Java基础

Java基础

JDK、JRE、JVM

JVM java虚拟机，运行java程序的程序，包含类加载器、内存、执行引擎
JRE java运行环境，包含JVM和一组运行java程序最基本的类库
JDK java开发工具，包含JRE和一些开发类库，比如java编译命令，javac反编译命令

JVM有哪些实现

hospot、Zing、J9、JRockit

java基本类型

• byte 8位 有符号整形
• short 16位 有符号整形
• char 16位 无符号字符型
• int 32位 有符号整形
• long 64位 有符号整形
• float 32位 有符号单精度浮点型
• double 64位 有符号双精度浮点型
• boolean 1位 true或false

可见性修饰符

• public 可见
• protected 子类可见
• default 同包可见
• private 类内可见

重载和重写

• 重载 方法名相同，参数不同，返回值无所谓；方法名+参数形成全限定名
• 重写 子类继承父类，写一个与父类方法名和参数都一样的方法，会覆盖父类方法；重写的方法可见性修饰符不能低于父类，异常不能超过父类，否则在多态下会有问题

位运算

• &与运算
• |或运算
• ^异或运算 无进位加法

• 左移 相当于/2

• 无符号左移 相当于/2

• <<右移 相当于*2

位运算执行优先级低于加减乘除

final关键字

修饰类 代表此类不可被继承
修饰方法 代表此方法不可被重写
修饰变量 代表此变量一旦赋值就不可以被修改

局部内部类使用局部变量时为什么要加final

局部内部类的生命周期可能会大于创建他的方法，而局部变量的生命周期是跟随方法的，所以为了保证超出方法的生命周期之后还能访问到局部变量，内部类复制局部变量的引用，为了保证局部变量不修改，使用final修饰

String为什么要定义为final

String类被设计成不可变的类，主要执行了三点：
1.char数组使用final修饰
2.提供的方法不会修改char数组元素
3.使用final修饰类，防止方法被重写
String类被设计为不可变的类：
1.主要原因，要复用字符串缓存池，享元模式
2.使用安全，比如在传递字符串过程中，不会导致字符串被改变
3.线程安全，没有并发问题

new一个类的过程

类加载阶段 static属性和static代码块组成<cinit>方法被调用
类实例化阶段 按顺序给成员变量赋值、非静态代码块、构造方法
有父类，优先父类的静态加载和非静态加载

String StringBuilder StringBuffer

String 字符串类 不可变 字符串常量池
StringBuilder 可变长字符串，append操作，内部维护一个char数组，使用System.arraycopy进行数组扩容和拼接；线程不安全
StringBuffer append使用的synconized修饰保证线程安全

抽象类和接口

接口 全是抽象方法，没有成员变量，可以有常量，可以多实现，没有构造方法，描述的是能力
抽象类 可以有抽象方法，也可以有普通方法，不可以new，描述的是一类相同或相似的事物的属性

异常

Throwable 所有异常的顶级父接口
Error 继承Throwable 多为系统级异常 比如OOM
Exception 继承Throwable checked异常
RuntimeException 继承Exception unchecked异常

反射

java提供反射机制，供程序运行阶段创建对象，或动态修改对象内容;
获取filed或者method比较耗时，可以使用缓存提升性能

内部类

• 成员内部类 生命周期依赖外部类实例化对象，可以访问外部类的所有属性
• 静态内部类 static修饰，依赖外部类class对象，可以访问外部类所有静态属性HashMap.Entry
• 局部内部类 定义在方法内部，非静态，可以访问外部类的所有成员属性，访问局部属性需要加final（1.8之后不用加，隐式加）
• 匿名内部类 不需要定义，可以访问外部类的所有成员属性，访问局部属性需要加final（1.8之后不用加，隐式加），多用于lambda表达式创建接口实现。

泛型

提供了编译时类型安全检测机制，编译阶段去泛型，
泛型方法，泛型类可以对参数进行类型限制，返回值使用泛型，可以省却强制转换
<? extend XXXX> <? super XXXX>

序列化和transient

java序列化有两种形式 实现Serializable接口和实现Externalizable
通过ObjectInputStream和ObjectOutputStream进行序列化和反序列化
被transient标记的属性不会被序列化。
如果对象声明了readObject和writeObject方法，对象在被序列化的时候会执行对象的readObject和writeObject方法。

深表复制和浅表复制

java中实现Cloneable接口，才可以使用Object提供clone方法；
默认的clone只是浅表复制，如果需要深表复制，需要自己实现；
浅表复制 基本对象复制值，引用对象复制地址
深表复制 都复制值
深表复制要注意循环；

BIO、NIO、AIO

• 阻塞IO 同步阻塞，用户发出IO操作，会阻塞在那里直到数据准备好，比如read操作
• 非阻塞IO 同步非阻塞，同步指读数据同步，用户发出IO操作，read操作会返回空或抛出异常，告知用户线程数据还没有准备好，可以先去干别的；用户可以将一些没返回的IO操作缓存，定时去轮询read
• IO多路复用 用户发出IO操作，read操作会返回空或抛出异常，告知用户线程数据还没有准备好；内核提供方法，获取一批已经准备好数据的IO，用户直接轮询这些IO操作就好了
• AIO 异步非阻塞，数据准备跟读数据都是异步的，用户发出IO操作，由内核监听IO准备情况，用户先去干别的，内核会在数据准备完成之后通知用户，用户说读数据，然后再去干别的，数据读完会通知用户来使用。

IO多路复用(select/poll/epoll)演变
select是内核内部轮询准备好的数据，但是有数据量限制最多1000；poll本质上还是select，只是没有数据量限制了
epoll是一种信号驱动的，先epoll_create申请一个epoll空间，epoll_ctl向epoll空间中注册监听事件，然后使用epoll_wait等待时间的到来，根据不同的时间类型来进行操作
IO中的阻塞主要在两个阶段，数据准备（硬件->内核）和数据读取（内核->用户）

Java中的NIO

面向缓存，buffer、selector、chanel
socket来了之后绑定一个chanel，selector记录下这个chanel进行轮询，读取到的数据写入buffer

Java集合和Map

ArrayList

内部为数组结构; 初始10,扩容 a+a/2; 按下标检索快，删除元素、扩容慢

LinkedList

内部为链表结构;增删元素快，按下标检索慢，需要迭代；遍历速度比arrayList快一丢丢

HashSet

无序不重复集合，内部复用HashMap

TreeSet

有序set，内部复用TreeMap

TreeMap

有序map，内部为红黑树

HashTable

同步map，内部数组+链表 synconized

HashMap

JDK1.7 数组+链表，链表头插法
JDK1.8 数组+链表+红黑树，数组长度超过64、链表长度超过8转化为红黑树、泊松分布，会退化；链表尾插法
初始16，记载因子0.75；扩容为2的n次幂，超过容量*加载因子后触发扩容；hash 高16^低16 ；数组下标计算 (hash& 数组长度-1) ；扩容需要rehash，创建一个新的数组，hash完成替换老数组；

JDK动态代理

关键是实现InvocationHandler，通过Proxy.newProxyInstance获取代理对象