Java編程思想:第5章 初始化與清理

隨着計算機革命的發展，「不安全」的編程方式已經逐漸成爲編程代價高昂的主因之一。

初始化和清理，正是涉及安全的倆個問題。

5.1 用構造器確保初始化

構造器名與類名相同，沒有返回值

5.2 方法重載

構造器的重載與方法重載

5.2.1 區分重載的方法

參數列表的不一樣(不一樣順序也是重載，但不建議這麼作)

5.2.2 涉及基本類型的重載

　 void print(char c){System.out.println("The character is "+c); }
    void print(byte b){System.out.println("The byte is "+b);}
    void print(short s){System.out.println("The short is "+s);}
    void print(int i){System.out.println("The int is "+i);}
    void print(long l){System.out.println("The long is "+l);}
    void print(float f){System.out.println("The float is "+f);}
    void print(double d){System.out.println("The double is "+d); }

1）若是直接傳入數值，如 print(5)則5會被當作 int x = 5; print(x)去尋找最合適的print(int)

2）常量以外的類型會去尋找最合適的類型，沒有同類型，可是有更大類型時會類型提高

3）char是一個特例，若是沒有print(char)則char當作int，執行print(int)

4）須要用cast才能放入小類型的方法裏

5.2.3 用返回值區分重載方法

void f(){}

int f(){return 1;}

這樣是不能夠的，由於不少時候咱們不須要返回值，只是調用而已，那麼咱們會寫：

f();這樣是沒法區分它是哪一個方法的

5.3 默認構造器

若是類裏沒有構造器，編譯器會幫你弄一個。

有了就不會幫你造一個了。

5.4 this關鍵字

能夠用於指代調用對象方法時的「當前對象」，能夠解決參數和域重名問題。

5.4.1 構造器中調用構造器

this(參數);

必須放於第一行，且最多隻能調用一個。

5.4.2 static的含義

static方法就是沒有this的方法，它屬於類，不屬於對象。

5.5 清理：最終處理和垃圾回收

Java垃圾回收器負責回收由new建立而且再也不被使用的對象。

特殊狀況是：若是一個對象以非new方式得到了一塊內存區域，GC就不知道怎麼回收這塊特殊的內存。Java提供了finalize()方法，它的工做原理「假定」是這樣的：一旦垃圾回收器準備好釋放對象佔用的存儲空間，將首先調用finalize()方法， 而且在下一次垃圾回收動做發生時，纔會真正回收對象內存。因此finalize()方法能夠在垃圾回收時作一些重要的清理工做。

//此處疑惑感謝@Launcher的細心解答。

//---------------解答開始

也就是你有這樣一個 class，僞碼：

class A{

   IntPtr m_pBuffer;

    A(){

          m_pBuffer = malloc(1000);

     }

     void finalize(){

               free(_M_pBuffer);

       }
}

A 對象沒有用 new ，而是使用 malloc 得到了一塊特殊的內存區 m_pBuffer。

A a = new A(); // 仍是使用 new 得到對象 A

可是對象 a 自己不用 new 得到的特殊內存區 m_pBuffer，不會被 GC 釋放，因此你須要實現 finalize，在裏面手動釋放。

//---------------解答結束

 

這裏有一個誤區：

finalize() 與 C++中的析構函數(銷燬對象時必需要用到這個函數)相同。

這是不正確的，C++中對象必定會被銷燬，即析構函數必定被調用，而Java裏的對象並不老是被垃圾回收。換句話說：

1)對象可能不被垃圾回收

2)垃圾回收不等於析構

5.5.1 finalize()用途何在

3）垃圾回收只與內存有關。

Java中不管對象是如何建立的，GC都會回收它的內存，對finalize()的須要限制到一種特殊狀況：用了建立對象之外的方式，爲對象分配了存儲空間。

之因此要有finalize()，是因爲在分配內存時可能採用了相似C語言的作法，這種狀況主要發生在使用Java調用本地代碼，如用C的malloc()函數系列來分配存儲空間，因此須要在finalize()裏調用本地代碼，使用free()來釋放這些內存。

因此不要過多使用finalize()，它不是進行普通清理工做的合適場所。

5.5.2 你必須實施清理

C++中全部對象都會被銷燬。包括局部對象(在棧上建立的)和用new建立的對象(delete調用析構函數)。

Java不容許建立局部對象，必須使用new建立，也沒有delete可用，釋放對象內存只能由GC來完成，可是它並不保證必定去回收。若是但願在進行釋放存儲空間以外的清理操做，得明確在finalize()裏使用，這等於析構了，可是沒析構方便。

