Java：Java快速入门

源代码组织方式

Java程序由package+class组成，package对应目录的相对路径。

1 packagecom.happyframework.javastudy.hello;2 3 public final class Hello {4 public static void hello(){5 System.out.println("hello!");6 }7 }

关于class有如下几点规则：

文件的名字必须和class的名字一致（public级别的class名字）。

文件必须只包含一个public访问基本的class（可以包含多个非public级别的class）。

package名字必须和目录一致。

入口方法

App.java

1 public class App {2 public static void main(String[] args) {3 com.happyframework.javastudy.hello.Hello.hello();4 }5 }

”我自己是一名从事了十余年的后端的老程序员，辞职后目前在做讲师，近期我花了一个月整理了一份最适合2018年学习的JAVA干货（里面有高可用、高并发、高性能及分布式、Jvm性能调优、Spring源码，MyBatis，Netty,Redis,Kafka,Mysql,Zookeeper,Tomcat,Docker,Dubbo,Nginx等多个知识点的架构资料）从事后端的小伙伴们都可以来了解一下的，这里是程序员秘密聚集地，各位还在架构师的道路上挣扎的小伙伴们速来。“

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最终的项目结构

数据类型

8种原子类型

整数类型：byte、short、int和long。

小数类型：float和double。

字符类型：char。

布尔类型：bool。

除此之外的是interface、class和array。

小数类型的常量默认是double类型，声明float类型的常量需要使用F作为后缀。

1public class Program {23/**

4 * @param args

5 */6public static void main(String[] args) {7floatage =28.0F;8System.out.println(age);9}1011}

运算符

算术运算符：+、-、*、/ 和 %，两个整数相除，结果还是整数。

赋值运算符：=、+=、-=、*=、/=、%=、&=、|=、~=、^=、<<=、>>= 、 >>>=、++ 和 --。

比较运算符：==、!=、<、<=、> 和 >=。

逻辑运算符：&&、|| 和 !。

位运算符：&、|、~、^、<<、>> 和 >>>。

字符串

String是拥有“值语义”的引用类型，字符串常量实现了“享元模式”，equals会按照内容进行比较，==按照地址比较。

1public class Program {23/**

4 * @param args

5 */6public static void main(String[] args) {7String x ="段光伟";8String y = new String("段光伟");910System.out.println(x.equals(y));// true11System.out.println(x == y);// false12}1314}

为了高效的修改字符串Java引入了StringBuffer。

1 {2 StringBuffer sb =3 newStringBuffer()4 .append("段")5 .append("光")6 .append("伟");7 8 System.out.println(sb.toString());9 }

数组

声明语法

DataType[] name 或 DataType name[]。

初始化语法

DataType[] name = new DataType[length]。

DataType[] name = new DataType[] { element1, element2, ...elementn }。

DataType[] name = { element1, element2, ...elementn }。

1publicclass Program {23/**

4 * @param args

5 */6publicstaticvoidmain(String[] args) {7{8String[] strs = {"段","光","伟"};910for(Stringitem : strs) {11System.out.print(item);12}13}14}1516}

多维数组

只有不等长多维数组DataType[][]，没有DataType[xxx, xxx]。

控制结构

条件：if-else if-else、switch-case-default和三元运算符（?:）。

循环：while、do-while、for和foreach。

Labeled block。

1publicclassProgram{23/**

4 * @param args

5 */6publicstaticvoidmain(String[] args){7task: {8intage =25;910System.out.println("start");1112if(age <30) {13breaktask;14}1516System.out.println("end");17}18}19}

最近觉得label是个不错的东西，最起码多了一种选择。

方法

Java中所有的赋值和方法调用都是“按值“处理的，引用类型的值是对象的地址，原始类型的值是其自身。

Java支持变长方法参数。

1publicclass Program {23/**

4 * @param args

5 */6publicstaticvoidmain(String[] args) {7print("段光伟","段光宇");8print(newString[] {"段光伟","段光宇"});9}1011privatestaticvoidprint(String... args) {12for(Stringitem : args) {13System.out.println(item);14}15}16}

类

1publicclassProgram{23/**

4 * @param args

5 */6publicstaticvoidmain(String[] args){7Point point =newPoint(100);89System.out.print(point);10}11}1213classPoint{14privateintx =0;15privateinty =0;1617publicPoint(intx,inty){18this.x = x;19this.y = y;20}2122publicPoint(intx){23this(x, x);24}2526publicStringtoString(){27return"(x:"+this.x +",y:"+this.y +")";28}29}

