面向过程和面向对象

面向过程(Procedure Oriented)和面向对象(Object Oriented,OO)都是对软件分析、设计和开发的一种思想,它指导着人们以不同的方式去分析、设计和开发软件。

两者都贯穿于软件分析、设计和开发各个阶段，对应面向对象就分别称为面向对象分析(OOA)、面向对象设计(OOD)和面向对象编程(OOP)。

面向对象和面向过程的总结

• 都是解决问题的思维方式，都是代码组织的方式。
• 解决简单问题可以使用面向过程
• 解决复杂问题：宏观上使用面向对象把握，微观处理上仍然是面向过程。

面向对象思考方式

遇到复杂问题，先从问题中找名词，然后确立这些名词哪些可以作为类，再根据问题需求确定类的属性和方法，确定类之间的关系。
比喻：
一个经典的比喻：面向对象是盖浇饭、面向过程是蛋炒饭。盖浇饭的好处就是“菜”“饭”分离，从而提高了制作盖浇饭的灵活性。饭不满意就换饭，菜不满意换菜。用软件工程的专业术语就是“可维护性”比较好，“饭” 和“菜”的耦合度比较低。

对象的进化史(数据管理和企业管理共通之处)

数据无管理时代

最初的计算机语言只有基本变量(类似我们学习的基本数据类型)，用来保存数据。那时候面对的数据非常简单，只需要几个变量即可搞定;这个时候不涉及“数据管理”的问题。同理，就像在企业最初发展阶段只有几个人，不涉及管理问题，大家闷头做事就OK了。

数据管理和企业部门制

企业发展中，员工多了怎么办?我们很自然的想法就是归类，将类型一致的人放到一起;企业中，会将都做销售工作的放到销售部管理;会将研发软件的放到开发部管理。同理在编程中，变量多了，我们很容易的想法就是“将同类型数据放到一起”， 于是就形成了“数组”的概念，单词对应“array”。 这种“归类”的思想，便于管理数据、管理人。

对象和企业项目制

企业继续发展，面对的场景更加复杂。一个项目可能需要经常协同多个部门才能完成工作;一个项目从谈判接触可能需要销售部介入;谈判完成后，需求调研开始，研发部和销售部一起介入;开发阶段需要开发部和测试部互相配合敏捷开发，同时整个过程财务部也需要跟进。在企业中，为了便于协作和管理，很自然就兴起了“项目制”，以项目组的形式组织，一个项目组可能包含各种类型的人员。 一个完整的项目组，麻雀虽小五脏俱全，就是个创业公司甚至小型公司的编制，包含行政后勤人员、财务核算人员、开发人员、售前人员、售后人员、测试人员、设计人员等等。事实上，华为、腾讯、阿里巴巴等大型公司内部都是采用这种“项目制”的方式进行管理。
为了便于协作和管理，我们“将相关数据和相关方法封装到一个独立的实体”，于是“对象”产生了。 比如，我们的一个学生对象：
有属性(静态特征)：年龄：18，姓名：高淇，学号：1234
也可以有方法(动态行为)：学习，吃饭，考试

对象和类的概念

类：我们叫做class。
对象：我们叫做Object,instance(实例)。

总结

• 对象是具体的事物;类是对对象的抽象;
• 类可以看成一类对象的模板，对象可以看成该类的一个具体实例。
• 类是用于描述同一类型的对象的一个抽象概念，类中定义了这一类对象所应具有的共同的属性、方法。

属性

属性用于定义该类或该类对象包含的数据或者静态特征。属性作用范围是整个类体。

属性

方法

方法用于定义该类或该类实例的行为特征和功能实现。方法是类和对象行为特征的抽象。

面向对象的内存分析

栈的特点

• 栈描述的是方法执行的内存模型。每个方法被调用都会创建一个栈帧(存储局部变量、操作数、方法出口等)
• JVM为每个线程创建一个栈，用于存放该线程执行方法的信息(实际参数、局部变量等)
• 栈属于线程私有，不能实现线程间的共享
• 栈的存储特性是"先进后出，后进先出"
• 栈是由系统自动分配，速度快。栈是一个连续的内存空间

