Java是一门面向对象的编程语言,不仅吸收了C++语言的各种优点,还摒弃了C++里难以理解的多继承、指针等概念,因此Java语言具有功能强大和简单易用两个特征。Java语言作为静态面向对象编程语言的代表,极好地实现了面向对象理论,允许程序员以优雅的思维方式进行复杂的编程 。
Java具有简单性、面向对象、分布式、健壮性、安全性、平台独立与可移植性、多线程、动态性等特点。Java可以编写桌面应用程序、Web应用程序、分布式系统和嵌入式系统应用程序等。
语言特点
- 简单性
Java看起来设计得很像C++,但是为了使语言小和容易熟悉,设计者们把C++语言中许多可用的特征去掉了,这些特征是一般程序员很少使用的。例如,Java不支持goto语句,代之以提供break和continue语句以及异常处理。Java还剔除了C++的操作符过载(overload)和多继承特征,并且不使用主文件,免去了预处理程序。因为Java没有结构,数组和串都是对象,所以不需要指针。Java能够自动处理对象的引用和间接引用,实现自动的无用单元收集,使用户不必为存储管理问题烦恼,能更多的时间和精力花在研发上。
- 面向对象
Java是一个面向对象的语言。对程序员来说,这意味着要注意其中的数据和操纵数据的方法(method),而不是严格地用过程来思考。在一个面向对象的系统中,类(class)是数据和操作数据的方法的集合。数据和方法一起描述对象(object)的状态和行为。每一对象是其状态和行为的封装。类是按一定体系和层次安排的,使得子类可以从超类继承行为。在这个类层次体系中有一个根类,它是具有一般行为的类。Java程序是用类来组织的。
Java还包括一个类的扩展集合,分别组成各种程序包(Package),用户可以在自己的程序中使用。例如,Java提供产生图形用户接口部件的类(java.awt包),这里awt是抽象窗口工具集(abstract windowing toolkit)的缩写,处理输入输出的类(java.io包)和支持网络功能的类(java.net包)。
- 分布性
Java设计成支持在网络上应用,它是分布式语言。Java既支持各种层次的网络连接,又以Socket类支持可靠的流(stream)网络连接,所以用户可以产生分布式的客户机和服务器。
网络变成软件应用的分布运载工具。Java程序只要编写一次,就可到处运行。
- 编译和解释性
Java编译程序生成字节码(byte-code),而不是通常的机器码。Java字节码提供对体系结构中性的目标文件格式,代码设计成可有效地传送程序到多个平台。Java程序可以在任何实现了Java解释程序和运行系统(run-time system)的系统上运行。
在一个解释性的环境中,程序开发的标准“链接”阶段大大消失了。如果说Java还有一个链接阶段,它只是把新类装进环境的过程,它是增量式的、轻量级的过程。因此,Java支持快速原型和容易试验,它将导致快速程序开发。这是一个与传统的、耗时的“编译、链接和测试”形成鲜明对比的精巧的开发过程。
5.稳健性
Java原来是用作编写消费类家用电子产品软件的语言,所以它是被设计成写高可靠和稳健软件的。Java消除了某些编程错误,使得用它写可靠软件相当容易。
Java是一个强类型语言,它允许扩展编译时检查潜在类型不匹配问题的功能。Java要求显式的方法声明,它不支持C风格的隐式声明。这些严格的要求保证编译程序能捕捉调用错误,这就导致更可靠的程序。
可靠性方面最重要的增强之一是Java的存储模型。Java不支持指针,它消除重写存储和讹误数据的可能性。类似地,Java自动的“无用单元收集”预防存储漏泄和其它有关动态存储分配和解除分配的有害错误。Java解释程序也执行许多运行时的检查,诸如验证所有数组和串访问是否在界限之内。
异常处理是Java中使得程序更稳健的另一个特征。异常是某种类似于错误的异常条件出现的信号。使用try/catch/finally语句,程序员可以找到出错的处理代码,这就简化了出错处理和恢复的任务。
- 安全性
Java的存储分配模型是它防御恶意代码的主要方法之一。Java没有指针,所以程序员不能得到隐蔽起来的内幕和伪造指针去指向存储器。更重要的是,Java编译程序不处理存储安排决策,所以程序员不能通过查看声明去猜测类的实际存储安排。编译的Java代码中的存储引用在运行时由Java解释程序决定实际存储地址。
Java运行系统使用字节码验证过程来保证装载到网络上的代码不违背任何Java语言限制。这个安全机制部分包括类如何从网上装载。例如,装载的类是放在分开的名字空间而不是局部类,预防恶意的小应用程序用它自己的版本来代替标准Java类。
- 可移植性
Java使得语言声明不依赖于实现的方面。例如,Java显式说明每个基本数据类型的大小和它的运算行为(这些数据类型由Java语法描述)。
Java环境本身对新的硬件平台和操作系统是可移植的。Java编译程序也用Java编写,而Java运行系统用ANSIC语言编写。
- 高性能
Java是一种先编译后解释的语言,所以它不如全编译性语言快。但是有些情况下性能是很要紧的,为了支持这些情况,Java设计者制作了“及时”编译程序,它能在运行时把Java字节码翻译成特定CPU(中央处理器)的机器代码,也就是实现全编译了。
