java程序设计基本概念 jvm

JVM

(1)对于字符串：其对象的引用都是存储在栈中的，如果是编译期已经创建好(直接用双引号定义的)的就存储在常量池中，如果是运行期（new出来的）才能确定的就存储在堆中。对于equals相等的字符串，在常量池中永远只有一份，在堆中有多份。

例如：

1 String s1 = "china";
2 String s2 = "china";
3 String s3 = "china";
4 String ss1 = new String("china");
5 String ss2 = new String("china");
6 String ss3 = new String("china");   

对于通过new产生一个字符串（假设为”china”）时，会先去常量池中查找是否已经有了”china”对象，如果没有则在常量池中创建一个此字符串对象，然后堆中再创建一个常量池中此”china”对象的拷贝对象。

这也就是有道面试题：String s = new String(“xyz”);产生几个对象？答：一个或两个，如果常量池中原来没有”xyz”,就是两个。

 

(2)对于基础类型的变量和常量：变量和引用存储在栈中，常量存储在常量池中。

例如：

1 int i1 = 9;
2 int i2 = 9;
3 int i3 = 9;
4 public static final int INT1 = 9;
5 public static final int INT2 = 9;
6 public static final int INT3 = 9;

对于成员变量和局部变量：成员变量就是方法外部，类的内部定义的变量；局部变量就是方法或语句块内部定义的变量。局部变量必须初始化。

形式参数是局部变量，局部变量的数据存在于栈内存中。栈内存中的局部变量随着方法的消失而消失。

成员变量存储在堆中的对象里面，由垃圾回收器负责回收。

例题详解：

http://www.cnblogs.com/Eason-S/p/5658230.html

http://www.jianshu.com/p/c7f47de2ee80

http://www.cnblogs.com/sunada2005/p/3577799.html

http://www.cnblogs.com/dingyingsi/p/3760447.html

Java异常机制

http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/6155636

http://yangshen998.iteye.com/blog/1311682

final、finally和finalize的区别

http://blog.csdn.net/lichaohn/article/details/5424519

反射

java中的反射reflection是java程序开发语言的特点之一，他允许运行中的java程序对自身进行检查，并直接操作程序的内部属性。在实际应用中并不多。

所谓反射，是指在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性。这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射机制。

反射有如下的功能：

在运行时判断任意一个对象所属的类； 
在运行时构造任意一个类的对象； 
在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法； 
在运行时调用任意一个对象的方法； 
生成动态代理。

这里的反射主要通过 Class 类来实现。

实例：

java.lang.reflect.Constructor

一、Constructor类是什么
　　Constructor是一个类,位于java.lang.reflect包下。
　　在Java反射中 Constructor类描述的是 类的构造方法信息,通俗来讲 有一个类如下：

 1 package com.testReflect;
 2 public class ConstructorDemo {
 3     private int num;
 4     private String str;
 5
 6     public ConstructorDemo(){
 7         num = 2;
 8         str = "xixi";
 9     }
10
11     public ConstructorDemo(int num,String str){
12         this.num = num;
13         this.str = str;
14     }
15
16     @Override
17     public String toString() {
18         return "ConstructorDemo [num=" + num + ", str=" + str + "]";
19     }
20 }

　　在Java反射中ConstructorDemo类中的构造方法ConstructorDemo()、ConstructorDemo(int num,String str)都是Constructor类的实例，这个Constructor类的实例描述了构造方法的全部信息。（包括：方法修饰符、方法名称、参数列表 等等）

二、如何获取Constructor类对象
　　一共有4种方法,全部都在Class类中:
　　　　- getConstructors()：获取类中的公共方法
　　　　- getConstructor(Class[] params): 获取类的特定构造方法,params参数指定构造方法的参数类型
　　　　- getDeclaredConstructors(): 获取类中所有的构造方法(public、protected、default、private)
　　　　- getDeclaredConstructor(Class[] params): 获取类的特定构造方法,params参数指定构造方法的参数类型

三、Constructor类中常用的方法
　　对于构造方法,我们就是用来创建类的实例的，但是在Java反射中需要注意的是:默认构造函数和带参数的构造方法创建实例的区别。

