Java.lang包源码学习

Java.lang包接口摘要

Iterable 接口

参考链接
iterable 的主要作用是实现for each方法，遍历集合的工作依然是iterator来做

 default void forEach(Consumer<? super T> action) {
        Objects.requireNonNull(action);
        for (T t : this) {
            action.accept(t);
        }
    }
    //遍历例子
    list.forEach(s->{
    	System.out.println(s)
    })

Readable接口

参考链接
Readable接口就是为了Scanner类专门创建的一个接口，使得Scanner的入口参数不必限于某个类。实现Readable接口要只需是实现public int read(CharBuffer cb)方法。当方法返回-1时候Scanner类停止读取。

Runnable 接口

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我们实现多线程，有两种方式， 一种是继承Thread类，一种是实现Runnable接口，但是启动线程必须依赖thread的start方法。
有经验的程序员都会选择实现Runnable接口 ，其主要原因有以下两点：
首先，java只能单继承，因此如果是采用继承Thread的方法，那么在以后进行代码重构的时候可能会遇到问题，因为你无法继承别的类了。
其次，如果一个类继承Thread，则不适合资源共享。但是如果实现了Runable接口的话，则很容易的实现资源共享。参考链接

Java.lang 包下类摘要

Integer类

Integer是int的包装类，int 常用于局部变量和参数传递的一些简单的数据存储和传递，Integer是包装类，在-128-127之间时Integer和int是一致的，在这个范围之外Integer就会自动创建对象来进行操作了，Integer 提供了非常多的方法来处理int型数据参考链接
常用方法参考链接

• int compareTo(Integer anotherInteger) //在数字上比较两个 Integer 对象。
• boolean equals(Object obj) //比较此对象与指定对象。
• double doubleValue() //以 double 类型返回该 Integer 的值。
• float floatValue() //以 float 类型返回该 Integer 的值。
• int intValue() //以 int 类型返回该 Integer 的值。
• long longValue() //以 long 类型返回该 Integer 的值。
• int parseInt(String s) //将字符串转换成int
• String toBinaryString(int i) //以二进制（基数 2）无符号整数形式返回一个整数参数的字符串表示形式。
• String toHexString(int i) //以十六进制（基数 16）无符号整数形式返回一个整数参数的字符串表示形式。
• String toOctalString(int i) //以八进制（基数 8）无符号整数形式返回一个整数参数的字符串表示形式。
• String toString() //返回一个表示该Integer值的String对象。
• Integer valueOf(int i) 返回一个表示指定的 int 值的 Integer 实例。
• Integer valueOf(String s) 返回保存指定的 String 的值的 Integer 对象。
• Integer valueOf(String s, int radix) 返回一个 Integer 对象

装箱和拆箱

• 基本数据类型转换为包装类的过程称为装箱
• 包装类变为基本数据类型的过程称为拆箱

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        int m = 500;
        Integer obj = m;  // 自动装箱
        int n = obj;  // 自动拆箱
        System.out.println("n = " + n);
      
        Integer obj1 = 500;
        System.out.println("obj等价于obj1返回结果为" + obj.equals(obj1));
    }
}

String 类

String类用于处理字符串的一切问题
特征

• String类是final的，不可被继承；

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {

• String类本质是字符型数组char[ ]，并且值不可改变；

private final char value[];

• 创建字符串的方式很多，归纳起来有三类：

第一类，利用new关键字创建一个String对象，如：String s1 = new String("abc")；

第二类，利用特性3直接创建，如:String s2 = "abc"；

第三类，利用特性4串联生成新的字符串，如:String s3 = "a" + "b" + "c"；

string 常用方法参考链接

• length() 字符串的长度
• charAt() 截取一个字符 //ch=“abc”.charAt(1); 返回’b’
• toCharArray() String转换成char数组
• substring()
• trim() 去掉起始和结尾的空格

StringBuffer
string的字符串长度是固定的，StringBuffer用于处理可变字符串，是一个容器，区别去String的是，StringBuffer是一个对象，所有的这些方法处理的都还是StringBuffer这个对象，而String可能是不同的对象。