注意：调用自身的构造方法是用this(xxx,xxx,...)来完成，且必须位于第一行。

静态成员

Java中类似静态构造方法的结构，称之为：静态初始化代码块，与之对应的是实例初始化代码块，见下例：

1public class Program {23/**

4 * @param args

5 */6public static void main(String[] args) {7System.out.println(Point.getValue());8System.out.println(new Point());9}10}1112class Point {13private static int value =0;1415public static int getValue() {16return value;17}1819static {20value++;21}2223static {24value++;25}2627private int x =0;28private int y =0;2930{31this.x =10;32}3334{35this.y =10;36}3738public String toString() {39return"(x:"+ this.x +",y:"+ this.y +")";40}41}

继承

继承使用 extends，抽象类和抽象方法使用abstract声明，向下转型使用 (ChildType)instance，判断是否是某个类型使用 instanceof，见下例：

1public class Program {23/**

4 * @param args

5 */6public static void main(String[] args) {7printAnimal(new Animal());8printAnimal(new Dog());9}1011private static void printAnimal(Animal animal) {12if(animal instanceof Dog){13System.out.println("I am a "+ (Dog) animal);14}15else16{17System.out.println("I am an "+ animal);18}19}20}2122class Animal {23public String toString() {24return"Animal";25}26}2728class Dog extends Animal {29public String toString() {30return"Dog";31}32}

重写

Java中的重写规则比较灵活，具体如下：

除了 private 修饰之外的所有实例方法都可以重写，不需要显式的声明。

重写的方法为了显式的表达重写这一概念，使用 @Override进行注解。

重写的方法可以修改访问修饰符和返回类型，只要和父类的方法兼容（访问级别更高，返回类型更具体）。

可以使用final将某个方法标记为不可重写。

在构造方法中使用 super(xxx, xxx)调用父类构造方法，在常规实例方法中使用 super.method(xxx, xxx)调用父类方法。

Java不支持覆盖（new）。

1public class Program {23/**

4 * @param args

5 */6public static void main(String[] args) {7Animal animal = new Animal();8Animal dog = new Dog();910animal.say();11dog.say();1213animal.eat(animal);14dog.eat(dog);1516System.out.println(animal.info());17System.out.println(dog.info());18}19}2021class Animal {22private String name ="Animal";2324protected void say() {25System.out.println("Animal"+" "+ this.name);26}2728public void eat(Animal food) {29System.out.println("Animal eat "+ food);30}3132public Object info() {33return"Animal";34}3536@Override37public String toString() {38return"Animal";39}40}4142class Dog extends Animal {43private String name ="Dog";4445@Override46public final void say() {47System.out.println("Dog"+" "+ this.name);48}4950@Override51public final void eat(Animal food) {52super.eat(food);5354System.out.println("Dog eated");55}5657@Override58public final String info() {59return"Dog";60}6162@Override63public final String toString() {64return"Dog";65}66}

包

包的名字和项目路径下的目录路径相对应，比如：项目路径为：C:\Study，有一个Java源文件位于：C：\Study\com\happyframework\study\App.java，那么App.java的包名字必须为：com.happyframework.study，且 App.java 的第一行语句必须为：package com.happyframework.study。

Java支持三种导入语法：

导入类型：import xxx.xxx.xxxClass。

导入包：import xxx.xxx.xxx.*。

导入静态成员：import static xxx.xxx.*。

1importstaticutil.Helper.*;23publicclassProgram{45/**

6 * @param args

7 */8publicstaticvoidmain(String[] args){9puts("段光伟");10}11}

访问级别

Java支持四种访问级别：public、private、protected 和 default（默认），类型和接口只能使用public 和 default，成员和嵌套类型可以使用所有，下面简单的解释一下 protected 和 default。

protected 修饰过的成员只能被自己、子类和同一个包里的（不包括子包）其他类型访问。

default 修改过的类型或成员只能被自己和同一个包里的（不包括子包）其他类型访问。

嵌套类

Java支持如下几种嵌套类：

nested class，定义在类型内部的类型。

static nested class，使用 static 声明的 nested class，static nested class 可以访问所有外部类的静态成员。

inner class，没有使用 static 声明的 nested class，inner class 可以访问所有外部类的实例成员，inner class 不能定义静态成员。

