《瘋狂java-突破程序員基本功的16課》筆記總結

時間 2019-11-12

標籤瘋狂 java 突破程序員基本功筆記總結欄目 Java 简体版

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　　本人最近讀完《瘋狂java-突破程序員基本功的16課》讀完後，感受對java基礎又有了新的認識，在這裏總結一下：
1、數組與內存控制

1.1 數組初始化

java語言的數組是靜態的，即數組初始化以後，長度不能夠變（ 區別，JavaScript數組可變，是動態的）。

初始化分兩種：靜態初始化，初始化時由程序員指定每一個數組元素的初始值，系統決定長度。

動態初始化，初始化時由程序員指定數組的長度，由系統指定默認值（int爲0、boolean爲false）。

初始化=長度+初始值；注意不能同時指定長度又指定初始值。

數組是一種引用類型的變量(同C語言的指針)：數組變量和數組對象組成，即數組變量指向數組對象。java引用類型變量包括數組和對象。

1.2 使用數組

多維數組就是一位數組。

1.3 小結

2、對象與內存控制

java內存管理分爲兩部分：內存分配和內存回收。

雖然JVM內置了垃圾回收機制回收失去引用的java對象所佔的內存；但仍存在內存泄露問題。

2.1 實例變量和類變量

java變量分爲：成員變量和局部變量；

局部變量分爲：形參、方法內的局部變量和代碼塊內的局部變量；(在方法的棧內存中，做用時間短)

成員變量分爲：實例變量(非靜態變量)和類變量(靜態變量)。

（若使用static修飾，成員成爲類自己，不然屬於類的實例；因此static只能修飾類裏的成員，不能修飾外部類、局部變量、局部內部類）

定義成員變量時，必須採用向前引用。

對實例變量初始化： 1定義實例時指定初始值；

2非靜態初始化塊中對實例變量指定初始值；

3構造器中對實例變量指定初始值。

其中，1,2優先3執行，1和2根據代碼中的先後順序優先執行。

類變量的初始化時機： 1 定義類變量時指定初始值；

2 靜態初始化塊中對類變量指定初始值。

其中，1,2執行順序與排列順序相同。（程序對類變量只初始化一次）

初始化實際過程是：1 系統爲成員變量分配內存空間（默認值一、null、false）；

2 按順序對成員變量進行初始化。

（若分配內存的時候就在構造器裏調用成員變量的初始值，值是默認值0，形成結果錯誤，由於還將來得及初始化變量）

2.2 父類構造器

1)隱式和顯式調用（隱式調用無參數的構造器）

super調用用於顯式調用父類的構造器；

this用於顯式調用本類中另外一個重載的構造器；

super和this均只能在構造器中使用，而且都必須做爲第一行代碼，只能使用其中之一而且最多調用一次。

2)訪問子類對象的實例變量

問題：java對象由構造器建立的嗎？

答案：錯誤，構造器只負責對java對象實例變量執行初始化，在構造器以前就已經被分配內存，且初始值爲0、null、false。

3)調用被子類重寫的方法

致使子類的重寫方法在子類構造器以前執行，從而訪問不到子類的事例變量的正確初始值。

2.3 父子實例的內存控制

1）繼承成員變量和繼承方法的區別

子類的對象中保存了全部父類的實例變量(包括同名實例變量，父類的實例變量被隱藏了)；

保存了全部父類的方法(不包括複寫的父類同名的方法)。

當變量編譯時類型和運行時類型不一樣時，經過該變量訪問它引用的對象的實例變量時，該實例變量的值由聲明該變量的類型決定；

訪問它引用的對象的事例方法時，該方法由它實際所引用的對象決定。

（eg. animal a = new dog(); 假設animal和dog都含有同名的實例變量name和同名方法getname()，

編譯時類型aniaml，訪問a.name是animal的實例變量name；運行時類型是dog，調用a.getname();是dog的方法setname）

2.4 final修飾符

final修飾的變量賦初始值以後不能從新賦值；

final修飾的方法不能被重寫；

final修飾的類不能派生子類(所以一個類不能既被聲明爲 abstract的，又被聲明爲final的);

