java学习中的一些总结

最近java要考试了，在复习的时候就发现什么成员变量，成员函数，静态，非静态，里面的一些东西都乱七八糟的（其实是我太菜了，没有理解透彻）

我查了很多相关的资料，网上很多大佬总结的非常好

知识点一

成员变量和方法有一些区别

成员变量：当子父类有同名成员变量时，多态调用时，只看调用该成员变量的引用所属于的类中的成员变量。简单说：无论编译或运行，都看等号的左边就行了。

成员函数：当子父类有同名成员函数时，多态调用时，编译时看的是引用变量所属的类中的方法；运行时，看的是对象所属的类中的方法。简单说：编译看左边，运行看右边。

注：1.非静态成员方法可重写，静态方法是不能被覆盖的。（原因：在子类中，可以定义与父类同名的静态方法，不过并不存在“多态”，严格的说，方法间没有多态就不能称作“覆盖”。所以说，子类的静态方法，并没有覆盖父类的方法。），静态方法相当于是类的方法，可以在类中直接使用，而非静态方法只能通过创建对象，来使用对象的该方法。

运行结果：

运行结果：

（1） 静态方法中可以直接调用同类中的静态成员，但不能直接调用非静态成员。如：

如果希望在静态方法中调用非静态变量，可以通过创建类的对象，然后通过对象来访问非静态变量。如：

（2） 在普通成员方法中，则可以直接访问同类的非静态变量和静态变量，如下所示：

（3） 静态方法中不能直接调用非静态方法，需要通过对象来访问非静态方法。如：

2.静态变量的创建与实例对象无关。只在系统加载其所在类时分配空间并初始化，且在创建该类的实例对象时不再分配空间。只创建一次

知识点二

Java对象的创建过程，实例化与初始化

当一个对象被创建时，虚拟机就会为其分配内存来存放对象自己的实例变量及其从父类继承过来的实例变量(即使这些从超类继承过来的实例变量有可能被隐藏也会被分配空间)。在为这些实例变量分配内存的同时，这些实例变量也会被赋予默认值(零值)。在内存分配完成之后，Java虚拟机就会开始对新创建的对象按照程序猿的意志进行初始化。在Java对象初始化过程中，主要涉及三种执行对象初始化的结构，分别是 实例变量初始化、实例代码块初始化 以及 构造函数初始化。

1、实例变量初始化与实例代码块初始化

　　我们在定义（声明）实例变量的同时，还可以直接对实例变量进行赋值或者使用实例代码块对其进行赋值。如果我们以这两种方式为实例变量进行初始化，那么它们将在构造函数执行之前完成这些初始化操作。实际上，如果我们对实例变量直接赋值或者使用实例代码块赋值，那么编译器会将其中的代码放到类的构造函数中去，并且这些代码会被放在对超类构造函数的调用语句之后(还记得吗？Java要求构造函数的第一条语句必须是超类构造函数的调用语句)，构造函数本身的代码之前。

特别需要注意的是，Java是按照编程顺序来执行实例变量初始化器和实例初始化器中的代码的，并且不允许顺序靠前的实例代码块初始化在其后面定义的实例变量

2、构造函数初始化

　　实例变量初始化与实例代码块初始化总是发生在构造函数初始化之前，那么我们下面着重看看构造函数初始化过程。众所周知，每一个Java中的对象都至少会有一个构造函数，如果我们没有显式定义构造函数，那么它将会有一个默认无参的构造函数。在编译生成的字节码中，这些构造函数会被命名成<init>()方法，参数列表与Java语言书写的构造函数的参数列表相同。

　　我们知道，Java要求在实例化类之前，必须先实例化其超类，以保证所创建实例的完整性。事实上，这一点是在构造函数中保证的：Java强制要求Object对象(Object是Java的顶层对象，没有超类)之外的所有对象构造函数的第一条语句必须是超类构造函数的调用语句或者是类中定义的其他的构造函数，如果我们既没有调用其他的构造函数，也没有显式调用超类的构造函数，那么编译器会为我们自动生成一个对超类构造函数的调用

3、 小结

　　总而言之，实例化一个类的对象的过程是一个典型的递归过程，如下图所示。进一步地说，在实例化一个类的对象时，具体过程是这样的：

　　在准备实例化一个类的对象前，首先准备实例化该类的父类，如果该类的父类还有父类，那么准备实例化该类的父类的父类，依次递归直到递归到Object类。此时，首先实例化Object类，再依次对以下各类进行实例化，直到完成对目标类的实例化。具体而言，在实例化每个类时，都遵循如下顺序：先依次执行实例变量初始化和实例代码块初始化，再执行构造函数初始化。也就是说，编译器会将实例变量初始化和实例代码块初始化相关代码放到类的构造函数中去，并且这些代码会被放在对超类构造函数的调用语句之后，构造函数本身的代码之前。