StringBuffer s0=new StringBuffer();分配了长16字节的字符缓冲区
StringBuffer s1=new StringBuffer(512);分配了512字节的字符缓冲区
StringBuffer s2=new StringBuffer("Happy new year！");在字符缓冲区中存放字符串"Happy new year！"，另外，后面再留了16字节的空缓冲区。

常用方法参考链接

• append（）添加
  作用是追加内容到当前StringBuffer对象的末尾，类似于字符串的连接
  synchronized决定StringBuffer是线程安全的

public synchronized StringBuffer append(int i) {

• insert（）方法
  接受boolean，char，double，float，int，long，string等各种值
  该方法的作用是在StringBuffer对象中插入内容，然后形成新的字符串。例如：

StringBuffer sb = new StringBuffer(“TestString”);

sb.insert(4,false);

该示例代码的作用是在对象sb的索引值4的位置插入false值，形成新的字符串，则执行以后对象sb的值是”TestfalseString”。

append和insert的区别：
append默认在末尾添加，insert可以在指定位置添加

StringBuilder
StringBuilder和StringBuffer内部代码几乎一样，只是StringBuffer的所有方法都被关键字synchronized修饰，也就是说它是线程安全的

Double 类

是double的包装类，用于处理双精度数据的类

public final class Double extends Number implements Comparable<Double> {

构造方法
Double类提供了两种构造方法

Double double1 = new Double(5.456);    // 以 double 类型的变量作为参数创建 Double 对象
Double double2 = new Double("5.456");       // 以 String 类型的变量作为参数创建 Double 对象

常用方法参考链接

Double和double的区别参考链接
double是基本数据类型，Double是原始数据类型
double没有方法，Double有自己的属性和方法
double只创建引用，Double创建对象
集合类不能存放double，只能存放Double
double存放在栈中，Double存放在堆中
栈的存取速度要高于堆

Float 类

Float提供浮点类型的数据处理类

public final class Float extends Number implements Comparable<Float> {

Float类和Double的方法基本类似，主要的都是比较和返回int \long \short\double\float等基本数据的值继承子number抽象类的抽象方法
Float的构造方法参考链接

• Float(double value)：构造一个新分配的 Float 对象，它表示转换为 float 类型的参数。
• Float(float value)：构造一个新分配的 Float 对象，它表示基本的 float 参数。
• Float(String s)：构造一个新分配的 Float 对象，它表示 String 参数所指示的 float 值。

Float float1 = new Float(3.14145);    // 以 double 类型的变量作为参数创建 Float 对象
Float float2 = new Float(6.5);    // 以 float 类型的变量作为参数创建 Float 对象
Float float3 = new Float("3.1415");    // 以 String 类型的变量作为参数创建 Float 对象

float和double的区别参考链接
float 单精度浮点数在机内占 4 个字节，用 32 位二进制描述。

double 双精度浮点数在机内占 8 个字节，用 64 位二进制描述。

Short 类

short是数值型数据类型，默认值是0，一个short变量是int型变量所占空间的二分之一，long是int 的2倍。
Short类继承抽象类Number实现Comparable接口，基本方法都差不多，不同的点在于数据类型不同而已。

public final class Short extends Number implements Comparable<Short> {

Short构造方法参考链接

public Short(short value)//提供short类型的数据构造对象
public Short(String value)//提供String类型的数据构造对象

Long 类

Long也是继承和实现Number和Comparable

public final class Long extends Number implements Comparable<Long> {

long主要用于处理非常大的整数的变量，也可以简单理解为，当我们最常用的int类型满足不了我们时我们使用long来进行数据类型处理，long是in t的两倍，int 32位，long64位，所表示的范围也是相应的两倍。
Long构造方法

public Long(long value)//提供long型变量

public Long(String value)//提供String型变量

Java基础数据类型位数和取值范围参考链接

基本类型：byte 二进制位数：8
包装类：java.lang.Byte
最小值：Byte.MIN_VALUE=-128
最大值：Byte.MAX_VALUE=127

基本类型：short 二进制位数：16
包装类：java.lang.Short
最小值：Short.MIN_VALUE=-32768
最大值：Short.MAX_VALUE=32767

基本类型：int 二进制位数：32
包装类：java.lang.Integer
最小值：Integer.MIN_VALUE=-2147483648
最大值：Integer.MAX_VALUE=2147483647