Java字节码格式设计时考虑到这些“及时”编译程序的需要,所以生成机器代码的过程相当简单,它能产生相当好的代码。
- 多线程性
Java是多线程语言,它提供支持多线程的执行(也称为轻便过程),能处理不同任务,使具有线索的程序设计很容易。Java的lang包提供一个Thread类,它支持开始线索、运行线索、停止线索和检查线索状态的方法。
Java的线索支持也包括一组同步原语。这些原语是基于监督程序和条件变量风范,由C.A.R.Haore开发的广泛使用的同步化方案。用关键词synchronized,程序员可以说明某些方法在一个类中不能并发地运行。这些方法在监督程序控制之下,确保变量维持在一个一致的状态。
- 动态性
Java语言设计成适应于变化的环境,它是一个动态的语言。例如,Java中的类是根据需要载入的,甚至有些是通过网络获取的。
JDK 和 JRE
- JDK:Java Development Kit 的简称,Java 开发工具包,提供了 Java 的开发环境和运行环境。
- JRE:Java Runtime Environment 的简称,Java 运行环境,为 Java 的运行提供了所需环境。
具体来说 JDK 其实包含了 JRE,同时还包含了编译 Java 源码的编译器 Javac,还包含了很多 Java 程序调试和分析的工具。简单来说:如果你需要运行 Java 程序,只需安装 JRE 就可以了,如果你需要编写 Java 程序,需要安装 JDK。
初始化顺序
- 静态属性: static开头定义的属性
- 静态方法块: static{}包起来的代码块
- 普通属性: 非static定义的属性
- 普通方法块: {}包起来的代码块
- 构造函数: 类名相同的方法
- 方法: 普通方法
访问控制权限
java中成员的访问权限共有四种,分别是public
, protected
, default
, private
,它们的可见性如下
/ | private | default | protected | public |
---|---|---|---|---|
同一类 | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ |
同一包中的类 | ✅ | ✅ | ✅ | |
子类 | ✅ | ✅ | ||
其他包中的类 | ✅ |
final
final的意思是最后的,最终的 ,它可以修饰类,属性和方法.
- final修饰类时,表明这个类不能被继承.final类中的成员变量可以根据需要设为final,但是要注意final类中的所有成员方法都会被隐式的指定为final方法
- final修饰方法时,表明这个方法不能被任何子类重写,因此,如果只有在想明确禁止该方法在子类中被覆盖的情况下才将方法设置为final
- final修饰变量分两种情况,一种是修饰基本数据类型,表示数据类型的值不能被修改;一种是修饰引用类型,表示对其初始化之后便不能再让其指向另一个对象
基本数据类型
Java 中有 8 种基本数据类型,分别为:
- 6 种数字类型 :
byte
、short
、int
、long
、float
、double
- 1 种字符类型:
char
- 1 种布尔型:
boolean
。
这 8 种基本数据类型的默认值以及所占空间的大小如下:
基本类型 | 位数 | 字节 | 默认值 |
---|---|---|---|
int | 32 | 4 | 0 |
short | 16 | 2 | 0 |
long | 64 | 8 | 0L |
byte | 8 | 1 | 0 |
char | 16 | 2 | \u0000 |
float | 32 | 4 | 0f |
double | 64 | 8 | 0d |
boolean | 1 | false |
另外,对于 boolean
,官方文档未明确定义,它依赖于 JVM 厂商的具体实现。逻辑上理解是占用 1 位,但是实际中会考虑计算机高效存储因素。
包装类型
八种基本类型都有对应的包装类分别为:Byte
、Short
、Integer
、Long
、Float
、Double
、Character
、Boolean
。
包装类型不赋值就是 Null
,而基本类型有默认值且不是 Null
。
Java 基本类型的包装类的大部分都实现了常量池技术。
Byte
,Short
,Integer
,Long
这 4 种包装类默认创建了数值 [-128,127] 的相应类型的缓存数据,Character
创建了数值在 [0,127] 范围的缓存数据,Boolean
直接返回 True
or False
。
两种浮点数类型的包装类 Float
,Double
并没有实现常量池技术。
泛型
泛型其实就是一种参数化的集合,它限制了你添加进集合的类型.泛型的本质就是一种参数化类型.多态也可以看作是泛型的机制.一个类继承了父类,那么就能通过它的父类找到对应的子类,但是不能通过其他类来找到具体要找的这个类.泛型的设计之初就是希望对象或方法具有最广泛的表达能力.