Ps:可以参考大佬的几篇博文

《 算法设计方法：递归的内涵与经典应用》

《 JVM类加载机制概述：加载时机与加载过程》

Java程序运行过程

1.编译过程

在Java中指将**.java**文件转化为 .class文件（字节码文件）的过程。

其中这个字节码文件，真正的实现了跨平台、跨语言。因为JVM里运行的就是.class文件，只要符合这个格式就能运行。所以在任何平台，用任何语言只要你能把程序编译成字节码文件就能在JVM里运行。

例如	在源程序中有一个类叫User，一个接口叫Iner，编译后生成的是User.class  Iner.class

在编译阶段，编译器收集所有的静态字段的赋值语句及静态代码块，并按语句出现的顺序拼接出一个类初始化方法()

2.Java 类加载过程

Class的生命周期

一个Class在虚拟机中的完整生命周期如下图所示：

需要说明的是，上述的流程只是描述了逻辑上各个阶段的开始顺序，实际过程中，各个阶段可能是交错进行，并不是一个阶段等到另一个阶段完全完成才开始执行。

加载

加载一个Class需要完成以下3件事：

• 通过Class的全限定名获取Class的二进制字节流
• 将Class的二进制内容加载到虚拟机的方法区
• 在内存中生成一个java.lang.Class对象表示这个Class

获取Class的二进制字节流这个步骤有多种方式：

• 从zip中读取，如：从jar、war、ear等格式的文件中读取Class文件内容
• 从网络中获取，如：Applet
• 动态生成，如：动态代理、ASM框架等都是基于此方式
• 由其他文件生成，典型的是从jsp文件生成相应的Class

加载过程为类的静态变量分配内存并设为JVM默认的初值，对于非静态的变量，则不会为它们分配内存。

静态变量的初值为JVM默认的初值，而不是我们在程序中设定的初值。

​ JVM默认的初值：

​ 基本类型（int、long、short、char…）的默认值为0。
​ 引用类型 null

校验

验证一个Class的二进制内容是否合法，主要包括4个阶段：

• 文件格式验证，确保文件格式符合Class文件格式的规范。如：验证魔数、版本号等。
• 元数据验证，确保Class的语义描述符合Java的Class规范。如：该Class是否有父类、是否错误继承了final类、是否一个合法的抽象类等。
• 字节码验证，通过分析数据流和控制流，确保程序语义符合逻辑。如：验证类型转换是合法的。
• 符号引用验证，发生于符号引用转换为直接引用的时候（转换发生在解析阶段）。如：验证引用的类、成员变量、方法的是否可以被访问（IllegalAccessError），当前类是否存在相应的方法、成员等（NoSuchMethodError、NoSuchFieldError）。

准备

在准备阶段，虚拟机会在方法区中为Class分配内存，并设置static成员变量的初始值为默认值。注意这里仅仅会为static变量分配内存（static变量在方法区中），并且初始化static变量的值为其所属类型的默认值。如：int类型初始化为0，引用类型初始化为null。即使声明了这样一个static变量：

public static int a = 123;

在准备阶段后，a在内存中的值仍然是0, 赋值123这个操作会在中初始化阶段执行，因此在初始化阶段产生了对应的Class对象之后a的值才是123 。

解析

解析阶段，虚拟机会将常量池中的符号引用替换为直接引用，解析主要针对的是类、接口、方法、成员变量等符号引用。在转换成直接引用后，会触发校验阶段的符号引用验证，验证转换之后的直接引用是否能找到对应的类、方法、成员变量等。这里也可见类加载的各个阶段在实际过程中，可能是交错执行。

初始化

初始化阶段即开始在内存中构造一个Class对象来表示该类，即执行类构造器<clinit>()的过程。需要注意下，<clinit>()不等同于创建类实例的构造方法<init>()

• <clinit>()方法中执行的是对static变量进行赋值的操作，以及static语句块中的操作。
• 虚拟机会确保先执行父类的<clinit>()方法。
• 如果一个类中没有static的语句块，也没有对static变量的赋值操作，那么虚拟机不会为这个类生成<clinit>()方法。
• 虚拟机会保证<clinit>（）方法的执行过程是线程安全的。
  因此，存在如下一种最简单的单例模式的实现：

public class Singleton {
	public static final INSTANCE = new Singleton();
	private Singleton() {
	}
}

　　

3.执行过程

引擎寻找main（）方法，执行其中字节码指令

对象实例会被放进JVM的java堆

一个线程产生一个java栈，当运行到一个方法就创建一个栈帧（包含局部变量表、操作栈、方法返回值），将它入栈，方法执行结束出栈。

当运行一个子类程序时，JVM首先会加载其父类再是子类，所以会先执行父类和子类的静态代码域，加载完成后，开始编译执行，会先去初始化父类再去构造子类，而初始化父类的操作是，先是main（）方法（它也是一个静态方法），再是非静态代码块，最后是构造函数。完成了父类的创建后，按照相同的规则去构造子类。

所以综上，java程序的初始化的执行顺序：父类静态变量-》父类静态代码块-》子类静态变量-》子类静态代码块-》父类非静态变量-》父类非静态代码块-》父类构造方法-》子类非静态变量-》子类非静态代码块-》子类构造方法