 1 package com.testReflect;
 2
 3 import java.lang.reflect.Constructor;
 4 import java.lang.reflect.Modifier;
 5
 6 public class ConstructorTest {
 7     public static void main(String[] args) throws Exception {
 8         //使用反射第一步:获取操作类ConstructorDemo所对应的Class对象
 9         Class<?> cls = Class.forName("com.testReflect.ConstructorDemo");
10
11         //获取默认的构造函数
12         Constructor constructor1 = cls.getConstructor(new Class[]{});
13         //获取构造函数信息
14         System.out.println("修饰符: "+Modifier.toString(constructor1.getModifiers()));
15         System.out.println("构造函数名: "+constructor1.getName());
16         System.out.println("参数列表: "+constructor1.getParameterTypes());
17         //通过默认的构造函数创建ConstructorDemo类的实例
18         Object obj = constructor1.newInstance();
19         System.out.println("调用默认构造函数生成实例:"+obj.toString());
20
21         System.out.println("===============================================");
22
23         //获取带参数的构造函数
24         Constructor constructor2 = cls.getConstructor(new Class[]{int.class,String.class});
25         System.out.println("修饰符: "+Modifier.toString(constructor2.getModifiers()));
26         System.out.println("构造函数名: "+constructor2.getName());
27         System.out.println("参数列表: "+constructor2.getParameterTypes());
28         //获取构造函数信息
29         //通过带参数的构造函数创建ConstructorDemo类的实例
30         Object obj2 = constructor2.newInstance(new Object[]{33,"haha"});
31         System.out.println("调用带参数构造函数生成实例:"+obj2.toString());
32     }
33 }

具体实例：

　public static void main(String[] args) {

int j = 0;　　

for(int i = 0 ; i<100; i++ ){　　

j=j++;　　

}　　

System.out.println(j);　　

}

结果是0

在这里JVM里面有两个存储区，一个是暂存区（以下称为堆栈），另一个是变量区。j=j++是先将j的值（0，原始值）存入堆栈中（对应图中分配一块新的内存空间），然后对自变量区中j自加1，这时j的值确实是1，但随后将堆栈中的值赋给变量区的j，所以最后j=0;

而j=++j，是先对变量区中的j加1，再将自变量区中的j值（1）存入堆栈，最后将堆栈中的值赋给自变量区的j，所以j=1;

0 开头的是八进制数值，0x 开头的是十六进制数。

int a = 5;

System.out.println((a<5) ? 10.9 : 9);

三目运算符<表达式1>?<表达式2>:<表达式3>; "?"运算符的含义是: 先求表达式1的值, 如果为真, 则执行表达式2，并返回表达式2的结果 ; 如果表达式1的值为假, 则执行表达式3 ，并返回表达式3的结果.

以上是三目运算符的基本定义与使用。表面上看来，应该是比较简单。在《Java程序员面试宝典》这本书里，我们见到了了两道比较有意思的题目。

题目1：【中国东北著名软件公司D2009年3月笔试题】

int a=5;
System.out.println("a="+((a<5)?10.9:9));

A.
编译错误

B.
10.9

C.
9

D.
以上答案都不对

也许和大多数人一样，刚开始想当然的以为a<5为false,那么结果就是9了，选C嘛！

仔细想想，这就是题目设置的陷阱。在表达式=(a<5)?10.9:9中有一个10.9，这是java就会根据运算符的精度进行自动类型的转换，由于前面是10.9，那么后面的9也就跟着变为9.0了!

题目2：【中国东北著名软件公司D2009年3月笔试题】

char x='x';
int i=10;
System.out.println(false?i:x);
System.out.println(false?100:x);

A. 120  x

B. 120 120

C. x 120

D. 以上答案都不对

答案为A

解析：System.out.println(false?i:x)与上个题目1相同，x被提升为int类型,所以输出x的ASCII码
而对于第二行，由于100是一个常量表达式。若三目运算符中的两个表达式有一个是常量表达式，另一个是类型T（本题中为char）的表达式，且常量表达式可以被T表示，则输出结果是T类型。因此输出是字符

核心思想：

1.若三目运算符中的两个表达式有一个是常量表达式，另一个是类型T的表达式，且常量表达式可以被T表示，则输出结果是T类型。

2.如果都是常量表达式，用向上类型转换

java.lang.NumberFormatException的意思是数字格式化异常，也就是要把"176//240"这个输入字条转换为一个数字无法转换．

:按照一般常理，定义doSomething方法是定义了ArithmeticException异常，在main方法里面调用了该方法。那么应当继续抛出或者捕获一下。但是ArithmeticException异常是继承RuntimeException运行时异常。 Java里面异常分为两大类:checkedexception(检查异常)和unchecked exception(未检查异常)，对于未检查异常也叫RuntimeException(运行时异常),对于运行时异常，java编译器不要求你一定要把它捕获或者一定要继续抛出，但是对checkedexception(检查异常)要求你必须要在方法里面或者捕获或者继续抛出。