1)final修飾的變量

final修飾的實例變量的初始化位置：

1.定義實例變量時；

2.非靜態初始化塊中；

3.在構造器中（javap編譯後發現，本質上均是在構造器中賦值）

final修飾的類變量的初始化位置：

1.定義類變量時；

2.靜態初始化塊中。（編譯後發現，本質是均在靜態初始化塊中被賦值）

注：變量由final修飾而且定義時賦值，至關於宏替換，編譯時直接把變量替換成初始值。

2）執行宏替換的變量

eg.（final String str1="瘋狂";

final String str1="java";

str1 + str2 == "瘋狂java"爲true,執行了宏替換，str1指向了字符串池緩存中的串「瘋狂」)

final修飾變量只有在定義時初始化值，才被執行宏替換；在初始化塊和構造器中均不執行宏替換。

3）final方法不能被重寫

4）內部類中的局部變量

爲何內部類(匿名內部類)訪問的局部變量必須使用final修飾？

答：對於普通局部變量，它的做用域在方法內，方法執行結束，局部變量隨之消失；

但內部類則可能產生隱式的閉包，閉包將脫離它所在的方法繼續存在(new thread();),因此內部類擴大了局部變量的做用域，

若能夠隨意修改局部變量值，可能引發極大的混亂。

eg final String str=」java講義「;

new thread(){

public void run(){

println( str+1);

}

2.5小結

避免在父類構造器中訪問子類實例變量、調用子類實例方法。

3、常見java集合的實現細節

3.1 set和map

set的底層是由map實現的。

1）set和map的關係

map集合的key無序不重複就是set；

map集合其實是key和value的關聯數組，把map集合的key和value捆綁在一塊兒就是set集合。

2）hashmap和hashset

集合存儲java對象時，只是保存了java的引用變量。

eg對於hashmap，當執行map.put("語文",80);時，系統調用"語文"的hashcode()方法獲得hashcode值(每一個java對象都有hashcode方法)，

系統根據hashcode值決定元素的存儲位置，系統會自動構建一個table數組保存hashmap的entry。(JDK安裝目錄下的src.zip中查看源文件)

hashmap之因此能快速存取、取它所包含的entry，徹底相似於生活中：不一樣東西放在不一樣位置，須要時才能快速找到它。

hashset是基於hashmap實現的，二者本質是相同的。hashset的集合元素由hashmap的key保存，vlue保存一個靜態的object類PRESENT.

當對象存儲在hashmap的key或hashset中時，必定要重寫hashcode()和equals(),只有比較的兩個對象的hashcode同樣纔會比較equls()。

3）treemap和treeset

treeset的底層使用的存儲器就是treemap，treemap採用紅黑樹的排序二叉樹保存map中每一個entry（節點）。

hashmap和hashset集合，像「媽媽放東西」，每一個物品放在不一樣的地點。優勢：查找快

treemap和treeset集合，像「體育課排隊」，按大小個依次排成一隊，每一個人按身高大小插入。優勢：有序

3.2 map和list

1)map的value()方法

2）map和list的關係

list至關於全部key都是int類型的map；map至關於索引是任意類型的list。

3.3 arraylist和linkedlist

list由vector、arraylist和linkedlist構成

1）vector和arraylist的區別

vector是一個古老的版本，惟一的優勢是線程安全的，arrarylist能夠取代vector了。

2）arraylist和linkedlist的實現差別

list是線性表的數據結構，arraylist是順序存儲的線性表(採用數組存儲)、linkedlist是鏈表存儲的線性表(採用Deque雙端隊列實現，由隊列和棧全部特徵)。

arraylist的整體性能比linkedlist好一些，尤爲是查找某個元素的操做；可是插入和刪除操做linkedlist比arratlist性能好，由於基於數組存儲插入刪除須要移動後面多有的元素。

3.4 iterator迭代器

iterator是一個迭代器接口，java要求各類集合提供一個iterator()方法，用於遍歷該集合中的元素。

迭代器模式：java的iterator和enumeration兩個接口都是迭代器模式的表明。目的是爲了遍歷多種數據列表、集合、容器，這些數據列表、集合、容器面向相同的接口編程。

4、java的內存回收

4.1 java引用的種類

1)對象在內存中的狀態

JVM是垃圾回收機制是否回收一個對象的標準在於：是否還有引用變量引用該對象，若沒有引用垃圾回收機制就回收它。

對象在堆內存中的狀態分爲：可達狀態、可恢復狀態(系統調用finalize方法進行清理資源，若恢復引用則可達狀態，不然不可達狀態)、和不可達狀態。

（區別final、finally(異常模塊中清理操做)和finalize(清理資源)）

2)強引用

前面提到的引用均是強引用，內存永遠也不會被回收，即便異常內存泄漏。

3)軟引用（SoftReference）

若內存不足，則被內存回收機制回收，賦值爲null。

4)弱引用(WeakReference)