堆的特点

• 堆用于存储创建好的对象和数组(数组也是对象)
• JVM只有一个堆，被所有线程共享
• 堆是一个不连续的内存空间，分配灵活，速度慢

方法区(又叫静态区)特点如下：

• JVM只有一个方法区，被所有线程共享
• 方法区实际也是堆，只是用于存储类、常量相关的信息

• 用来存放程序中永远是不变或唯一的内容

  
  内存分配图

构造方法

构造器也叫构造方法，用于对象的初始化。构造器是一个创建对象时自动调用的特殊方法，目的是对象的初始化。构造器的名称应与类的名称一致。
要点：
1.通过new关键字调用。
2.构造器虽然有返回值，但是不能定义返回值类型(返回值的类型肯定是本类)，不能在构造器里使用return返回某个值。
3.如果我们没有定义构造器，则编译器会自动定义一个无参的构造函数。如果已定义则编译器不会自动添加。
4. 构造器的方法名必须和类名一致。

构造方法的重载

构造方法也是方法，只不过有特殊的作用而已。构造方法重载可以创建不同的对象实例。

垃圾回收机制

垃圾收集GC（Garbage Collection）是Java语言的核心技术之一， 在Java中，程序员不需要去关心内存动态分配和垃圾回收的问题，这一切都交给了JVM来处理。
什么样的对象才是垃圾？
对于Java对象来讲，如果说这个对象没有被其他对象所引用该对象就是无用的，此对象就被称为垃圾，其占用的内存也就要被销毁。
内存管理
Java的内存管理很大程度指的就是对象的管理，其中包括对象空间的分配和释放。
对象空间的分配：使用new关键字创建对象即可
对象空间的释放：将对象赋值null即可。垃圾回收器将负责回收所有”不可达”对象的内存空间。
垃圾回收过程
1.发现无用的对象
2.回收无用对象占用的内存空间
标记垃圾的算法
Java中标记垃圾的算法主要又两种，引用计数法和可达性分析法。

• 引用计数法
  引用计数法就是给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它，计数器就加 1；当引用失效，计数器就减 1；任何时候计数器为 0 的对象就是不可能再被使用的，可以当做垃圾收集。优点：执行效率高，程序执行受影响较小。缺点：无法检测出循环引用的情况，导致内存泄露。
• 可达性分析算法
  程序把所有的引用关系看作一张图，从一个节点GC ROOT开始，寻找对应的引用节点，找到这个节点以后，继续寻找这个节点的引用节点，当所有的引用节点寻找完毕之后，剩余的节点则被认为是没有被引用到的节点，即无用的节点。

通用的分代垃圾回收机制

分代垃圾回收机制，是基于这样一个事实：不同的对象的生命周期是不一样的。 因此，不同生命周期的对象可以采取不同的回收算法，以便提高回收效率。我们将对象分为三种状态：年轻代、年老代、持久代。JVM将堆内存划分为 Eden、Survivor 和 Tenured/Old 空间。
1.年轻代
所有新生成的对象首先都是放在Eden区。 年轻代的目标就是尽可能快速的收集掉那些生命周期短的对象，对应的是Minor GC，每次 Minor GC 会清理年轻代的内存，算法采用效率较高的复制算法，频繁的操作，但是会浪费内存空间。当“年轻代”区域存放满对象后，就将对象存放到年老代区域。
2.年老代
在年轻代中经历了N(默认15)次垃圾回收后仍然存活的对象，就会被放到年老代中。因此，可以认为年老代中存放的都是一些生命周期较长的对象。年老代对象越来越多，我们就需要启动Major GC和Full GC(全量回收)，来一次大扫除，全面清理年轻代区域和年老代区域。
3.持久代
用于存放静态文件，如Java类、方法等。持久代对垃圾回收没有显著影响。

Minor GC：用于清理年轻代区域。Eden区满了就会触发一次Minor GC。
Major GC：用于清理老年代区域。
Full GC：用于清理年轻代、年老代区域。 成本较高，会对系统性能产生影响。