Java代码 

1. public class ExceptionTypeTest {
2. public void doSomething()throws ArithmeticException{
3. System.out.println();
4. }
5. public static void main(){
6. ExceptionTypeTest ett = new ExceptionTypeTest();
7. ett.doSomething();
8. }
9. }

问题1:上面的程序能否编译通过？并说明理由。
解答:能编译通过。分析:按照一般常理，定义doSomething方法是定义了ArithmeticException异常，在main方法里 里面调用了该方法。那么应当继续抛出或者捕获一下。但是ArithmeticException异常是继承RuntimeException运行时异常。 java里面异常分为两大类:checkedexception(检查异常)和unchecked exception(未检
查异常)，对于未检查异常也叫RuntimeException(运行时异常),对于运行时异常，java编译器不要求你一定要把它捕获或者一定要继续抛出，但是对checkedexception(检查异常)要求你必须要在方法里面或者捕获或者继续抛出.

问题2:上面的程序将ArithmeticException改为IOException能否编译通过？并说明理由。
解答:不能编译通过。分析:IOException extends
Exception 是属于checked exception，必须进行处理，或者必须捕获或者必须抛出

总结：java中异常分为两类:checked exception(检查异常)和unchecked exception(未检查异常),对于未检查异常也叫RuntimeException(运行时异常).
对未检查的异常(unchecked exception )的几种处理方式：
1、捕获
2、继续抛出
3、不处理
对检查的异常(checked exception，除了RuntimeException，其他的异常都是checked exception )的几种处理方式：
1、继续抛出，消极的方法，一直可以抛到java虚拟机来处理
2、用try...catch捕获
注意，对于检查的异常必须处理，或者必须捕获或者必须抛出

************************************************************************************************************************************************

异常处理(Exception)
1.异常：程序再运行期间发生的不正常事件，它会打断指令的正常流程。
异常都是发生在程序的运行期，编译出现的问题叫语法错误。

2.异常的处理机制：
1)当程序再运行过程中出现了异常，JVM自动创建一个该类型的异常对象。同时把这个异常对象交给运行时系统。（抛出异常）
2）运行时系统接受到一个异常对象时，它会再产生异常的代码附近查找相应的处理方式。
3）异常的处理方式有两种：
1.捕获并处理：在异常的代码附近显示用try/catch进行处理(不合理),运行时系统捕获后会查询相应的catch处理块，再catch处理块中对该异常进行处理。
2.查看发生异常的方法是否有向上声明异常，有向上声明，向上级查询处理语句，如果没有向上声明，JVM中断程序的运行并处理。用throws向外声明(合理的处理方法)

3.异常的分类：
java.lang.Throwable
|-- Error错误：JVM内部的严重问题。无法恢复。程序人员不用处理。
|--Exception异常：普通的问题。通过合理的处理，程序还可以回到正常执行流程。要求编程人员要进行处理。
|--RuntimeException:也叫非受检异常(unchecked
exception).这类异常是编程人员的逻辑问题。应该承担责任。Java编译器不进行强制要求处理。 也就是说，这类异常再程序中，可以进行处理，也可以不处理。
|--非RuntimeException:也叫受检异常(checked exception).这类异常是由一些外部的偶然因素所引起的。Java编译器强制要求处理。也就是说，程序必须进行对这类异常进行处理。

4.常见异常：
1)非受检的：NullPointerException（空指针异常）,ClassCastException（类型转换）,ArrayIndexsOutOfBoundsException(数组下标越界),ArithmeticException(算术异常，除0溢出)
2)受检：Exception,FileNotFoundException,IOException,SQLException.