若是JVM沒有面臨內存耗盡的狀況，它是不會浪費時間和資源去執行垃圾回收以恢復內存的。

5.5.3 終結條件

由於finalize()方法是在垃圾回收前執行的，因此複寫finalize方法能夠檢測"邏輯上"的這個對象是否應該被終結。藉此來發現程序中是否有缺陷。如：某對象表明了一個打開着的文件，而咱們規定這種對象回收時必須爲關閉狀態。爲了檢測程序是否有缺陷，咱們能夠複寫finalize方法檢測是否打開狀態，而後在某次finalize中查看是否存在問題，雖然finalize並不必定會調用，可是隻要調用了一次咱們就知道是否有問題，這纔是關鍵。

咱們能夠利用System.gc()來建議作GC操做，但JVM有可能不聽咱們的。

5.5.4 垃圾回收器如何工做

在之前所用過的程序語言中，在堆上分配對象的代價十分高昂，所以容易有JAVA中的對象在堆上分配方式也很是高昂。但實際上垃圾回收器對提升對象建立的速度有很是明顯的效果。Java中堆內存的分配方式就像傳送帶同樣，經過移動「堆指針」來完成內存分配，而其中最關鍵的是垃圾回收器在工做時，一邊回收空間，一邊使堆中對象緊密排列，從而保證了「堆指針」能夠很容易分配內存，實現了高速的無限空間的可供分配堆模型。

先看其餘系統的垃圾回收機制模型：

1.引用計數，簡單但很慢的垃圾回收技術。且難以處理循環引用問題。

2.更快的模式，從堆棧和靜態存儲區開始，用引用向下搜索全部對象，以及對象間引用，保證每一個活的對象都被搜索到且避免了循環引用問題。

1和2都是尋找「活」着對象的方式，在基於2的方式之下，Java虛擬機採用「自適應」技術。

如何處理尋找到的存活對象，取決於不一樣Java虛擬機的實現。

A.中止-複製 stop-and-copy, 暫停程序的運行，而後將全部存活的對象從當前堆複製到新的堆裏，而且緊密排列，而後就能夠簡單直接的分配新空間了。當把對象從一處搬到另外一處時，全部指向它的那些引用都必須修正。問題一：對於這種「複製式」回收器而言，效率會下降，須要在2個堆裏倒騰，還要維護比實際須要多一倍的空間。某些Java虛擬機的解決方法是，按需從堆裏分配幾塊較大的內存，複製動做發生在這些大塊內存以前。問題二：對於複製，程序進入穩定狀態以後，只會產生少許垃圾，甚至沒有垃圾，儘管如此，複製式回收器仍然會把全部內存從一處複製到另外一處，很浪費。一些Java虛擬機會進行檢查：要是沒有新垃圾產生，就會轉換到另外一種工做模式這種模式叫 標記-清掃。通常用途而言，標記清掃的效率很低，可是若是垃圾不多甚至沒有，它的速度就很快了。

B.標記清掃 mark-and-clean, 所依據的思路一樣是從堆棧和靜態存儲區出發，遍歷全部引用，進而找出全部存活對象。每當它找到一個存活對象，就會給這個對象一個標記，這個過程不會回收任何對象。只有當標記工做所有完成以後，清理動做纔會開始。清理過程當中沒有標記的對象將被釋放，不會發生任何複製動做。因此剩下的堆空間是不連續的，垃圾回收器但願獲得連續空間的話就得從新整理剩下的對象。

這裏討論內存分配以較大的「塊」爲單位的Java虛擬機。嚴格意義來講，中止-複製是要求釋放垃圾對象以前，必須把對象從一個堆複製到新堆裏的，這將致使大量的內存複製。此處有了塊以後，垃圾回收器就能夠往「廢棄」的塊裏複製對象了，每一個塊有本身的代數記錄它是否存活(廢棄)。若是塊在某處被引用，代數增長，垃圾回收器會對上次回收動做以後新分配的塊進行整理。這對處理大量短命的臨時對象頗有幫助。垃圾回收器會按期進行完整的清理動做-大型對象仍然不會被複制，內含小型對象的那些塊則被複制並整理。Java虛擬機會進行監視，若是全部對象都很穩定，垃圾回收器效率很低的話，就會切換到「標記-清掃」方式；一樣虛擬機會跟蹤「標記-清掃」的效果，要是堆空間出現不少碎片，就會切換回「中止-複製」方式。這就是自適應技術。

