JAVA基础

JVM/JDK/JRE介绍

• JVM：java虚拟机，一种规范，存在多种实现
• JDK：java开发工具包
• JRE：java运行环境

编译语言和解释语言

• 编译语言：一次性翻译为机器码
• 解释语言：逐行解释为机器码
• java: 编译与解释共存的语言
  • 字节码：java语言编译为字节码，VM解释字节码为机器码
  • VM:虚拟机 java常用虚拟机HotSpot
    • JIT：即时编译热点技术
      • 逃逸分析优化手段：1.同步省略或锁消除 2.堆分配转栈分配 3.分离对象或标量替换
    • AOT: 提前编译

重载和重写

• 重载：编译期间，同一个类中同方法名根据不同传参执行不同的逻辑处理
• 重写：运行期间，子类对父类的允许访问的方法实现过程进行重新实现

基本数据类型

• 类型及大小
  • byte1字节、short2字节、int4字节、long8字节、char2字节、float4自己、double8字节、boolean1字节
• 包装类
  • 默认值 null
  • 缓存
    • 整数型[-128,127]
    • 字符型[0,127]
    • 布尔型true|false
  • 拆装箱
    • 装箱：xxx.valueOf(基本数据)
    • 拆箱：包装数据.xxxValue()
• BigDecimal类
  • java浮点数计算错误举例：float a=2.0f-1.9f; float b = 1.8f-1.7f; a==b? 答案：false
  • 使用：new BigDecimal(“0.1”)
  • BigDecimal不能使用equals比较，精度错误。
  • 内部组成：由BigInteger统计整数和Int统计小数组成
    • BigInteger: 底层由int[]实现，解决整数位数最大受限的问题

三大基本特征

• 基本特征：封装、继承、多态

• 抽象类和接口区别

  • 相同：1.不同实例化 2.可有抽象方法 3.可有默认实现方法
  • 不同：1.接口强调规范 抽象类强调代码复用 2.接口多实现 抽象类单继承 3.接口成员静态常量 抽象类成员可被重新赋值

拷贝

• 引用拷贝

  • 多个引用指向同一个对象

• 浅拷贝

  • 各个引用指向各自的对象，但这些对象的成员属性都指向了同一个对象。 只有最外层对象不同

• 深拷贝

  • 各个引用指向各自的对象，这些对象的成员属性也是指向不同的对象。 百分百拷贝，所有对象不共用。

hashCode和equals

• 相同：都是用来判断对象是否相等
• 不同：hashCode做第一次比较，速度快但不精确 ;equals做第二次比较，速度慢但精确
• 重写规范：两个一般要同时重写，且符合hashCode不等equals必定不等 equals相等则hashCode必定相等的原则

String类

• 不可变对象：1.final修饰无法继承 2.private私有 未提供修改字符串的方法
• 底层char[]数组，JDK9变更为byte[]
• StringBuffer、StringBuilder：解决字符拼接产生大量对象的问题。
  • 底层优化：string + string，自动优化为使用StringBuilder
  • 注意事项：当使用for循环拼接字符串时，虽然使用了StringBuilder，但是不会复用，每次循环生成一个新的StringBuilder，建议手动实现
• 字符串常量池：JVM为了提升性能和减少内存消耗针对字符串专门开辟的一块区域
• 编译器优化：常量折叠-编译期间针对确定的常量字符串进行计算合并处理。

异常

• 分类：Error Exception
  • error：程序错误，无法解决的问题。如内存溢出
  • exception: 异常，可通过编码手段处理。如空指针异常
    • 受检异常：需要手动显式的进行捕获或抛出异常。即默认必须处理
    • 非受检异常：无需进行捕获，默认抛出改异常。即默认可不处理
• try-catch-finally
  • finally块中不推荐使用return语句，会覆盖之前值
  • finally不执行的情况，1.线程结束 2.cpu关闭 3.虚拟机终止等
• try-with-resources：强烈推荐针对流处理的写法，更好的可读性和易用性

泛型

• 主要作用是增强代码的可读性和稳定性，便于编译器对类型检测
• 实际使用场景：通用返回VO,Excel<T>、List<T>等

反射

• 反射：框架的灵魂，赋予运行时分析类的能力
• 特点
  • 优：1.开箱即用的效果 2.灵活多变的处理方式
  • 劣：1.安全问题 2.略微降低的性能
• 实际使用场景：动态代理、注解等
• 四种获取方式
  • Class clazz = 类.class;
    • 要求：需要有具体的类
    • 特点：得到的类未执行初始化操作（静态等不会执行）
  • Class clazz = 对象.getClass();
    • 要求：有具体的对象实例
  • Class clazz = Class.forName(“xx.xx”);
    • 要求：知道具体的类全路径 需要捕获受检异常
  • Class clazz = ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass(“xx.xx”)
    • 要求：知道具体的类全路径 需要捕获受检异常
    • 特点：得到的类未执行初始化操作（静态等不会执行）
• 常用函数
  • 获取对象实例clazz.newInstance();
  • 获取方法：clazz.getDeclaredMethods() | clazz.getDeclaredMethod(“名字”,类型)
  • 执行获取的方法：method.invoke()
  • 获取变量：clazz.getDeclaredFields() |clazz.getDeclaredField(“名字”)
  • 允许变更私有属性：field.setAccessible(true)