常用的通配符为: T,E,K,V,?
- ? 表示不确定的 Java 类型
- T (type) 表示具体的一个 Java 类型
- K V (key value) 分别代表 Java 键值中的 Key Value
- E (element) 代表 Element
上界通配符:<? extends ClassType>
该通配符为ClassType的所有子类型.它表示的是任何类型都是ClassType类型的子类
下届通配符:<? super ClassType>
该通配符为ClassType的所有超类型.它表示的是任何类型的父类都是ClassType
IO 流
按功能来分:输入流(input)、输出流(output)。
按类型来分:字节流和字符流。
字节流和字符流的区别是:字节流按 8 位传输以字节为单位输入输出数据,字符流按 16 位传输以字符为单位输入输出数据。
有哪些常见的 IO 模型
UNIX 系统下, IO 模型一共有 5 种: 同步阻塞 I/O、同步非阻塞 I/O、I/O 多路复用、信号驱动 I/O 和异步 I/O。
这也是我们经常提到的 5 种 IO 模型。
Java 中 3 种常见 IO 模型
BIO (Blocking I/O)
BIO 属于同步阻塞 IO 模型 。
同步阻塞 IO 模型中,应用程序发起 read 调用后,会一直阻塞,直到内核把数据拷贝到用户空间。
NIO (Non-blocking/New I/O)
Java 中的 NIO 可以看作是 I/O 多路复用模型。
AIO (Asynchronous I/O)
AIO 也就是 NIO 2。Java 7 中引入了 NIO 的改进版 NIO 2,它是异步 IO 模型。
异常
在 Java 中,所有的异常都有一个共同的祖先 java.lang
包中的 Throwable
类。Throwable
类有两个重要的子类:
Exception
:程序本身可以处理的异常,可以通过catch
来进行捕获。Exception
又可以分为 Checked Exception (受检查异常,必须处理) 和 Unchecked Exception (不受检查异常,可以不处理)。Error
:Error
属于程序无法处理的错误 ,我们没办法通过catch
来进行捕获 。例如Java 虚拟机运行错误(Virtual MachineError
)、虚拟机内存不够错误(OutOfMemoryError
)、类定义错误(NoClassDefFoundError
)等 。这些异常发生时,Java 虚拟机(JVM)一般会选择线程终止。
Throwable 类常用方法
String getMessage()
: 返回异常发生时的简要描述String toString()
: 返回异常发生时的详细信息String getLocalizedMessage()
: 返回异常对象的本地化信息。使用Throwable
的子类覆盖这个方法,可以生成本地化信息。如果子类没有覆盖该方法,则该方法返回的信息与getMessage()
返回的结果相同void printStackTrace()
: 在控制台上打印Throwable
对象封装的异常信息fillInStackTrace()
: 记录栈帧的当前状态
try-catch-finally
try
块: 用于捕获异常。其后可接零个或多个catch
块,如果没有catch
块,则必须跟一个finally
块。catch
块: 用于处理 try 捕获到的异常。finally
块: 无论是否捕获或处理异常,finally
块里的语句都会被执行。当在try
块或catch
块中遇到return
语句时,finally
语句块将在方法返回之前被执行。
注意:不要在 finally 语句块中使用 return! 当 try 语句和 finally 语句中都有 return 语句时,try 语句块中的 return 语句不会被执行。
在某些情况下,finally 中的代码不会被执行。
- 在
finally
之前虚拟机被终止运行的话,finally 中的代码就不会被执行。 - 程序所在的线程死亡。
- 关闭 CPU。
try-with-resources
代替try-catch-finally
适用范围(资源的定义): 任何实现 java.lang.AutoCloseable
或者 java.io.Closeable
的对象
关闭资源和 finally 块的执行顺序: 在 try-with-resources
语句中,任何 catch 或 finally 块在声明的资源关闭后运行
注解
从JDK5开始,Java增加对元数据的支持,也就是注解,注解与注释是有一定区别的,可以把注解理解为代码里的特殊标记,这些标记可以在编译,类加载,运行时被读取,并执行相应的处理。通过注解开发人员可以在不改变原有代码和逻辑的情况下在源代码中嵌入补充信息。
基本的Annotation
1.限定父类重写方法:@Override
当子类重写父类方法时,子类可以加上这个注解,那这有什么什么用?这可以确保子类确实重写了父类的方法,避免出现低级错误
2.标示已过时:@Deprecated
这个注解用于表示某个程序元素类,方法等已过时,当其他程序使用已过时的类,方法时编译器会给出警告(删除线,这个见了不少了吧)。
3.抑制编译器警告:@SuppressWarnings
被该注解修饰的元素以及该元素的所有子元素取消显示编译器警告,例如修饰一个类,那他的字段,方法都是显示警告
4.“堆污染”警告与@SafeVarargs
想理解这个就要明白什么是堆污染,堆污染是什么?
