JAVA程式設計<5>

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1.Java程式設計基本概念

1.1 JVM

ClassLoader（類載入器）：每一個java檔案都對應一個java類，根據程式需要逐漸載入記憶體。（一般ExtClassLoader載入java的擴充API即/lib/ext中的類，APPClassLoader用來載入使用者機器上的CLASSPATH設定的目錄中的class）。

ClassLoader載入流程：當程式運行時，JVM啟動，運行 bootstrap classloader(啟動類載入器)，該ClassLoader載入Java核心API（Extclassloader和AppClassLoader也在此時被載入），調用Extclassloader載入擴充API，最後Appclassloader載入CLASSPATH目錄下定義的class。----一個程式最基本載入流程

JVM內部，統一使用編碼是Unicode表示，編碼轉換隻能發生在邊界地方，JVM和OS的交界處，也就各種輸入輸出（或者Reader，Writer類）起作用的地方。（所以面向位元組和面向字元有差別）

1.2 i++

i++是程式完畢後自增，++i是程式開始前自增

i=0;i=i++ + ++i=0+2=2

1.3 類型轉換

布爾型 數值型 字元型

低級轉進階自動轉化（如果是char類型轉進階類型，自動轉對應ASCII碼）

強制類型轉化：（類型）變數名

封裝類過度類型轉化

字串與其他類型轉化（toString()轉字串）

1.4 程式結構

assert（運算式） 斷言

1.5 運算子

&   &&（和前面一個&區別是只要前面false後面無需判斷）

1.6 異常

java程式運行時出現的非正常現象，這種情況稱之為運行錯誤。  Error（由java虛擬機器產生並拋出5）和Exception

final（變數值不變或者對象引用不變）、finall、finalize(最多運行一次)

1.7 反射----是指程式可以訪問、檢測和修改它本身的狀態或行為的一種能力。

反射允許在編寫與執行時，使程式碼能夠接入裝載到JVM中的類的內部資訊，而不是原始碼中選中的的類協作代碼。需要注意的是如果使用不當，反射的成本會很高。

java中的類反射Relectiion是java程式語言開發的特點之一，它允許運行中的java程式對自身進行檢查，並能直接操作程式的內部屬性。

 

2 Java記憶體管理

2.1垃圾收集

顯示的分配記憶體和釋放記憶體常常引起“記憶體流失”，因此，java在建立對象時會自動分配記憶體，並在該對象引用不存在自動釋放記憶體。

垃圾收集器技術監視java程式運行。java使用一系列軟指標來跟蹤對象的各個引用，並用一個對象表將這些軟指標映射為對象的引用。使用軟指標，Ｊａｖａ的垃圾收集器能夠以單獨的線程在後台運行，並依次檢查每個對象。（標記對象、移除對象、移動對象或檢查對象）

java語言中，判斷一塊記憶體空間是否符合垃圾收集器手機標準只有兩個條件：（１）給對象賦予了null空值以後再也沒有調用過；（２）給對象賦了新值，即重新分配了記憶體空間。

（提醒：一塊記憶體空間符合垃圾收集器的收集標準，並不意味著這塊記憶體空間就一定被記憶體回收行程回收。）

記憶體回收注意幾點：

１）不要試圖假定記憶體回收時間，未知的。

２）Ｊａｖａ中提供一些和記憶體回收打交道的方法，而且還提供強制執行記憶體回收的方法－－調用System.gc()，但是該芳芳同樣是不確定的方法。（並不能保證調用就一定能啟動來及回收，只是向ＪＶＭ發出請求，一切未知）

３）挑選合適的垃圾收集器。（一般使用ＪＶＭ預設選項，但，，）

４）記憶體流失問題（記憶體對象明明已經不需要的時候，還仍然保留著這塊記憶體和它的訪問方式（引用），對象都是有生命週期的，有的長，有的短，如果長生命週期的對象持有短生命週期的引用，就很可能會出現記憶體泄露）。良好的編程習慣和嚴謹的變成態度。

在Java程式中，我們通常使用new為對象分配記憶體，而這些記憶體空間都在堆（Heap）上。

此處借用別人的例子：

    public class Simple {        Object object;        public void method1(){            object = new Object();            //...其他代碼        }    }

ｍethod1方法調用結束後object對象沒有被釋放，一直到Simple結束才被釋放。

解決方案：

    public class Simple {        Object object;        public void method1(){            object = new Object();            //...其他代碼            object=null    //增加一步        }    }

