Java基础知识点

Java为什么可以跨平台?

​ 因为java程序编译后的代码不是能被硬件系统直接运行的代码，而是一种”中间码“----字节码。然而不同硬件平台上安装有不同的Java虚拟机(Jvm),

​ 由JVM来把字节码在“编译”成所对应的硬件平台能够执行的代码，因此对于Java编程着来说，就不用考虑硬件平台是什么,因为它有虚拟机(JVM),JAVA程序不是

​ 直接在电脑上运行的，是在虚拟机上进行的，每个系统平台都有属于自己的虚拟机(JVM),所以Java可以跨平台。

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​ 正因为java程序运行在JVM上，所以就不经修改，就能在不同平台上的JVM访问，UNIX在UNIX中有自己的JVM虚拟机，Linux在Linux中有自己的JVM虚拟机，Windows上有自己的JVM虚拟机。

什么是JVM？

一、定义：

​ Java Virtual Machine -java 程序的运行环境（java二进制字节码的运行环境）

二、好处：

• 一次编写，到处运行
• 自动内存管理，垃圾回收功能
• 数组下标越界检查
• 多态

三、JVM概念

• jvm即Java Virtual Machine java虚拟机。它是由软件技模拟出计算运行的一个虚拟计算机
• java虚拟机主要有字节码指令集、寄存器、栈、垃圾回收堆和存储方案域构成。

四、JVM运行时数据区

• 第一块PC寄存器：PC寄存器是用于存储每个线程下一步执行的JVM指令，如该方法为native的，则PC寄存器中不存储任何信息。

• 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栈中存放为当前线中局部基本类型的变量（java中的八种数据类型，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。

• 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中所用通过new创建的对象的内存都在此分配，Heap中的对象内存需要等待GC进行回收。

• 第四块方法区域（Method Area）:

  ​ 1、在Sun JDK中这块区域对应的为PermanetGeneration,又称为久代。

  ​ 2、方法区域存放了所加载的类信息（名称，修饰符等）、类中的静态变量、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。

• 第五块运行时的常量池(Runtime Constant Pool)：

  ​ 1、存放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）

  ​ 1、JVM采用本地方法堆栈来支持native方法执行，此区域于存储每个native方法调用的状态。

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四、JVM周期

• ​ JVM在Java程序开始执行的时候，它才运行，程序结束的时它就停止。
• ​ 一个Java程序会开启一个JVM进程，如果一台机器上运行三个程序，那么就会有三个运行中的JVM进程。
• ​ JVM中的线程分为两种：守护线程和普通线程
• ​ 守护线程是JVM自己使用的线程，比如垃圾回收（GC）就是一个守护线程。
• ​ 普通线程一般是Java程序的线程，只要JVM中有普通线程在执行，那么JVM就不会停止。
• ​ 权限足够的话，可以调用exit()方法终止程序。

四、java运行的过程

Java的JDK1.8新增特性

• Lambda表达式

• 函数式接口

• 方法引用和构造器调用

• Stream API

• 接口中的默认方法和静态方法

• 新时间日期API

java的基本数据类型

一、java有两大数据类型

​ 内置数据类型：内置数据类型是java语言本身自带的八种基本类型

​ 引用数据类型：引用式数据类型是需要导入

二、内置数据类型：

• byte:

  • byte:数据类型是8位、有符号的、以二进制补码表示整数

  • 最小值是-128(-2^7)

  • 最大值是127(2^7-1)

  • 默认值是0

  • 例子：short s = 1000, short r = -20000

• int:

  • int数据类型是32位、有符号的以二进制补码表示的整数；

  • 最小值是 -2,147,483,648（-2^31）

  • 最大值是 2,147,483,647（2^31 - 1）

  • 一般地整型变量默认为int类型

  • 默认值是0

  • 例子: int a = 100000, int b = -200000

• long:

  • long 数据类型是64位、有符号的以二进制补码表示的整数；

  • 最小值是 -9,233,372,036,854,775,808（-2 ^ 63）

  • 最大值是 9,233,372,036,854,775,807(2 ^ 63 - 1)

  • 这种类型主要使用在比较大的整数的系统上

  • 默认值是 0L;

  • 例子：long a = 100000L, long b = -200000L

  "L"理论上不分大小写，但是若写成"I"容易与数字"1混淆，不容易分辨。所以最好大写。

• float:

  • float 数据类型是单精度、32位、符合IEEE754标准的浮点数；

  • float 在存储大型浮点数组的时候可以节省内存空间

  • 默认值是 0.0f

  • 浮点数不能用来表示精度的值，如货币；

  • 例子: float f1 = 234.5f

  double

  • double 数据类型是双精度、64 位、符合 IEEE 754 标准的浮点数；

  • 浮点数的默认类型为 double 类型；

  • double类型同样不能表示精确的值，如货币；

  • 默认值是 0.0d；

  • 例子：

  • double   d1  = 7D ;
    double   d2  = 7.; 
    double   d3  =  8.0; 
    double   d4  =  8.D; 
    double   d5  =  12.9867; 					
    

• boolean：

  • boolean数据类型表示一位的信息；

  • 只有两个取值：true 和 false；

  • 这种类型只作为一种标志来记录 true/false 情况；

  • 默认值是 false；

  • 例子：boolean one = true。

• char

  • char 类型是一个单一的 16 位 Unicode 字符；
  • 最小值是 \u0000（十进制等效值为 0）；
  • 最大值是 \uffff（即为 65535）；
  • char 数据类型可以储存任何字符；
  • 例子：char letter = 'A';。

  默认值

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三、引用类型：

• 引用类型就是相应的封装类，如要使用需要引入，所以称为应用类型，常用的引用类型有以下几种
  • Integer、Short、Long、Byte、Float、Double、Character

四、JAVA线程理解

• 用户线程(ULT):

  • 在用户中实现的线程，不依赖操作系统核心，应用进程利用线程库提供创建、同步、调度和管理线程的函数来控制用户进制。不需要用户态/核心切换 ,速度快。操作系统内核不知道多线程的存在，因此一个线程阻塞将使整个进程（包括它的所有线程）阻塞。

• 内核线程（KLT):

  • 线程的所有管理操作由系统内核完成，内核保存线程的状态和上下信息，线程阻塞不会引起进程阻塞。在多处理系统上，内核可以分派属于同一进程的多个线程在多个处理运行。线程的创建、调度和管理由内核完成，相对ULT要慢，但比进程的创建和管理操作要快。

五、java权限修饰符权限图解

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六、Java面向对象三大特征

1、封装（Encapsulation）：

​ 封装就是指属性私有化

​ 根据需要提供的setter和getter方法来访属性

​ 隐藏具体属性和实体细节，仅对外开发接口

​ 控制程序中属性的访问安全级

目的：增强数据安全性，不能让其他用户随意访问和修改数据，简化编程，使用者不必在意具体实现细节，而只是通过外部接口即可访问类的成员

2、继承（Extend）：

​ 继承是指将多个相同的属性和方法提取出来，新建一个父类，在java中只能继承一个父类，且只能继承访问权限非private属性和方法,

​ 子类可以重写父类中的方法，命令与父类中同名的属性

目的：代码复用

3、多态：

多态可以分为两种:设计时多态、运行时多态

设计时多态：

即重载Overload)，是指java允许方法名相同而参数不同（返回值可以相同可以不同），同一个类中允许存在一个或者多个以上的同名函数，只要参数类型个数不同即可。

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运行时多态：

即重写（Override）必须是在继承体系中，子类重写父类方法，JVM运行时根据调用该方法的类型决定调用那个方法。

目的：增加代码活跃性

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