Java基礎複習

Java語言特點

1. 簡單易學；
2. 面向物件（封裝，繼承，多型）；
3. 平臺無關性（ Java 虛擬機器實現平臺無關性）；
4. 支援多執行緒（ C++ 語言沒有內建的多執行緒機制，因此必須呼叫作業系統的多執行緒功能來進行多執行緒程式設計，而 Java 語言卻提供了多執行緒支援）；
5. 可靠性；
6. 安全性；
7. 支援網路程式設計並且很方便（ Java 語言誕生本身就是為簡化網路程式設計設計的，因此 Java 語言不僅支援網路程式設計而且很方便）；
8. 編譯與解釋並存；
9. 在企業級開發中有極其強大的生態

JVM

Java 虛擬機器（JVM）是執行 Java 位元組碼的虛擬機器。JVM 有針對不同系統的特定實現（Windows，Linux，macOS），目的是使用相同的位元組碼，它們都會給出相同的結果。（實現跨平臺的特性）。

.java檔案可以被Javac程式編譯成.class位元組碼檔案，JVM在將其解釋成機器可執行的機器碼。(JVM只面向位元組碼，只要符合JVM位元組碼規範的都可以執行，無論位元組碼是由Java檔案編譯過來還是python檔案都可以執行)

Java資料型別

Java具有確定的資料型別，它不像其它的程式語言一樣會隨著硬體的架構變換而變化，這也是Java比其他語言具有更好的可移植性的原因之一。

boolean 只有兩個值：true、false，可以使用 1 bit 來儲存，但是具體大小沒有明確規定。JVM 會在編譯時期將 boolean 型別的資料轉換為 int，使用 1 來表示 true，0 表示 false。JVM 支援 boolean 陣列，但是是通過讀寫 byte 陣列來實現的。

基本型別都有對應的包裝型別，基本型別與其對應的包裝型別之間的賦值使用自動裝箱與拆箱完成。以Integer為例

Integer x = 2;     // 裝箱 呼叫了 Integer.valueOf(2)
int y = x;         // 拆箱 呼叫了 X.intValue()

面試題

Integer x = new Integer(124);
Integer y = new Integer(124);
System.out.println(x == y);    // false
Integer z = Integer.valueOf(123);
Integer w = Integer.valueOf(123);
System.out.println(z == w);		// true
Integer k = 123;
System.out.println(w == k);		// true
 

x,y是兩個不同的物件，他們不相等可以理解，那麼為什麼z == w呢?這就涉及到Java裡面的快取池技術了。以Integer為例，Java會快取-128 ~127範圍內的物件,呼叫Integer.valueOf（）會判斷傳入的值在不在範圍，若在直接返回快取池裡的物件

public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}

static final int low = -128;
static final int high;
static final Integer cache[];

static {
    // high value may be configured by property
    int h = 127;
    String integerCacheHighPropValue =
        sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
    if (integerCacheHighPropValue != null) {
        try {
            int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
            i = Math.max(i, 127);
            // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
            h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
        } catch( NumberFormatException nfe) {
            // If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
        }
    }
    high = h;

    cache = new Integer[(high - low) + 1];
    int j = low;
    for(int k = 0; k < cache.length; k++)
        cache[k] = new Integer(j++);

    // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
    assert IntegerCache.high >= 127;
}

在 jdk 1.8 所有的數值類緩衝池中，Integer 的緩衝池 IntegerCache 很特殊，這個緩衝池的下界是 - 128，上界預設是 127，但是這個上界是可調的，在啟動 jvm 的時候，通過 -XX:AutoBoxCacheMax= 來指定這個緩衝池的大小，該選項在 JVM 初始化的時候會設定一個名為 java.lang.IntegerCache.high 系統屬性，然後 IntegerCache 初始化的時候就會讀取該系統屬性來決定上界。

為什麼浮點型資料沒有快取池？
你能說出 0~1直接到底有多少個浮點型資料不？

Java引數傳遞

Java的引數傳遞都是值傳遞而不是引用傳遞，對應基本資料型別，Java會拷貝一份值，然後傳遞到形參中，對於引用資料型別Java會把引用的地址以值的形式傳遞給形參。
示例：

public static void main(String[] args) {
    int num1 = 10;
    int num2 = 20;

    swap(num1, num2);

    System.out.println("num1 = " + num1);
    System.out.println("num2 = " + num2);
}

public static void swap(int a, int b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;

    System.out.println("a = " + a);
    System.out.println("b = " + b);
}
/*
*結果:
 * num1 = 10;
 * num2 = 20;
 * a = 20;
 * b = 10;
*/

分析

class PassByValueExample {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog("A");
        func(dog);
        System.out.println(dog.getName());          // B
    }

    private static void func(Dog dog) {
        dog.setName("B");
    }
}
// 結果: B

final關鍵字

• final關鍵字修飾類，類不能被繼承，類裡的所有方法都隱式的被final關鍵字修飾
• final關鍵字修飾方法，方法不能被重寫，private方法被final關鍵字隱式修飾
• final關鍵字修飾變數，變數就為編譯時常量，在執行時可以通過反射進行修改，若final變數賦予了初始值，在編譯期進行了優化 return （final） var ---> retunrn var的字面量。

static關鍵字

• 修飾成員變數和成員方法: 被 static 修飾的成員屬於類，不屬於單個這個類的某個物件，被類中所有物件共享，可以並且建議通過類名呼叫。被 static 宣告的成員變數屬於靜態成員變數，靜態變數 存放在 Java 記憶體區域的方法區。呼叫格式：類名.靜態變數名 類名.靜態方法名()
• 靜態程式碼塊: 靜態程式碼塊定義在類中方法外, 靜態程式碼塊在非靜態程式碼塊之前執行(靜態程式碼塊—>非靜態程式碼塊—>構造方法)。 該類不管建立多少物件，靜態程式碼塊只執行一次.
• 靜態內部類（static 修飾類的話只能修飾內部類）： 靜態內部類與非靜態內部類之間存在一個最大的區別: 非靜態內部類在編譯完成之後會隱含地儲存著一個引用，該引用是指向建立它的外圍類，但是靜態內部類卻沒有。沒有這個引用就意味著：1. 它的建立是不需要依賴外圍類的建立。2. 它不能使用任何外圍類的非 static 成員變數和方法。

Java異常體系

Java異常分為Exceptions 和 Errors，他們都繼承與Throwable。

• Exception:程式能處理的異常，可以通過try，catch處理掉，其又分為受檢查Exceptions和非受檢查異常
• Errors：程式自己不能處理的異常，如記憶體溢位異常，棧溢位異常，發生這種異常虛擬機器會選擇結束掉執行緒

1. 受檢查異常
   Java 程式碼在編譯過程中，如果受檢查異常沒有被catch/throw處理的話，就沒辦法通過編譯 。
   除了RuntimeException及其子類以外，其他的Exception類及其子類都屬於受檢查異常 。常見的受 檢查異常有： IO 相關的異常、ClassNotFoundException、SQLException...。
2. 非受檢查異常
   Java 程式碼在編譯過程中 ，我們即使不處理不受檢查異常也可以正常通過編譯。
   RuntimeException及其子類都統稱為非受檢查異常，例如：NullPointerException、NumberFormatException（字串轉換為數字）、ArrayIndexOutOfBoundsException（陣列越界）、ClassCastException（型別轉換錯誤）、ArithmeticException（算術錯誤）等。