比軟引用生存期更短，當系統回收機制運行時，無論內存是否足夠，老是被回收釋放。

若大量的對象須要使用若引用，可使用WeakHashMap來保存它們。（因此不多使用WeakReference，由於老是大量對象纔會內存泄漏）

5)虛引用(PhantomReference)

虛引用不能夠單獨使用，由於它不能獲取引用對象，必須結合ReferenceQueue類(用來保存回收後的對象)，執行內存回收機制後，虛引用就會保存到引用隊列中。

4.2 java的內存泄露

JVM的垃圾回收機制會自動回收不可達狀態對象的內存空間，由於垃圾回收機制實時的監控每一個對象的運行狀態

（而JVM不會釋放處於可達狀態的無用對象的內存致使內存泄漏，因此刪除對象後，須要把引用賦值空，讓JVM自動回收它們）；

可是C++只能釋放指針引用的內存空間，沒法控制不可達狀態對象，從而更容易發生內存泄漏問題。

4.3 垃圾回收機制

綜述：回收不可達狀態的對象，清理內存分配、碎片。

設計：串行回收和並行回收、併發執行和應用程序中止、壓縮和不壓縮（標記清除）和複製（標記壓縮）。

對內存的分代回收：Young代、Old代、Permanent代。

Young代：採用複製算法，可達狀態的對象數量少複製成本不大。由一個Eden區和兩個Survivor區構成。

Old代：採用標記壓縮算法，避免複製大量對象，不會產生內存碎片，由於old代的對象不會很快死掉。Old代空間比Young代大。

Permanent代：用於裝載Class和方法等信息，回收機制不會回收該代中的內容。

4.4 內存管理的小技巧

1儘可能使用直接變量

eg. String str = "hello";(而不是String str = new String("hello");)

2使用StringBuilder和StringBuffer進行字符串鏈接

由於多個字符串鏈接運算，會產生臨時字符串。

3儘早釋放無用對象的引用

Object obj = new Object();

... ...

obj = null;//若後面存在耗時、耗內存操做，obj可能被回收

4儘可能少用靜態變量

類和類的靜態方法存在permanent永久代裏，一旦建立常駐內存。

5避免在常常調用的方法、循環中建立java對象

這種不斷建立、回收內存的操做，對系統性能影響很大。

6緩存常用對對對象

緩存器設計的關鍵是保留大部分已用過的對象。

7儘可能不要使用finalize方法

垃圾回收機制準備回收該對象以前，會調用該類的finalize方法執行資源整理。

8考慮使用SoftReference軟引用

當建立長度很大的數組時，使用SoftReference軟引用，內存不足時，內存回收機制會回收軟引用的對象內存；

可是使用該引用時要注意，軟引用的不肯定性，應顯示判斷對象是否爲null；若空則從新建立。

5、表達式中的陷阱

5.1 關於字符串的陷阱

String str="java";字符串池中的字符串對象不會被垃圾回收，再次使用時，無需建立新的字符串。

str1="hello java" == str2="hello"+"java"; true由於編譯時就能夠肯定該表達式的值；但表達式含方法調用或變量時，編譯時就不能夠肯定，false

問題：str=「hello"+"java"+"rock"建立了幾個字符串對象？答：一個，「hellojavarock」，由於編譯時就肯定了該表達式。

String 類是不可變字符串類(str="java";str="hello java";實際上引用變量str一直沒變，但引用對象有兩個，str指向了"hellojava"，這樣會形成內存內存泄漏，由於"java"對象失去了引用而沒有回收)；

StringBuilder和StringBuffer是可變字符串類(StringBuilder和StringBuffer惟一區別是StringBuffer是線程安全的，大多方法增長了synchronized修飾，但會下降執行效率，因此建議StringBuilder)。

String 類的比較方法：==比較地址；重寫equals比較內容；compareTo比較大小(實現了Compareble接口)，"ax">"abcd" 因此s1.compareTo(s2)>0。

5.2 表達式類的缺陷

強引用類型：變量先聲明後使用、只能賦該類型的值。

表達式類型自動提高：byte->short->int->long->float->double

複合賦值運算符(+=、-=、*=)：short a=a+5 不等價 a+=5;由於a+=5 等價a=(int)a+5,包含隱含類型轉換， a+5將表達式轉爲int類型，在把int型賦值short型出現異常，而a+=5隱式將表達式轉爲short，再賦值就正確。但要注意超出範圍的高位"截斷"。

