java基础学习日记（10）——java面向对象基础

一、面向过程和面向对象

面向对象和面向过程都是对软件分析、设计和开发的一种思想，它指导着人们以不同的方式去分析、设计和开发软件。

1、面相过程：思考问题的方式是“按步骤实现”，接下来将步骤对应成方法，一步一步，最终完成。

这个适合简单任务，不需要过多的协作情况下。

2、面向对象：思想更契合人的思维模式。思考的是“怎么设计”。

3、面相对象和面相过程的总结

（1）都是解决问题的思维方式，都是代码组织的方式。

（2）解决简单问题可以使用面相过程。

（3）解决复杂问题：宏观上使用面向对象把握，微观上使用面向过程处理（方法）。

二、对象和数据管理（数据管理和企业管理的共同之处）

1、事务的发展总是遵循“量变引起质变”的哲学原则；企业管理和数据管理，甚至社会管理都有很多共通之处。

2、数据管理进程

（1）数据无管理时代

（2）数组管理和企业部门制

（3）对象和企业项目制

三、对象和类的关系

类可以看做是一个模板，或者图纸，系统根据类的定义来造出对象。

1、类：class

2、对象：object，instance（实例对象）

描述：类是对象抽象（特征、相似）的集合。程序运行，通过类产生无数个对象。

四、第一个类的定义

1、简单学生类编写

public class SxtStu {
    //属性（成员变量）
    int id;
    String sname;
    int age;  
    //方法
    void study(){
        System.out.println("我正在学习！");
    }  
    //构造方法
   SxtStu(){
   }