基本类型：long 二进制位数：64
包装类：java.lang.Long
最小值：Long.MIN_VALUE=-9223372036854775808
最大值：Long.MAX_VALUE=9223372036854775807

基本类型：float 二进制位数：32
包装类：java.lang.Float
最小值：Float.MIN_VALUE=1.4E-45
最大值：Float.MAX_VALUE=3.4028235E38

基本类型：double 二进制位数：64
包装类：java.lang.Double
最小值：Double.MIN_VALUE=4.9E-324
最大值：Double.MAX_VALUE=1.7976931348623157E308

基本类型：char 二进制位数：16
包装类：java.lang.Character
最小值：Character.MIN_VALUE=0
最大值：Character.MAX_VALUE=65535

Byte 类

byte一个字节，8位，取值范围：-128-127，

public final class Byte extends Number implements Comparable<Byte> {

Byte构造方法
Byte提供两种构造方法，分别是Byte和String

Byte b1 = new Byte(5);
Byte b2 = new Byte("5");

private static class ByteCache {
        private ByteCache(){}

ByteCache

private static class ByteCache {
        private ByteCache(){}

        static final Byte cache[] = new Byte[-(-128) + 127 + 1];

        static {
            for(int i = 0; i < cache.length; i++)
                cache[i] = new Byte((byte)(i - 128));
        }
    }

这是Byte的一个内部类，而且是私有的，只能在本类中调用。可以看到在这个类的内部定义了一个Byte类型的数组，数组的长度刚好是Byte类中最小值到最大值之间的长度(负数128个，正数127个加上0共256个)。在静态代码块中创建了这256个对象放到cache数组中，之前也介绍了静态代码块在类一加载的时候就会执行。这里是将byte类型所有的可能值(对于byte来说其实它的可能值就是从-128到127，一共256个)缓存起来，只能创建256个Byte对象就可以表示所有可能的byte。而且这些都是静态且final的，避免重复的实例化和回收。参考链接

数值类型包装类对比：

• 都继承了Number，实现Comparable
• 都提供自己和String的构造方法

Boolean 类

boolean就true和false，布尔类型的变量就没有数值类型的XXXValue()了，依然有比较和其它常规的方法。

public final class Boolean implements java.io.Serializable,Comparable<Boolean>
{

Boolean构造方法

Boolean(boolean boolValue);
Boolean(String boolString);

其中 boolValue 必须是 true 或 false（不区分大小写），boolString 包含字符串 true（不区分大小写），那么新的 Boolean 对象将包含 true；否则将包含 false。参考链接

Character 类

Character 类是字符数据类型 char 的包装类。

public final class Character implements java.io.Serializable,Comparable<Character> {

Character的构造方法只提供char一种方式

• isLetter() 方法
  isLetter() 方法用于判断指定字符是否为字母。
  语法：boolean isLetter(char ch)
  其中ch = 要测的字符；当字符为字母时，则返回 true，否则返回 false。（以下ch都为要测的字符）

• isDigit() 方法
  isDigit() 方法用于判断指定字符是否为数字，如果字符为数字，则返回 true；否则返回 false。
  语法：public static boolean isDigit(char ch)

• isWhitespace() 方法
  isWhitespace() 方法用于判断指定字符是否为空白字符，空白符包含：空格、tab 键、换行符，如果字符为空白字符，则返回 true；否则返回 false。
  语法：boolean isWhitespace(char ch)

• isUpperCase() 方法
  isUpperCase() 方法用于判断指定字符是否为大写字母，如果字符为大写，则返回 true；否则返回 false。
  语法：boolean isUpperCase(char ch)

• isLowerCase() 方法
  isLowerCase() 方法用于判断指定字符是否为小写字母，如果字符为小写，则返回 true；否则返回 false。
  语法：boolean isLowerCase(char ch)

• toUpperCase() 方法
  toUpperCase() 方法用于将小写字符转换为大写，如果有的话，返回转换后字符的大写形式；否则返回字符本身。
  语法：char toUpperCase(char ch)

• toLowerCase() 方法
  toLowerCase() 方法用于将大写字符转换为小写，如果有的话，返回转换后字符的小写形式；否则返回字符本身。
  语法：char toLowerCase(char ch)