5.3 輸入法致使的陷阱

編譯時提示"非法字符"是java代碼中出現了全角字符(尤爲注意全角空格)。

5.4 註釋字符必須合法

5.5 轉義字符的陷阱

5.6 泛型可能引發的錯誤

1)當原始類型的變量賦值給一個帶泛型信息的變量時，老是能夠經過編譯，但編譯會把集合元素當成泛型類型處理，當發生類型衝突時會報錯。

eg List list=new Arraylist();list.add("java");//原始類型就是List<String>

2)具備泛型信息的對象付給一個沒有泛型信息的變量時，多有<>內的類型信息都被拋棄，包括該對象方法中<>內的泛型信息。

3）泛型數組：java不支持泛型數組。即： List<String>[] lsa=new List<String>[10];

5.7 正則表達式的陷阱

String類支持正則表達式的方法：spilt()、replaceAll()、replaceFirst()和matches；

使用支持正則表達式的方法，須要注意轉義字符：str.split(//.);而不能str.split(.)；

5.8 多線程的陷阱

同步非靜態方法的同步監視器是this；靜態的同步方法監視器是類自己。

注意靜態初始化塊啓用新線程初始化時，和類自己初始化形成死鎖現象，由於主線程和子線程相互等待初始化結束。因此子線程不能初始化變量。

多線程環境存在危險，須要把訪問共同資源的方法使用synchronized同步修飾。(eg pbulic synchronized double getbalance/graw(){})

6、流程控制的陷阱

6.1switch語句陷阱

switch的表達式類型不能是String、long、double、float等基本類型，能夠是int、char和enum枚舉

6.2標籤引發的陷阱

6.3if語句的陷阱

當心空語句： if(a>3);遇到第一個分號就結束執行體。

6.4循環體的花括號

單獨一條局部變量定義語句不能放在循環體裏，如 for(int i=0;i<9;i++) Cat =new Cat();

必須放在循環體裏定義局部變量：如 for(int i=0;i<9;i++) { Cat =new Cat(); }

6.5for語句的陷阱

5.6foreach循環的循環計數器

7、面向對象的陷阱

7.1 instanceof運算符的陷阱

Object obj = "hello";

String str = (String)obj;//編譯和運行時不會報錯

Int a = (Integer)obj;//編譯時不會報錯，但運行時報錯。之內Int 是Object的子類，但String 類型不能強轉Integer

Math m = (Math)str;//編譯會報錯,由於Math 既不是Object的父類也不是它的子類

7.2構造器的陷阱

構造器並不建立對象，只是進行初始化操做；

clone方法和反序列化機制複製對象不須要調用構造器；實現clone方法須要兩個要求：1)類實現了cloneable藉口；2)類提供clone方法；

eg Dog a=new Dog("xian"); Dog b=a.clone(); a.equals(b); true a==b; false

7.3持有當前類的事例

7.4到底調用哪一個重載方法

7.5方法重寫的陷阱

子類沒法重寫父類的private方法（也就是說子類容許存在和父類同名的方法，可是兩個方法）

若不使用控制符(public private protected)修飾類或方法，則該類或方法是包訪問控制權限(只能同一個包下的類能夠訪問)。

7.6非靜態內部類的陷阱

非靜態內部類限制多；

靜態內部類建議使用，外部類至關於一個包，易於使用

7.7static關鍵字

Animal a=new Animal(); Animal a2=new Dog(); a.info(); a2.info();注： info方法都是靜態的

結果輸出的都是Animal 的info方法，由於靜態方法是屬於類的，聲明類都是Animal。

限制：靜態內部類不能訪問外部類的非靜態成員；

7.8naive方法的陷阱

8、異常捕捉的陷阱

1）粉紅色的是受檢查的異常(checked exceptions)：必須在編譯時必須用try、catch捕捉，不然編譯器會報異常；但若try塊中沒有拋出checked類型的異常，則編譯會報錯。

2）綠色的異常是運行時異常(runtime exceptions) ：運行時出現的異常，須要程序員本身決定是否捕捉，如空指針、除0等；若try塊中沒有拋出runtime類型的異常，編譯卻不會報錯。

3）錯誤(error)：嚴重的錯誤，不須要捕捉。

注：處理checked異常的兩種方法：1catch中修復該異常；2拋出該異常。

8.1正確關閉資源的方式

1）使用finally塊來關閉物理資源，保證關閉操做老是被執行的；

2）關閉每一個資源前先保證引用該資源的引用變量不爲null；

3）每一個資源使用單獨的try..catch塊關閉資源，保證關閉資源時引起的異常不會影響其它資源的關閉。