其实很好理解,就是把不带泛型的对象赋给一个带泛型的对象,为什么不行?很简单,因为不带泛型的话,默认会给泛型设定为object,意思就是什么类型都可以往里面塞,那你一个不带泛型的怎么可能给一个带泛型塞呢。
例如运行如下代码:
List list = new ArrayList();
list.add(20);
List<String> ls = list;
System.out.println(ls.get(0));
// 则会抛出堆污染异常
// Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String
注意:可变参数更容易引发堆污染异常,因为java不允许创建泛型数组,可变参数恰恰是数组。
抑制这个警告的方法有三个:
1.@SafeVarargs修饰引发该警告的方法或构造器
2.使用@suppressWarnings("unchecked")
3.编译时使用-Xlint:varargs
5.函数式接口与@Functionallnterface
什么是函数式?如果接口中只有一个抽象方法(可以包含多个默认方法或多个static方法)
接口体内只能声明常量字段和抽象方法,并且被隐式声明为public,static,final。
接口里面不能有私有的方法或变量。
这个注解有什么用?这个注解保证这个接口只有一个抽象方法,注意这个只能修饰接口
JDK的元Annotation
1.@Retention
这个注解是用来修饰注解定义的,作用是被修饰的注解可以保存多久,这个注解需要使用参数。
RetenionPolicy.CLASS
编译器把该注解记录在class文件中。当运行java程序时,JVM不可获取注解信息。这是默认值!RetenionPolicy.RUNTIME
编译器把该注解记录在class文件中。当运行java程序时,JVM可获取注解信息,程序可以通过反射获取该注解信息RetenionPolicy.SOURCE
该注解只保存在源代码中,编译器直接丢弃该注解
2.@Target
@Target也只能修饰一个注解定义,作用是指定被修饰的注解能用于修饰哪些程序单元,@Target也包含了一个value值,他的值只能是下面的:ElementType.
取值 | 注解使用范围 |
---|---|
METHOD | 可用于方法上 |
TYPE | 可用于类或者接口上 |
ANNOTATION_TYPE | 可用于注解类型上(被@interface修饰的类型) |
CONSTRUCTOR | 可用于构造方法上 |
FIELD | 可用于域上 |
LOCAL_VARIABLE | 可用于局部变量上 |
PACKAGE | 用于记录java文件的package信息 |
PARAMETER | 可用于参数上 |
3.@Documented
这个注解用于指定被修饰的注解类将被javadoc工具提取成文档,如果定义注解类时使用了这个注解修饰,则所有使用该注解修饰的API文档将会包含该注解说明。
4.@Inherited
这个注解指定被他修饰的注解将具有继承性——如果某个类使用了@Xxx,则其子类将自动被@Xxx修饰
BigDecimal 常见方法
加减乘除
add
方法用于将两个 BigDecimal
对象相加,subtract
方法用于将两个 BigDecimal
对象相减。multiply
方法用于将两个 BigDecimal
对象相乘,divide
方法用于将两个 BigDecimal
对象相除。
大小比较
a.compareTo(b)
: 返回 -1 表示 a
小于 b
,0 表示 a
等于 b
, 1 表示 a
大于 b
。