}

2、属性（field，或者叫成员变量）

（1）用于定义该类或该类对象包含的数据或者静态特征。作用范围是整个类体。

（2）定义成员变量时，可以对其初始化。如果不初始化，java使用默认值对其初始化。

3、方法

（1）方法用于定义该类或该类实例的行为特征和功能实现。

（2）方法是类和对象实例行为特征的抽象。类似于面向过程中的函数。

（3）面向过程中，函数是最基本单位，整个程序由一个个函数调用组成。

（4）面向对象中，整个程序的基本单位是类，方法是从属于类和对象的。

[修饰符]  方法返回值类型  方法名(形参列表) {
    // n条语句

}

4、main方法程序执行的入口

五、一个典型类的写法和调用，以及UML图

1、new 就是创建一个对象，相当于调用的某个类的构造方法，无阐述的构造方法可以由系统默认创建。方法名必须和类名保持一致，包括大小写一样。

2、类和类之间是可以互相引用的，互相嵌套。

3、UML图：表示类的基本结构

六、面向对象内存分析

1、java虚拟机的内存可以分为三个区域：栈stack、堆heap、方法区method area。（语言的底层基本类似）

2、栈的特点如下：

（1）栈描述的是方法执行的内存模型。每个方法被调用都会创建一个栈帧（存储局部变量、操作数、方法出口等）。

（2）JVM为每个线程创建一个栈，用于存放该线程执行方法的信息（实际参数、局部变量等）。

（3）栈属于线程私有，不能实现线程间的共享。

（4）栈的存储特性是“先进后出，后进先出”。

（5）栈是由系统自动分配，速度快！栈是一个连续的内存空间。

3、堆的特点如下：

（1）堆用于存储创建好的对象和数组（数组也是对象）。

（2）JVM只有一个堆，被所有线程共享。

（3）堆是一个不连续的内存空间，分配灵活，速度慢！

4、方法区（又叫静态区）特点如下：

（1）JVM只有一个方法区，被所有线程共享！

（2）方法区实际也是堆，只是用于存储类、常量相关的信息！

（3）用来存放程序中永远是不变或唯一的内容（类信息【class对象】、静态变量、字符串常量等）。

七、构造器

1、构造器也叫构造方法（constructor），用于对象的初始化。（方法的特性全部是用于构造器里面）

2、要点：

（1）通过new关键字调用。

（2）构造器虽然有返回值，但是不能定义返回值类型（返回的类型肯定是本类），不能在构造器里面使用return返回某个值。

（3）如果我们没有定义构造器，则编译器会自动定义一个无参的构造函数。如果已定义，编译器则不会自动添加！

（4）构造器的方法名必须和类名一致。

八、构造方法的重载：和方法的重载一模一样

1、方法名称相同，形参列表不同。

2、就近原则。

3、this表示创建的成员变量。

4、构造方法的第一句总是super（）；

九、垃圾回收机制（garbage collection）和垃圾回收原理和算法

1、java引入了垃圾回收机制，而C++没有。

2、内存管理

（1）java的内存管理很大程度指的就是对象的管理，其中包括对象空间的分配和释放。

（2）对象空间的分配：使用new关键字创建对象即可。

（3）对象空间的释放：将对象赋值null即可。垃圾回收器将负责回收所有“不可达”对象的内存空间。

3、垃圾回收过程

任何垃圾回收算法一般要做两件事情：

（1）发现无用的对象。

（2）回收无用对象占用的内存空间。

（3）垃圾回收机制保证可以将“无用的对象”进行回收。即发现后清除并整理。

（4）无用对象指的是没有任何变量引用该对象。

4、垃圾回收相关算法

（1）引用计数法：堆中的每个对象都有一个引用计数。被引用加1，被引用值为null，减1，直到为0成为无用对象。

优点：算法简单。

缺点：“循环引用的无用对象”无法识别。

（2）引用可达法（根搜索算法）：程序把所有的引用关系看成一张图，从一个节点GC root开始，寻找对应的引用节点，找到之后继续往下寻找，当所有节点寻找完毕后，剩下没有被引用的节点成为无用节点。

5、通用的分代垃圾回收机制：不同的对象声明周期不一样。不同生命周期的对象采用不同的回收算法，提高回收效率。

（1）对象分为三种状态：年轻代、年老代、持久代。

（2）JVM将堆内存划分为Eden（年轻代）、survivor和tenured/old空间。

①年轻代：所有新生成的对象放在Eden。目标是尽快收集生命周期短的对象，对应的是minor GC，算法采用效率较高的复制算法。频繁操作，浪费内存空间。当Eden区域放满对象，就会将对象放到old区域。

②年老代：在年轻代经历了N（默认15）次垃圾回收后依然存活的对象，会被放到年老代中。可以看做年老代存放生命周期较长的对象。年老代对象放满，就需要启动major GC 和full GC（全量回收），全面清理年轻代区域和年老代区域。

③持久代：用于存放静态文件，如java类、方法等。持久代对垃圾回收没有显著的影响。

（3）minor GC：年轻代满了触发一次，将有用对象复制到survivor1和survivor2中（这两个区空间大小相同，同一时间，一个为空，一个在使用）。

（4）major GC：清理老年代区域。

（5）full GC：全面清除，会对系统产生影响。

6、垃圾回收过程（建议可以口述）

（1）新创建的对象绝大多数存在Eden中。

（2）当Eden满了（达到一定比例），不能创建新对象，则触发垃圾回收（GC），将无用对象清理掉，然后剩余对象复制到某个survivor中，如s1同时清空Eden区域。

（3）当Eden区域再次满了，会将s1中不能清空的对象存到另外一个survivor中，如s2，同时将Eden中不能清空的对象，也复制到s1中，保证s1和Eden都被清空。

（4）重复多次（默认15次）survivor中没有被清理的对象，会被复制到老年代old中。

（5）当old区域满了，则会触发一个一次完整的垃圾回收（fullGC）之前新生代的垃圾回收成为minor GC。

7、JVM调优和fullGC

在对JVM调优的过程中，很大一部分工作就是对于Full GC的调节。有如下原因可能导致Full GC：
　　（1）.年老代(Tenured)被写满
　　（2）.持久代(Perm)被写满
　　（3）.System.gc()被显式调用（程序建议GC启动，不是调用GC）