注意：异常和错误的区别：异常能被程序本身可以处理，错误是无法处理。

通常，Java的异常(包括Exception和Error)分为可查的异常（checked exceptions）和不可查的异常（unchecked exceptions）。
      可查异常（编译器要求必须处置的异常）：正确的程序在运行中，很容易出现的、情理可容的异常状况。可查异常虽然是异常状况，但在一定程度上它的发生是可以预计的，而且一旦发生这种异常状况，就必须采取某种方式进行处理。

除了RuntimeException及其子类以外，其他的Exception类及其子类都属于可查异常。这种异常的特点是Java编译器会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常，要么用try-catch语句捕获它，要么用throws子句声明抛出它，否则编译不会通过。

不可查异常(编译器不要求强制处置的异常):包括运行时异常（RuntimeException与其子类）和错误（Error）。

Exception 这种异常分两大类运行时异常和非运行时异常(编译异常)。程序中应当尽可能去处理这些异常。

运行时异常：都是RuntimeException类及其子类异常，如NullPointerException(空指针异常)、IndexOutOfBoundsException(下标越界异常)等，这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。这些异常一般是由程序逻辑错误引起的，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。

运行时异常的特点是Java编译器不会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常，即使没有用try-catch语句捕获它，也没有用throws子句声明抛出它，也会编译通过。
       非运行时异常 （编译异常）：是RuntimeException以外的异常，类型上都属于Exception类及其子类。从程序语法角度讲是必须进行处理的异常，如果不处理，程序就不能编译通过。如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常，一般情况下不自定义检查异常。

在 Java 应用程序中，异常处理机制为：抛出异常，捕捉异常。

1. throws抛出异常

如果一个方法可能会出现异常，但没有能力处理这种异常，可以在方法声明处用throws子句来声明抛出异常。例如汽车在运行时可能会出现故障，汽车本身没办法处理这个故障，那就让开车的人来处理。

throws语句用在方法定义时声明该方法要抛出的异常类型，如果抛出的是Exception异常类型，则该方法被声明为抛出所有的异常。多个异常可使用逗号分割。throws语句的语法格式为：

[java] view plain copy

print?

1. methodname throws Exception1,Exception2,..,ExceptionN
2. {
3. }

方法名后的throws Exception1,Exception2,...,ExceptionN 为声明要抛出的异常列表。当方法抛出异常列表的异常时，方法将不对这些类型及其子类类型的异常作处理，而抛向调用该方法的方法，由他去处理。例如：

[java] view plain copy

print?

1. import java.lang.Exception;
2. public class TestException {
3. static void pop() throws NegativeArraySizeException {
4. // 定义方法并抛出NegativeArraySizeException异常
5. int[] arr = new int[-3]; // 创建数组
6. }
7. public static void main(String[] args) { // 主方法
8. try { // try语句处理异常信息
9. 10.             pop(); // 调用pop()方法
10. 11.         } catch (NegativeArraySizeException e) {
11. 12.             System.out.println("pop()方法抛出的异常");// 输出异常信息
12. 13.         }
13. 14.     }
14. 15.

16. }

使用throws关键字将异常抛给调用者后，如果调用者不想处理该异常，可以继续向上抛出，但最终要有能够处理该异常的调用者。

pop方法没有处理异常NegativeArraySizeException，而是由main函数来处理。

Throws抛出异常的规则：

1) 如果是不可查异常（unchecked exception），即Error、RuntimeException或它们的子类，那么可以不使用throws关键字来声明要抛出的异常，编译仍能顺利通过，但在运行时会被系统抛出。

2）必须声明方法可抛出的任何可查异常（checked exception）。即如果一个方法可能出现受可查异常，要么用try-catch语句捕获，要么用throws子句声明将它抛出，否则会导致编译错误

3)仅当抛出了异常，该方法的调用者才必须处理或者重新抛出该异常。当方法的调用者无力处理该异常的时候，应该继续抛出，而不是囫囵吞枣。

final,finally,finalize

final

1，         
定义变量

2，        
定义方法

3，        
定义类

1,定义变量，静态和非静态

1） 
在定义的时候初始化

2） final变量可以在初始化块中初始化，不可以在静态初始化块中初始化

3） 静态final变量可以在静态初始化块中初始化，不可以在初始代码块中初始化

4） final变量可以在类的构造器中初始化，静态final变量不可以。

用final修饰的变量（常量）比非final的变量（普通变量）拥有更高的效率，因此我们在实际编程中应该尽可能多的用常量来代替普通变量，这也是一个很好的编程习惯。

2，定义方法

final表示这个方法不可以被子类重写，但是它不影响子类继承

4，        
定义类

类中的方法默认为final.

