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1、其他知识点链接
- 细节、经验;
- 静态代理、动态代理;
- 基本数据类型和引用类型赋值时的底层分析;
- Socket套接字;
- 二进制原码、反码和补码;
- 23种设计模式;
- 自定义注解;
- 泛型;
- Lambda表达式;
- 反射;
java.lang.Class
类Java_API浅析;
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 \color{green}{并不代表父类引用,只是用于调用父类成员}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。
- 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。
- 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。
- 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
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。
4、关键字
4.1 static
- 内部类的所有成员都不能声明为
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; - 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
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。
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。
5、类加载
参考笔记一,P31.5、P32.2~5;笔记三,P15.2。
5.1 什么是“类加载”?
大家先看个图:
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)
前2项在类初始化时执行,后4项在实例化时执行。
5.4 注意事项
- 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。
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,使用时的表现是一条语句。一般有两种形式:
1、assert a; 2、assert a: b;
a 是一个 boolean 表达式,b 是一个基本数据类型参数(如:int、float、String、char、boolean)或一个对象(Integer、Float、String、Character、Boolean),
语句表达的意思是:如果 a 为false
,抛出异常(这是固定的),程序终止,否则打印 b。
断言的作用是保证程序的正确性(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),比如文件操作里比较常见的,是先运行程序,然后发现文件不存在,抛出 FileNotFoundException。
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:
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 概述
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:
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 } }
11、关于数据类型转换
下述阐述需要计算不同位二进制的表示范围,引用博文《[MySQL]知识点》的第1项中的“求数据类型取值范围的计算通式”。虽然Java与Mysql属不同体系,但是数据类型的取值范围是相同的。因此,大家可以此博文作为参考。
参考笔记二,P65.1。
两个结论:
- 数据类型转换分为显式转换和隐式转换两种方式,显式转换需要强转。具体何种方式取决于转换前后类型所占字节数的大小。
int
类型采用有符号二进制存储,char
类型采用无符号二进制存储。
11.1 int → char
引用那篇博文中关于数据类型数值范围的计算通式:
int类型占4个字节,char类型占2个字节,先计算一下这两种类型的数值范围:
int
类型数值范围:-2{8*4-1} ~ 2{8*4-1} - 1 =-2.147483648E9 ~ 2.147483647E9
;(有符号二进制)char
类型取值范围:-2{8*2-1} ~ 2{8*2-1} - 1 =-32768 ~ 32767
;(有符号二进制)
注:这个取值范围是按照字节长度计算的。实际上,由于char类型对应ASCLL码,ASCLL码是正数,故不能按照有符号二进制的方式进行计算。
char类型由16位无符号二进制表示,故char类型数值范围是:0 ~ 2{8*2} - 1 =0 ~ 65535
。
字节长度:int > char
,故int类型转为char类型属显式转换。但有一个特例:
当转为char类型的整型数据是常量,且数值在char类型的数值范围之内时,可隐式转换。
说明示例:
1、将数值在char类型取值–数值范围内的int常量转为char类型。
char c1 = -1;//----------A char c2 = 65536//;-------B char c3 = 0;//-----------C char c4 = 65535;//-------D
char类型的数值范围是: 0 ~ 65535
。故A、B编译报错,而C、D转换成功。
2、将int
常量转为char
类型。
int a1 = 100; final int a2 = 100; char c5 = a1;// 编译报错 char c6 = a2;// 转换成功
尽管100
在char类型的取值范围内,但a1是变量,故编译报错;而a2以及举例1中的都是常量,故转换成功。
11.2 float与int
float类型与int类型都占4个字节,且都采用有符号二进制进行存储,但在float中,整数部分占8位,小数部分占23位。
因此,float类型的数值范围是:-2{8*1-1} ~ 2{8*1-1} - 1 = -128 ~ 127
。即-128.0 ~ 127.999999...
。
补充说明:
因为小数的二进制表示方法我暂未作研究,故此范围目前还不是很明确,仅供大家参考。
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。
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。
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。
“编译”与“解释”的运用:
高级语言按照执行方式分为静态语言 \color{blue}{静态语言}静态语言和脚本语言 \color{purple}{脚本语言}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。
18、关于@CallerSensitive
推荐一篇博文《@CallerSensitive 注解的作用》(转发)。
参考笔记三,P53.1。
那位博主已言明,本人暂无心得,便只做一点说明。
VM Options 示例。
-Xbootclasspath/a:G:\projects-local\java\workspace\target\classes
path 需是编译文件(.class
)的存放路径,故是classes
,而不是具体 class 文件。
最后
推荐一个Java学习平台 → HOW2J.CN。
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