 ５）儘早釋放無用對象的引用。對於頻繁申請記憶體和釋放記憶體的操作，最好使用finalize強制執行或者自己寫finalize方法，System.gc()方法不一定適用。在jvm垃圾收集器收集一個對象之前，一般要求程式員調用適當的方法釋放資源，但在沒有明確釋放資源的情況下，java提供了預設機制終止化該對象來釋放資源，即finalize()方法。

2.2　記憶體管理

java的記憶體管理就是對象的分配和釋放問題。java中，程式員通過關鍵字new為每個對象申請記憶體（基本類型除外），所有對象都在堆中分配空間。對象釋放由gc決定和執行。gc監控每一個對象的運行狀態（申請、引用、被引用、賦值等）

記憶體泄露兩個特點：１）對象可達，即存在通路與其相連２）對象是無用的。（記憶體泄露原因：１.全域集合。２．緩衝３．ClassLoader）

2.3　clone

 

３．傳遞與引用

３．１傳值和傳引用

在java中，變數分為兩類。(java傳值傳引用的討論)

１）對於基礎資料型別 (Elementary Data Type)（int float long double boolean char byte),傳值的副本。

２）對於一切對象型變數，java都是傳引用的副本。傳引用副本的實質就是複製指向地址的指標。（這點與C++不同，在c++中當參數是參考型別時，傳遞的是真實的引用而不是副本）

　　　String類型也是物件類型，所以它必然是傳引用副本。它是非可變類，使用傳值或者傳引用　顯得　沒有區別。

對於基本類型而言，傳值就是把自己複製一份傳遞，即使自己的副本變了自己也不會變。

對於物件類型，它傳的是副本引用，指向自己的地址而不是實際值的副本。因為物件類型放在堆裡，一方面速度相對於基本類型較慢，另一方面物件類型本身比較大，如果選擇重新複製值浪費記憶體且速度慢。（有趣比喻：複製鑰匙而不是複製倉庫）　－－－說明，一些書籍如thinking in java提到“不管是基本類型還是物件類型，都是傳值”他們是把引用副本也當做一種值。

 引用傳遞例子1：

 1 public class Test { 2     public static void main(String[] args) { 3         StringBuffer str= new StringBuffer("Hello"); 4         test(str); 5         System.out.println(str); 6     } 7     public static void test(StringBuffer s){ 8         s=s.append(",World!"); 9     }10 }

輸出：Hello,World!

又一個例子2：

 1 public class Test { 2     public static void main(String[] args) { 3         String str= "Hello"; 4         test(str); 5         System.out.println(str); 6     } 7     public static void test(String s){ 8         s="World!";  //系統自動產生一個新的String對象設為“World”，然後把這個對象的引用賦給str. 9     }10 }
輸出：Hello

Stringl類是final類型的，因此不可以修改和繼承這個類，當例子2中函數結束，s作用消失。

例子1中StringBuffer是產生一塊記憶體空間，相關的增刪改操作都在其中，仍然是在同一段記憶體位址上進行。

String StringBuffer Stringbuilder

1）可變、不可變

　　String類中使用字元數組儲存字串，因為有“final”修飾符，所以可以知道string對象是不可變的。StringBuffer和Stringbuilder是可變的）

　　　　 ----String  -----private final char value[];

　　　　-----StringBuffer和Stringbuilder  -----char[] value;

2）是否安全執行緒

　　String中的對象是不可變的，也就可以理解為常量，顯然安全執行緒。

　　AbstractStringBuilder是StringBuilder與StringBuffer的公用父類，定義了一些字串的基本操作，如expandCapacity、append、insert、indexOf等公用方法。

　　StringBuffer對方法加了同步鎖或者對調用的方法加了同步鎖，所以是安全執行緒的。

　　StringBuilder並沒有對方法進行加同步鎖，所以是非安全執行緒的。

　　如果程式不是多線程的，那麼使用StringBuilder效率高於StringBuffer。

 同理，數組傳值的本質也是傳地址值的副本。

 

3.2. 靜態變數與私人變數

定義在類裡的變數會預設一個初始值。布爾類型預設初始值是false

main函數不能訪問一個非靜態變數或方法

 

3.3.輸入/輸出流

大檔案讀取：new BufferedReader(new InputStreamReader（new FileInputStream("filename")）)

寫入檔案：FileOutputStream =new FileOutStream("filename") ;out.write("string to write".getBytes());out.close();

java IO操作有面向位元組Byte和面向字元Character兩種方式.

面向位元組的操作以8位二進位為單位對資料操作，不需要對資料轉化，這些操作的類都是InputStream和ouputStream的子類。

面向字元的操作以字元為單位讀取時需要將二進位轉化為字元，寫的時候需要將字元轉化為二進位，這些類都是Reader和Writer的子類。

 

3.4 序列化

 

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