或静态存储区之中的引用。这个引用链条可能会穿过数个对象层次。由此，如果从堆栈和静态存储区开始，遍历所有的引用，就能找到所有“活”的对象。对于发现的每个引用，必须追踪它所引用的对象，然后是此对象包含的所有引用。 如此反复进行，知道“根源于堆栈和静态存储区的引用”所形成的网络全部被访问为止。

　　　　　如何处理找到的存活对象，取决于不同的Java虚拟机实现。有一种名为 停止--复制。先暂停程序的运行，然后将所有存活的对象从当前堆复制到另一个堆。没有被复制的全部都是垃圾。当对象被复制到新堆时，它们是一个挨着一个的，以新堆保持紧凑排列。但有时候这个方法并不好用，首先它就必须要有两个堆，这样就浪费了不少空间。其次是在程序稳定之后，只会产生少量垃圾，但是复制还是得将所有内存从一处复制到另一处。为了避免这种情况，要是没有新垃圾产生，Java虚拟机就会转换到另一种模式，这种模式称之为 标记--清扫。它的思路同样是从堆栈和静态存储区出发，遍历所有的引用，进而找出所有存活的对象。每当它找到一个存活对象，就会给对象设一个标记。这个过程中不会回收任何对象。只有全部标记工作完成的时候，清理动作才会开始。在清理过程中，没有标记的对象将被释放，不会发生任何复制工作。所以剩下的堆空间是不连续的。垃圾回收器要是希望能到连续空间的话，就得重新整理一遍。严格来说，停止--复制 要求在释放旧对象前，必须先把所有存活对象从旧堆复制到新堆。但有些对象占用内存比较大，于是就会占用单独的块。有了块之后，垃圾回收器在回收的时候就可以往废弃的块里拷贝对象了。每个块都用相应的代数来记录它是否还存活。在清理过程中，大型对象并不会被复制（只是其代数会增加），内含小型对象的那些块则被复制并整理。

　　　　　　Java虚拟机中还有许多附加技术用以提升速度。尤其是与加载器操作有关的。被称为“即时”编译器的技术。这种技术可以把程序全部或部分翻译成本地机器码，程序运行速度因此可以提升。当需要装载某个类时，编译器会先找到其.class文件。然后将该类的字节码装入内存。此时，有两种方案可供选择，一种是就让即时编译器编译所有代码，但是这种做法有两个缺陷，这种加载动作散落在这个程序生命周期内，累加起来要花更多时间，并且会增加可执行代码的长度，这将导致页面调度，从而降低程序速度。另一种做法称为惰性评估，意思是即时编译器只在必要的时候才编译代码。这样，从不会被执行的代码也许压根就不会被“即时”编译器所编译。新版JDK中的Java HotSpot技术就采用了类似的方法，代码每次被执行的时候都会做一些优化，所以执行的次数越多，它的速度就越快。

　　　 9、成员初始化。初始化的顺序是，先静态对象，而后是“非静态对象”。

　　　　　构造器初始化。可以使用构造器进行初始化，但是自动初始化将会在构造器被调用之前发生。

　　　　　静态数据的初始化。无论创建多少个对象，静态数据都只占用一份存储区域。static关键字不能应用于局部变量，因此它只能作用于域。如果一个域是静态的基本类型域，且也没有对它进行初始化。那么它会获得基本类型的标准初值。如果它是一个对象引用，那么它的默认初始值就是null。静态初始化动作只进行一次：当首次生成这个类的一个对象时，或者首次访问属于这个类的静态成员时（即便从未生成过那个类的对象）。

　　　　　数组初始化。数组只是相同类型的、用一个标识符名称封装到一起的一个对象序列或基本类型数据序列。拥有的只是对数组的一个引用。数组的创建是在运行时刻进行的。可变参数列表。提供了一种方便的语法来创建对象并调用方法。由于所以的类都直接或间接继承于Object类，所以可以创建以Object数组为参数的方法。

　　　　　枚举类型。当创建枚举时，编译器会自动添加一些有用的特性，比如toString()方法，显示某个enum实例的名字。ordinal()方法，用来表示某个特定enum常量的声明顺序。static values()，用来按照enum常量的声明顺序，产生由这些常量值构成的数组。