代码示例

1public class Program {23/**

4 * @param args

5 */6public static void main(String[] args) {7OuterClass outer = new OuterClass();8OuterClass.InnerClass inner = outer.new InnerClass();9OuterClass.InnerClass.InnerInnerClass innerInner = inner.new InnerInnerClass();10outer.show();11inner.show();12innerInner.show();1314OuterClass.StaticNestedClass staticNested=new OuterClass.StaticNestedClass();15OuterClass.StaticNestedClass.StaticNestedNestedClass staticNestedNested=new OuterClass.StaticNestedClass.StaticNestedNestedClass();1617staticNested.show();18staticNestedNested.show();19}20}2122class OuterClass {23int x =1;24static int i =1;2526void show() {27System.out.println(x);28System.out.println(i);29}3031class InnerClass {32int y =2;3334void show() {35System.out.println(x);36System.out.println(y);37}3839class InnerInnerClass {40int z =3;4142void show() {43System.out.println(OuterClass.this.x);44System.out.println(y);45System.out.println(z);46}47}48}4950static class StaticNestedClass {51static int j =2;5253void show() {54System.out.println(i);55System.out.println(j);56}5758static class StaticNestedNestedClass {59static int k =3;6061void show() {62System.out.println(i);63System.out.println(j);64System.out.println(k);65}66}67}68}

特殊的inner class：local class

1public class LocalClassExample {23static String staticValue ="static value";4String instanceValue ="instance value";56public void test() {78final String finalLocalValue ="final local value";910class LocalClass {11void test() {12System.out.println(staticValue);13System.out.println(instanceValue);14System.out.println(finalLocalValue);15}16}1718LocalClass local = new LocalClass();19local.test();20}21}

除了inner class的规则之外，local class可以访问局部final变量，在Java8中有更多的改进。

特殊的local class：anonymous class

1public class Program {23/**

4 * @param args

5 */6public static void main(String[] args) {7execute(new Action() {8@Override9public void execute() {10System.out.println("执行业务逻辑");11}12});13}1415static void execute(Action action) {16System.out.println("事物开始");17action.execute();18System.out.println("事物结束");19}20}2122interface Action {23void execute();24}

常量

不废话了，直接看代码：

1publicfinalclass Program {2staticfinalStringSTATIC_CONSTANTS ="STATIC_CONSTANTS";3finalStringINSTANCE_CONSTANTS ="INSTANCE_CONSTANTS";45publicstaticvoidmain(String[] args) {6finalStringLOCAL_CONSTANTS ="LOCAL_CONSTANTS";78System.out.println(STATIC_CONSTANTS);9System.out.println(newProgram().INSTANCE_CONSTANTS);10System.out.println(LOCAL_CONSTANTS);11newProgram().test("PARAMETER_CONSTANTS");12}1314publicfinalvoidtest(finalStringmsg) {15System.out.println(msg);16}17}

有一点需要注意的是：只有一种情况Java的常量是编译时常量（编译器会帮你替换），其它情况都是运行时常量，这种情况是：静态类型常量且常量的值可以编译时确定。

接口

Java的接口可以包含方法签名、常量和嵌套类，见下例：

1public final class Program {2public static void main(String[] args) {3Playable.EMPTY.play();45new Dog().play();6}7}89interface Playable {10Playable EMPTY = new EmptyPlayable();1112void play();1314class EmptyPlayable implements Playable {1516@Override17public void play() {18System.out.println("无所事事");19}2021}22}2324class Dog implements Playable {2526@Override27public void play() {28System.out.println("啃骨头");29}3031}

枚举

Java枚举是class，继承自java.lang.Enum，枚举中可以定义任何类型可以定义的内容，构造方法只能是private或package private，枚举成员会被编译器动态翻译为枚举实例常量，见下例：

1publicfinalclassProgram{2publicstaticvoidmain(String[] args){3System.out.println(State.ON);4System.out.println(State.OFF);56for(State item : State.values()) {7System.out.println(item);8System.out.println(State.valueOf(item.name()));9}10}11}1213enumState {14ON(1), OFF(0);1516intvalue=1;1718State(intvalue) {19this.value=value;20}21}

调用枚举的构造方法格式是：常量名字(xxx, xxx)，如果构造方法没有参数只需要：常量名子，如：

1 enum State {2 ON,OFF3 }

异常

Java中的异常分为checked和unchecked，checked异常必须声明在方法中或被捕获，这点我觉得比较好，必定：异常也是API的一部分，见下例：

1publicfinalclassProgram{2publicstaticvoidmain(String[] args){3try{4test();5}catch(Exception e) {6System.out.println(e.getMessage());7}8}910publicstaticvoidtest()throwsException{11thrownewException("I am wrong!");12}13}