　　（4）.上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化

8、开发中容易造成内存泄露的操作【暂时了解回头细看】 

（1）创建大量无用对象：在需要大量拼接字符串时，使用的是String而不是StringBuilder。

（2）静态集合类的使用：如HashMap、Voctor、List等的使用。这些静态变量的生命周期和应用程序是一样的，所有的对象object也不能被释放。

（3）各种连接对象（IO流对象，数据库连接对象、网络连接对象）未关闭。这些对象属于物理连接，和硬盘或者网络连接，不使用的时候一定要关闭。

（4）监听器的使用：释放对象时，没有删除相应的监听器。

9、重点：

（1）程序员无权调用垃圾回收器。

（2）程序员可以调用system.gc()，该方法只是通知JVM，并不是运行垃圾回收器。尽量少用，会生成full Gc,成本高，影响系统性能。

（3）fanilze方法，是java提供给程序员用来释放对象或者资源的方法，尽量少用。

十、对象创建的过程和this的本质

1、创建一个对象分为如下四个步骤

（1）分配对象空间，并将对象成员变量初始化为0或空。

（2）执行属性值的显式初始化。

（3）执行构造方法。

（4）返回对象的地址给相关的变量。

2、this的本质就是“创建好的对象的地址”！由于在构造方法调用前对象已经创建。因此，在构造方法中也可以使用this来代表“当前对象”。

3、this最常用的用法：

（1）在程序产生二义性之处，应使用this来指明当前对象；普通方法中，this总是指向调用该方法的对象。构造方法中，this总是正要初始化的对象。

（2）使用this关键字调用重载的构造方法，避免相同的初始化代码。但只能在构造方法中用，并且必须位于构造方法的第一句。

3、this不能用于static方法中。

十一、static关键字

1、在类中，用static声明的成员变量为静态成员变量，也称为类变量。类变量的生命周期和类相同，在整个应用程序执行期间都有效。

特点如下：

（1）为该类的公用变量，属于类，被该类的所有实例共享，在类被载入时被显式初始化。

（2）对该类的所有对象来说，static成员变量只有一份。被该类的所有成员变量共享。

（3）一般用“类名.类属性/方法”来调用，也可以通过对象引用和类名（不需要实例化）来访问静态成员。

（4）在static方法中不可直接访问非static的成员。

2、核心要点：static修饰的成员变量和方法，从属于类，普通变量和方法从属于对象。

3、静态方法只能调用静态方法。

4、静态初始化块

（1）、构造方法用于对象的初始化。静态初始化块用于，类的初始化操作！在静态初始化块中不能直接访问非static成员。

（2）、注意事项：

静态初始化块执行顺序（学习完继承再看这里）：

①上溯到object类，先执行object的静态初始化块，知道初始化到我们的类的静态初始化块为止。

②构造方法执行顺序和上面顺序一样。

十二、参数的传值机制

1、java中，所有参数传递都是“值传递”，也就是传递的是“值的副本”。类似于我们得到的是“原参数的复印件，而不是原件”，复印件改变不会影响到原件。

2、基本数据类型参数的传值：传递的是值的副本。副本改变不会影响原件。

3、引用类型参数的传值：传递的是值的副本。但是引用类型指的是“对象的地址”。因此副本和原参数都指向了同一个地址，改变副本指向地址对象的值，也就意味着原参数对象的值要发生了改变。

十三、java包

1、包机制：是java管理类的重要手段。开发中我们会遇到大量同名的类，通过包我们很容易解决类重名的问题，也可以实现对类的有效管理。包对于类，相当于文件夹对文件的作用。

2、package要点

（1）通常是类的第一句非注释性语句。

（2）包名：域名倒着写即可，再加厚是那个模块名，便于管理类。

3、注意事项

（1）写项目时，都要加包，不要使用默认包。

（2）com.gao和com.gao.car，这两个包没有包含关系，是两个完全独立的包。只是逻辑上看起来后者是前者的一部分。

4、jdk中主要的包

5、导入import

要是用其他包里面的类，就要使用import导入，在本类中就可以直接用类名使用。否则就要写出完整的包名和类名。

（1）注意要点

①java会默认导入java.lang包下所有的类，因此这些类我们可以直接使用。

②如果倒入两个同名的类，只能用包名+类名来显示调用相关类。

③import java.util.*;//导入该包下所有的类。会降低编译速度，但不会降低运行速度。

6、静态导入：是jdk1.5新增的功能，其作用是用于导入指定类的静态属性。这样我们就可以直接使用静态属性。

import static java.lang.Math.*;//导入Math类的所有静态属性
import static java.lang.Math.PI;//导入Math类的PI属性