Java基礎(chǔ)

JDK、JRE、JVM

JVM java虛擬機(jī)，運(yùn)行java程序的程序，包含類加載器、內(nèi)存、執(zhí)行引擎
JRE java運(yùn)行環(huán)境，包含JVM和一組運(yùn)行java程序最基本的類庫
JDK java開發(fā)工具，包含JRE和一些開發(fā)類庫，比如java編譯命令，javac反編譯命令

JVM有哪些實(shí)現(xiàn)

hospot、Zing、J9、JRockit

java基本類型

• byte 8位 有符號整形
• short 16位 有符號整形
• char 16位 無符號字符型
• int 32位 有符號整形
• long 64位 有符號整形
• float 32位 有符號單精度浮點(diǎn)型
• double 64位 有符號雙精度浮點(diǎn)型
• boolean 1位 true或false

可見性修飾符

• public 可見
• protected 子類可見
• default 同包可見
• private 類內(nèi)可見

重載和重寫

• 重載 方法名相同，參數(shù)不同，返回值無所謂；方法名+參數(shù)形成全限定名
• 重寫 子類繼承父類，寫一個(gè)與父類方法名和參數(shù)都一樣的方法，會覆蓋父類方法；重寫的方法可見性修飾符不能低于父類，異常不能超過父類，否則在多態(tài)下會有問題

位運(yùn)算

• &與運(yùn)算
• |或運(yùn)算
• ^異或運(yùn)算 無進(jìn)位加法

• 左移 相當(dāng)于/2

• 無符號左移 相當(dāng)于/2

• <<右移 相當(dāng)于*2

位運(yùn)算執(zhí)行優(yōu)先級低于加減乘除

final關(guān)鍵字

修飾類 代表此類不可被繼承
修飾方法 代表此方法不可被重寫
修飾變量 代表此變量一旦賦值就不可以被修改

局部內(nèi)部類使用局部變量時(shí)為什么要加final

局部內(nèi)部類的生命周期可能會大于創(chuàng)建他的方法，而局部變量的生命周期是跟隨方法的，所以為了保證超出方法的生命周期之后還能訪問到局部變量，內(nèi)部類復(fù)制局部變量的引用，為了保證局部變量不修改，使用final修飾

String為什么要定義為final

String類被設(shè)計(jì)成不可變的類，主要執(zhí)行了三點(diǎn)：
1.char數(shù)組使用final修飾
2.提供的方法不會修改char數(shù)組元素
3.使用final修飾類，防止方法被重寫
String類被設(shè)計(jì)為不可變的類：
1.主要原因，要復(fù)用字符串緩存池，享元模式
2.使用安全，比如在傳遞字符串過程中，不會導(dǎo)致字符串被改變
3.線程安全，沒有并發(fā)問題

new一個(gè)類的過程

類加載階段 static屬性和static代碼塊組成<cinit>方法被調(diào)用
類實(shí)例化階段 按順序給成員變量賦值、非靜態(tài)代碼塊、構(gòu)造方法
有父類，優(yōu)先父類的靜態(tài)加載和非靜態(tài)加載

String StringBuilder StringBuffer

String 字符串類 不可變 字符串常量池
StringBuilder 可變長字符串，append操作，內(nèi)部維護(hù)一個(gè)char數(shù)組，使用System.arraycopy進(jìn)行數(shù)組擴(kuò)容和拼接；線程不安全
StringBuffer append使用的synconized修飾保證線程安全

抽象類和接口

接口 全是抽象方法，沒有成員變量，可以有常量，可以多實(shí)現(xiàn)，沒有構(gòu)造方法，描述的是能力
抽象類 可以有抽象方法，也可以有普通方法，不可以new，描述的是一類相同或相似的事物的屬性

異常

Throwable 所有異常的頂級父接口
Error 繼承Throwable 多為系統(tǒng)級異常 比如OOM
Exception 繼承Throwable checked異常
RuntimeException 繼承Exception unchecked異常

反射

java提供反射機(jī)制，供程序運(yùn)行階段創(chuàng)建對象，或動態(tài)修改對象內(nèi)容;
獲取filed或者method比較耗時(shí)，可以使用緩存提升性能

內(nèi)部類

• 成員內(nèi)部類 生命周期依賴外部類實(shí)例化對象，可以訪問外部類的所有屬性
• 靜態(tài)內(nèi)部類 static修飾，依賴外部類class對象，可以訪問外部類所有靜態(tài)屬性HashMap.Entry
• 局部內(nèi)部類 定義在方法內(nèi)部，非靜態(tài)，可以訪問外部類的所有成員屬性，訪問局部屬性需要加final（1.8之后不用加，隱式加）
• 匿名內(nèi)部類 不需要定義，可以訪問外部類的所有成員屬性，訪問局部屬性需要加final（1.8之后不用加，隱式加），多用于lambda表達(dá)式創(chuàng)建接口實(shí)現(xiàn)。