注解

• 编译期间直接扫描
  • 场景：@Override @Deprecated
• 运行期反射处理
  • 场景：@Value spring系列

序列化

• 序列化主要目的
  • 通过网络传输对象或将对象存储到文件系统，数据库，内存中
• 场景
  • rpc网络传输、对象存储到文件、对象存储到redis、对象存储到redis
• TCP/IP四层模型
  • 应用层、传输层、网络层、接口层
  • 序列化操作对应层级：应用层
• OSI七层模型
  • 应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层
  • 序列化对应层级：表示层
• 常见序列化
  • JDK自带序列化
    • 使用：实现Serializable接口
    • 特点：使用简单但性能、安全、跨语言能力不足
    • SeriaVersionUID的作用：是否兼容旧数据，比较版本号
      • 疑问：SerialVersionUID是属于类的，静态修饰，改变了它以后反序列化就不兼容了，那么反序列化的时候如何获取到以前的SerialVersionUID,理论上该值不会被序列化。查看源代码是进行了获取，但是未知从哪里获取。
        • 解答：之前烦的错误是以为一定要将SerialVersionUID序列化，实际上这个值跟普通的序列化不一样，他不是作为一种成员变量而存在，而是一种版本标识。根据结构显示，SeriaVersionUID是单独存放，保存在STREAM_VERSION结构中。
  • 其他序列化：JSON、XML、Kyro、Protobuf、Hessian

I/O流

• I/O流程：数据输入到计算机内存的过程即输入，反之输出到外部存储的过程即输出

• 最上层父类：

  • InputStream/OutputStream 字节流
    • 处理音频、二进制较多
  • Reader/Writer 字符流
    • 处理文字较多

• 缓存流：

  • 本质是通过内部维护一个字节数组，通过减少IO次数增加效率，默认是8092字节。所以等价于read(byte,0,len)函数，不过写法更简洁
  • 常见缓存流：BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader、BufferedWriter

• 特殊流

  • PrintStream字节打印流
    • 常用：System.out.print()
  • RandomAccessFile随机访问流
    • 特点：可移动指针进行任意读取
    • 常用场景：文件断点续传
    • 模式：
      • r只读模式
      • rw读写模式
      • rwd读写模式+内容更新
      • rws读写模式+内容更新+元数据(属性)更新
    • 常用函数：
      • read()：读取当前指针下的字节，读取后指针移动到下一个字节
      • seek(n)：指针偏移至文件开头的第n个位置
      • getFilePointer()：获取当前指针位置
      • write()：写，如果当前指针位置处已有值，则进行覆盖

• I/O设计的设计模式

  • 装饰器模式：拓展原有类的功能，需要实现相同的接口
    • 主要实现：缓存流BufferedxxxStream。增加原有功能
    • 特点： 装饰器模式可实现多层嵌套，多层增强。重点为增强原先的功能
  • 适配器模式：适配不同类之间的协同工作
    • 主要实现：转换流InputStreamReader。字节流转字符流
    • 特点：适配器模式主要体现在协同原本无法一起协作的功能的转换。重点体现在适配功能之间的协同工作
  • 工厂模式：用于统一生成对象，同时对生成的对象做处理
    • 主要实现：Files.newInputStream(“path”)
    • 特点：统一生成对象，便于整体对象的管控。重点体现在对生成对象的统一处理
  • 观察者模式：用于观察，监听某个对象的行为，并作出反应
    • 主要实现：WatchService
    • 特点：监听对象行为，便于行为的变更作出反应。重点体现在行为的变更需要作出及时的反应

• IO模式

  • IO模式：同步阻塞IO、同步非阻塞IO、IO多路复用、信访驱动IO、异步IO

  • Java中存在的IO模式：

    • BIO-同步阻塞IO：传输阻塞，从通知到传输完成阻塞
    • NIO-IO多路复用：监听器监听多个通道，通过轮询查询是否准备好数据，只有传输过程是堵塞状态
    • AIO-异步IO：通知回调，发送准备请求，准备好后，直接回调传输数据。非阻塞