所有继承Exception的异常（除了RuntimeException和它的后代之外）都是checked异常。

装箱和拆箱

Java提供了原始类型对应的引用类型，在1.5之后的版本还提供了自动装箱和自动拆箱，结合最新版本的泛型，几乎可以忽略这块。

1import java.util.*;23public final class Program {4public static void main(String[] args) {5ArrayListlist= new ArrayList();67list.add(1);8int item1 = (Integer)list.get(0);910System.out.println(item1);11}12}

注意：自动装箱和自动拆箱是Java提供的语法糖。

泛型

Java的泛型是编译器提供的语法糖，官方称之为：类型参数搽除，先看一下语法，然后总结一点规律：

泛型方法

测试代码

1staticvoidputs(T msg) {2println(msg);3}45staticvoidprintln(Objectmsg) {6System.out.println("Object:"+ msg);7}89staticvoidprintln(Stringmsg) {10System.out.println("String:"+ msg);11}

调用泛型方法

1 System.out.println("generic method test");2 puts("hello");3 Program. puts("hello");

输出的结果是

1 generic method test2 Object:hello3 Object:hello

泛型类

测试代码

1 class TestGenericClass {2 T value;3 4 void setValue(T value) {5 this.value = value;6 }7 }

调用代码

1 System.out.println("generic class test");2 System.out.println(t.value);

输出结果

1 generic class test2 1

泛型接口

测试代码

1interfaceTestInterface{2voidtest(T item);3}45classTestInterfaceImp1implementsTestInterface{67@Override8publicvoidtest(String item){9System.out.println(item);10}11}1213classTestInterfaceImp2implementsTestInterface{1415@Override16publicvoidtest(T item){17System.out.println(item);18}19}

调用代码

1System.out.println("generic interface test");2TestInterface testInterface1 =newTestInterfaceImp1();3testInterface1.test("hi");4for(Method item : testInterface1.getClass().getMethods()) {5if(item.getName() =="test") {6System.out.println(item.getParameterTypes()[0].getName());7}8}910TestInterface testInterface2 =newTestInterfaceImp2<>();11testInterface2.test("hi");12for(Method item : testInterface2.getClass().getMethods()) {13if(item.getName() =="test") {14System.out.println(item.getParameterTypes()[0].getName());15}16}

输出结果

1 generic interface test2 hi3 java.lang.String4 java.lang.Object5 hi6 java.lang.Object

类型参数约束

测试代码

1classAnimal{2}34classDogextendsAnimal{5}67classBase{8public void test(Titem) {9System.out.println("Base:"+ item);10}11}1213classChildextendsBase{1415@Override16public void test(Dogitem) {17System.out.println("Child:"+ item);18}19}

调用代码

1 System.out.println("bounded type parameters test");2 Basebase=newChild();3 base.test(newDog());4 for(Method item :base.getClass().getMethods()) {5 if(item.getName() =="test") {6 System.out.println(item.getParameterTypes()[0].getName());7 }8 }

输出结果

1 bounded type parameters test2 Child:Dog@533c2ac33 Dog4 Animal

类型搽除过程

将泛型定义中的类型参数去掉。

classBase{publicvoidtest(T item){ System.out.println("Base:"+ item); }}

将T换成extends指定的约束类型，默认是Object。

1 classBase{2 public void test(Animal item) {3 System.out.println("Base:"+ item);4 }5 }

如果有非泛型类型继承或实现了泛型基类或接口，而且进行了重写，根据情况，编译器会自动生成一些方法。

1classChildextendsBase{2@Override3public void test(Animalitem) {4this.test((Dog)item);5}67public void test(Dogitem) {8System.out.println("Child:"+ item);9}10}

根据泛型参数的实际参数搽除调用代码。

1 System.out.println("bounded type parameters test");2 Basebase=newChild();3 base.test(newDog());4 for(Method item :base.getClass().getMethods()) {5 if(item.getName() =="test") {6 System.out.println(item.getParameterTypes()[0].getName());7 }8 }

这里说的不一定正确，特别是Java泛型的约束支持&（如：可以约束实行多个接口），不过过程估计差别不大，我没有看Java语言规范，这里只是大概的猜测。