泛型

提供了編譯時(shí)類型安全檢測機(jī)制，編譯階段去泛型，
泛型方法，泛型類可以對參數(shù)進(jìn)行類型限制，返回值使用泛型，可以省卻強(qiáng)制轉(zhuǎn)換
<? extend XXXX> <? super XXXX>

序列化和transient

java序列化有兩種形式 實(shí)現(xiàn)Serializable接口和實(shí)現(xiàn)Externalizable
通過ObjectInputStream和ObjectOutputStream進(jìn)行序列化和反序列化
被transient標(biāo)記的屬性不會被序列化。
如果對象聲明了readObject和writeObject方法，對象在被序列化的時(shí)候會執(zhí)行對象的readObject和writeObject方法。

深表復(fù)制和淺表復(fù)制

java中實(shí)現(xiàn)Cloneable接口，才可以使用Object提供clone方法；
默認(rèn)的clone只是淺表復(fù)制，如果需要深表復(fù)制，需要自己實(shí)現(xiàn)；
淺表復(fù)制 基本對象復(fù)制值，引用對象復(fù)制地址
深表復(fù)制 都復(fù)制值
深表復(fù)制要注意循環(huán)；

BIO、NIO、AIO

• 阻塞IO 同步阻塞，用戶發(fā)出IO操作，會阻塞在那里直到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好，比如read操作
• 非阻塞IO 同步非阻塞，同步指讀數(shù)據(jù)同步，用戶發(fā)出IO操作，read操作會返回空或拋出異常，告知用戶線程數(shù)據(jù)還沒有準(zhǔn)備好，可以先去干別的；用戶可以將一些沒返回的IO操作緩存，定時(shí)去輪詢r(jià)ead
• IO多路復(fù)用 用戶發(fā)出IO操作，read操作會返回空或拋出異常，告知用戶線程數(shù)據(jù)還沒有準(zhǔn)備好；內(nèi)核提供方法，獲取一批已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)的IO，用戶直接輪詢這些IO操作就好了
• AIO 異步非阻塞，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備跟讀數(shù)據(jù)都是異步的，用戶發(fā)出IO操作，由內(nèi)核監(jiān)聽IO準(zhǔn)備情況，用戶先去干別的，內(nèi)核會在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成之后通知用戶，用戶說讀數(shù)據(jù)，然后再去干別的，數(shù)據(jù)讀完會通知用戶來使用。

IO多路復(fù)用(select/poll/epoll)演變
select是內(nèi)核內(nèi)部輪詢準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)，但是有數(shù)據(jù)量限制最多1000；poll本質(zhì)上還是select，只是沒有數(shù)據(jù)量限制了
epoll是一種信號驅(qū)動的，先epoll_create申請一個(gè)epoll空間，epoll_ctl向epoll空間中注冊監(jiān)聽事件，然后使用epoll_wait等待時(shí)間的到來，根據(jù)不同的時(shí)間類型來進(jìn)行操作
IO中的阻塞主要在兩個(gè)階段，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備（硬件->內(nèi)核）和數(shù)據(jù)讀?。▋?nèi)核->用戶）

Java中的NIO

面向緩存，buffer、selector、chanel
socket來了之后綁定一個(gè)chanel，selector記錄下這個(gè)chanel進(jìn)行輪詢，讀取到的數(shù)據(jù)寫入buffer

Java集合和Map

ArrayList

內(nèi)部為數(shù)組結(jié)構(gòu); 初始10,擴(kuò)容 a+a/2; 按下標(biāo)檢索快，刪除元素、擴(kuò)容慢

LinkedList

內(nèi)部為鏈表結(jié)構(gòu);增刪元素快，按下標(biāo)檢索慢，需要迭代；遍歷速度比arrayList快一丟丟

HashSet

無序不重復(fù)集合，內(nèi)部復(fù)用HashMap

TreeSet

有序set，內(nèi)部復(fù)用TreeMap

TreeMap

有序map，內(nèi)部為紅黑樹

HashTable

同步map，內(nèi)部數(shù)組+鏈表 synconized

HashMap

JDK1.7 數(shù)組+鏈表，鏈表頭插法
JDK1.8 數(shù)組+鏈表+紅黑樹，數(shù)組長度超過64、鏈表長度超過8轉(zhuǎn)化為紅黑樹、泊松分布，會退化；鏈表尾插法
初始16，記載因子0.75；擴(kuò)容為2的n次冪，超過容量*加載因子后觸發(fā)擴(kuò)容；hash 高16^低16 ；數(shù)組下標(biāo)計(jì)算 (hash& 數(shù)組長度-1) ；擴(kuò)容需要rehash，創(chuàng)建一個(gè)新的數(shù)組，hash完成替換老數(shù)組；

JDK動態(tài)代理

關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)InvocationHandler，通過Proxy.newProxyInstance獲取代理對象