final的类的所有方法都不能被重写，但这并不表示final的类的属性（变量）值也是不可改变的，要想做到final类的属性值不可改变，必须给它增加final修饰。

捕获程序抛出的异常之后，既不加处理，也不继续向上抛出异常，并不是良好的编程习惯，它掩盖了程序执行中发生的错误，这里只是方便演示，请不要学习。

return、continue和break都没能阻止finally语句块的执行。从输出的结果来看，return语句似乎在finally语句块之前执行了，事实真的如此吗？我们来想想看，return语句的作用是什么呢？是退出当前的方法，并将值或对象返回。如果finally语句块是在return语句之后执行的，那么return语句被执行后就已经退出当前方法了，finally语句块又如何能被执行呢？因此，正确的执行顺序应该是这样的：编译器在编译return
new ReturnClass();时，将它分成了两个步骤，new
ReturnClass()和return，前一个创建对象的语句是在finally语句块之前被执行的，而后一个return语句是在finally语句块之后执行的，也就是说finally语句块是在程序退出方法之前被执行的。同样，finally语句块是在循环被跳过（continue）和中断（break）之前被执行的。

finalize()方法是GC运行机制的一部分

finalize()方法是在GC清理它所属的对象时被调用，如果执行它的过程中抛出无法捕获的异常，GC将终止对该对象的清理，并且该异常会被忽略；直到下一次GC开始清理对象时，被再次调用。

第二块：JVM栈

JVM栈是线程私有的，每个线程创建的同时都会创建JVM栈，JVM栈中存放的为当前线程中局部基本类型的变量（java中定义的八种基本类型：boolean、char、byte、short、int、long、float、double）、部分的返回结果以及Stack Frame，非基本类型的对象在JVM栈上仅存放一个指向堆上的地址。

栈（stack）相对整个系统而言，调用栈（Call stack）相对某个进程而言，栈帧（stack frame）则是相对某个函数而言，调用栈就是正在使用的栈空间，由多个嵌套调用函数所使用的栈帧组成

第三块：堆（Heap）

它是JVM用来存储对象实例以及数组值的区域，可以认为Java中所有通过new创建的对象的内存都在此分配，Heap中的对象的内存需要等待GC进行回收。

类的成员变量是和对象一起存放在堆里的，书中说的基本类型变量放在栈中是指方法中的基本类型变量（局部变量）。

第四块：方法区域（Method Area）

（1）在Sun JDK中这块区域对应的为PermanetGeneration，又称为持久代。

（2）方法区域存放了所加载的类的信息（名称、修饰符等）、类中的静态变量（静态区）、类中定义为final类型的常量、类中的Field信息、类中的方法信息，当开发人员在程序中通过Class对象中的getName、isInterface等方法来获取信息时，这些数据都来源于方法区域，同时方法区域也是全局共享的，在一定的条件下它也会被GC，当方法区域需要使用的内存超过其允许的大小时，会抛出OutOfMemory的错误信息。

第五块：运行时常量池（Runtime Constant Pool）

存放的为类中的固定的常量信息、方法和Field的引用信息等，其空间从方法区域中分配。

第六块：本地方法堆栈（Native Method Stacks）

JVM采用本地方法堆栈来支持native方法的执行，此区域用于存储每个native方法调用的状态。

8. JVM垃圾回收

GC (Garbage Collection)的基本原理：将内存中不再被使用的对象进行回收，GC中用于回收的方法称为收集器，由于GC需要消耗一些资源和时间，Java在对对象的生命周期特征进行分析后，按照新生代、旧生代的方式来对对象进行收集，以尽可能的缩短GC对应用造成的暂停

静态变量与非静态变量的区别如下：
1.内存分配
静态变量在应用程序初始化时，就存在于内存当中,直到它所在的类的程序运行结束时才消亡；
而非静态变量需要被实例化后才会分配内存。
2.生存周期
静态变量生存周期为应用程序的存在周期；
非静态变量的存在周期取决于实例化的类的存在周期。
3.调用方式
静态变量只能通过“类.静态变量名”调用，类的实例不能调用；
非静态变量当该变量所在的类被实例化后，可通过实例化的类名直接访问。
4.共享方式
静态变量是全局变量，被所有类的实例对象共享，即一个实例的改变了静态变量的值，其他同类的实例读到的就是变化后的值；
非静态变量是局部变量，不共享的。
5.访问方式
静态成员不能访问非静态成员；
非静态成员可以访问静态成员。