垃圾回收过程：

1.新创建的对象，绝大多数都会存储在Eden中
2.当Eden满了不能创建新对象，则触发垃圾回收(GC)，将无用对象清理掉，然后剩余对象复制到某个Survivor中，如S1，同时清空Eden区
3.当Eden区再次满了，会将S1中的不能清空的对象存在另外一个Survivor中，如S2，同时将Eden区中的不能清空的对象，也复制到S1中，保证Eden和S1，均被清空。
4.重复多次(默认15次)Survivor中没有被清理的对象，则会复制到老年代Old(Tenured)区中
5.当Old区满了，则会触发一个一次完整地垃圾回收(FullGC)，之前新生代的垃圾回收称为(minorGC)

JVM调优和Full GC

在对JVM调优的过程中，很大一部分工作就是对于Full GC的调节。有如下原因可能导致Full GC：
1.年老代(Tenured)被写满
2.持久代(Perm)被写满
3.System.gc()被显式调用（程序建议GC启动，不是调用GC）
4.上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化

开发中容易造成内存泄露的操作

创建大量无用对象
静态集合类的使用
各种连接对象(IO流对象、数据库连接对象、网络连接对象)未关闭
监听器的使用

this关键字

对象创建的过程和this的本质

创建一个对象分为如下四步：
1.分配对象空间，并将对象成员变量初始化为0或空
2.执行属性值的显示初始化
3.执行构造方法
4.返回对象的地址给相关的变量
this最常的用法：
　　1. 在程序中产生二义性之处，应使用this来指明当前对象;普通方法中，this总是指向调用该方法的对象。构造方法中，this总是指向正要初始化的对象。
　　2. 使用this关键字调用重载的构造方法，避免相同的初始化代码。但只能在构造方法中用，并且必须位于构造方法的第一句。
　　3. this不能用于static方法中。

static关键字

在类中，用static声明的成员变量为静态成员变量，也称为类变量。 类变量的生命周期和类相同，在整个应用程序执行期间都有效。它有如下特点：
　　1. 为该类的公用变量，属于类，被该类的所有实例共享，在类被载入时被显式初始化。
　　2. 对于该类的所有对象来说，static成员变量只有一份。被该类的所有对象共享。
　　3. 一般用“类名.类属性/方法”来调用。(也可以通过对象引用或类名(不需要实例化)访问静态成员。)
　　4. 在static方法中不可直接访问非static的成员。
核心要点：

• static修饰的成员变量和方法，从属于类。
• 普通变量和方法从属于对象的。

静态初始化块

构造方法用于对象的初始化!静态初始化块，用于类的初始化操作!在静态初始化块中不能直接访问非static成员。

参数传值机制

Java中，方法中所有参数都是“值传递”，也就是“传递的是值的副本”。

基本数据类型的传值

传递的是值的副本。 副本改变不会影响原件。

引用类型参数的传值

传递的是值的副本。但是引用类型指的是“对象的地址”。

包

包机制是Java中管理类的重要手段。 开发中，我们会遇到大量同名的类，通过包我们很容易对解决类重名的问题，也可以实现对类的有效管理。 包对于类，相当于文件夹对于文件的作用。

package

1.通常是类的第一句非注释性语句。
2.包名：域名倒着写即可，再加上模块名，便于内部管理类。
注意事项：

• 写项目时都要加包，不要使用默认包。
• com.gao和com.gao.car，这两个包没有包含关系，是两个完全独立的包。只是逻辑上看起来后者是前者的一部分。

JDK中的主要包

JDK中的主要包

导入类import

如果我们要使用其他包的类，需要使用import导入，从而可以在本类中直接通过类名来调用，否则就需要书写类的完整包名和类名。import后，便于编写代码，提高可维护性。
注意要点：

• Java会默认导入java.lang包下所有的类，因此这些类我们可以直接使用。
• 如果导入两个同名的类，只能用包名+类名来显示调用相关类

静态导入

静态导入(static import)是在JDK1.5新增加的功能，其作用是用于导入指定类的静态属性，这样我们可以直接使用静态属性
例:
import static java.lang.Math.*;//导入Math类的所有静态属性