Java虛擬機還有不少其餘用於提高速度的附加技術。尤爲是與加載器操做有關的，被稱爲「即時Just-In-Time,JIT」編譯器技術。這種技術能夠把程序部分或所有翻譯成本地機器碼(這原本是Java虛擬機的工做)，程序運行速度所以得以提高。當須要裝載某個類時，編譯器會先找到class文件，而後把字節碼裝入內存。此時有兩種方案可供選擇，一是讓即時編譯器編譯全部代碼，缺點是這種加載動做散落在整個程序生命週期內，累加起來要花費更多時間；而且會增長可執行代碼長度，致使頁面調度，從而下降程序運行速度。二是採用惰性評估，執行頻繁的方法和代碼會採用即時編譯，執行次數越多速度越快。

5.6 成員初始化

Java盡力保證：全部變量在使用前都獲得恰當的初始化。對於方法中的局部變量，以編譯錯誤形式貫徹這種保證。對類成員以默認值執行初始化。

5.6.1 指定初始化

能夠在申明變量時直接以賦值符號完成初始化。在針對類成員變量初始化時，若是直接給出值，會使得全部對象有相同的值，有時是咱們但願的，但有時顯得不夠靈活。

5.7 構造器初始化

利用構造器來初始化能夠獲得更大的靈活性。但要牢記：沒法阻止自動初始化的進行，它將在構造器被調用前發生。在構造器賦值成員變量以前，變量已經被賦予了默認值。----編譯器不會強制咱們在構造器初始化，由於初始化早已獲得了保證。

5.7.1 初始化順序

變量定義的順序決定了初始化順序。即便變量可能定義在構造器或其餘方法以後，但仍舊會在任何方法(包括構造器)被調用以前獲得初始化。

5.7.2 靜態數據的初始化

動做執行於類加載時，且只執行一次。總結對象建立的過程，假設有個Dog類

1.構造器是靜態方法，只是沒有static。因此當首次調用構造器，或首次使用Dog類的靜態域或方法時，Java解釋器必須找到類路徑，定位Dog.class文件。

2.而後載入class文件，有關靜態初始化的全部動做都會被執行。

3.當用new Dog()建立對象的時候，首先將堆上爲Dog對象分配足夠的存儲空間。

4.這塊存儲空間會被清零，這就自動的將Dog對象中全部基本類型設置爲默認值0和false，引用類型設置爲null

5.按申明順序執行全部出現於字段定義處的初始化動做。

6.執行構造器。

5.7.3 顯式的靜態初始化

即在static塊裏完成初始化

5.7.4 非靜態實例的初始化

即無static的塊裏完成初始化

總結:

參照Java 類加載、調用構造器、執行方法的過程

5.8 數組初始化

 int[] a1;

如何初始化？

1. Integer[] a1 = {1,2,3};//只能在申明處用這種方式初始化

2. Integer[] a1 = new Integer[]{1,2,3};

3. Integer[] a1;

　a1 = a2;

能夠用賦值讓2個數組引用指向同一個數組對象。因此容許存在Integer[] a1;這種只有引用沒有指向的狀況

注意：全部數組都有一個固定成員，能夠經過它獲取數組裏包含了多少元素，可是不能修改它。這個成員就是length，咱們只能訪問0-(length-1)範圍，下標檢查是自動進行的，相比於C和C++用這些開銷來得到安全是值得的。

5.8.1 可變參數列表

在參數列表的末尾能夠選擇傳入0-N個參數，會自動變成數組,能夠做爲可選參數存在

5.9 枚舉類型

 Java SE5開始添加了enum關鍵字用於建立枚舉類型。功能比C、C++完善得多。

public enum Spiciness{

　　NOT, MILD, MEDIUM, HOT, FLAMING

}

示例建立了一個名爲Spiciness的枚舉類型，它有5個常量實例。

使用時:

Spiciness howHot = Spiciness.MEDIUM;

System.out.println(howHot);

--> MEDIUM

當建立了enum時，編譯器會自動添加一些有用的特性：

1.toString()用於顯示實例名字

2.ordinal()顯示該實例常量聲明順序，從0開始

3.靜態的values() 方法，按照聲明順序產生一個全值數組

注意：

A.enum自己並非新的數據類型，它屬於編譯器行爲，本質上仍是類，有本身的方法

用類分析器分析後：

public final class study.core.反射.Spiciness extends java.lang.Enum{    //域    public static final study.core.反射.Spiciness NOT;    public static final study.core.反射.Spiciness MILD;    public static final study.core.反射.Spiciness MEDIUM;    public static final study.core.反射.Spiciness HOT;    public static final study.core.反射.Spiciness FLAMING;    private static final study.core.反射.Spiciness[] ENUM$VALUES;    //構造器    private Spiciness(java.lang.String, int);    //方法    public static study.core.反射.Spiciness[] values( );    public static study.core.反射.Spiciness valueOf(java.lang.String);}B.enum能夠配合switch使用