• toString() 方法
  toString() 方法用于返回一个表示指定 char 值的 String 对象。结果是长度为 1 的字符串，仅由指定的 char 组成。
  语法：String toString(char ch)

Number 类

数字类型的抽象类 Number 是 BigDecimal、BigInteger、Byte、Double、Float、Integer、Long 和 Short 类的超类。

 public abstract int shortValue();
  public abstract int intValue();
   public abstract int longValue();
    public abstract int floatValue();
     public abstract int doubleValue();
      public abstract int byteValue();

提供了6个数值型的抽象方法，在其封装类中都继承了Number类，实现了其抽象方法

Object 类

Object 类是所有类的父类，Java 允许把任何类型的对象赋给 Object 类型的变量。当一个类被定义后，如果没有指定继承的父类，那么默认父类就是 Object 类，这句话的意思就是我们定义的任何类都是

public class Person extends Object{}//但是一般默认不写

Object的所有方法

• toString() 方法
  默认返回类名@对像的散列值
  类中如果重写了toString()方法，输出充写方法
• getClass()方法
  返回一个Class，可以继续获取类的一些信息，比如obj.getClass().getName()//返回类名字
  getClass()也是一个native方法，返回的是此Object对象的类对象/运行时类对象Class。效果与Object.class相同。

首先解释下"类对象"的概念：在Java中，类是是对具有一组相同特征或行为的实例的抽象并进行描述，对象则是此类所描述的特征或行为的具体实例。作为概念层次的类，其本身也具有某些共同的特性，如都具有类名称、由类加载器去加载，都具有包，具有父类，属性和方法等。于是，Java中有专门定义了一个类，Class，去描述其他类所具有的这些特性，因此，从此角度去看，类本身也都是属于Class类的对象。为与经常意义上的对象相区分，在此称之为"类对象"。参考链接

• clone()方法
  克隆一个完全一样的对像

public class ObjectTest {
 
    public static void main(String[] args) {
 
        Object o1 = new Object();
        // The method clone() from the type Object is not visible
        Object clone = o1.clone();
    }
 
}

• hashcode()方法
  返回一个对象的哈希码，用于判断两个对象是否相等。主要作用体现在集合里判断集合中是否存在相同的对象。

以Set为例，当新加一个对象时，需要判断现有集合中是否已经存在与此对象相等的对象，如果没有hashCode()方法，需要将Set进行一次遍历，并逐一用equals()方法判断两个对象是否相等，此种算法时间复杂度为o(n)。通过借助于hasCode方法，先计算出即将新加入对象的哈希码，然后根据哈希算法计算出此对象的位置，直接判断此位置上是否已有对象即可。

• wait(…) / notify() / notifyAll()方法
  （wait和sleep的区别是，wait释放了锁，sleep仍然持有锁）

wait()：调用此方法所在的当前线程等待，直到在其他线程上调用此方法的主调（某一对象）的notify()/notifyAll()方法。

wait(long timeout)/wait(long timeout, int nanos)：调用此方法所在的当前线程等待，直到在其他线程上调用此方法的主调（某一对象）的notisfy()/notisfyAll()方法，或超过指定的超时时间量。
notify()/notifyAll()：唤醒在此对象监视器上等待的单个线程/所有线程。

• finalize()方法
  finalize方法主要与Java垃圾回收机制有关。
  finalize方法被定义成一个空方法，为什么要如此定义呢？finalize方法的调用时机是怎么样的呢？
  首先，Object中定义finalize方法表明Java中每一个对象都将具有finalize这种行为，其具体调用时机在：JVM准备对此对形象所占用的内存空间进行垃圾回收前，将被调用。由此可以看出，此方法并不是由我们主动去调用的（虽然可以主动去调用，此时与其他自定义方法无异）。

Class 类

JVM为每个加载的class创建了对应的Class实例，并在实例中保存了该class的所有信息，包括类名、包名、父类、实现的接口、所有方法、字段等，因此，如果获取了某个Class实例，我们就可以通过这个Class实例获取到该实例对应的class的所有信息。参考链接
获取Class的实例的三种方法：

• 类名.class

Class cls = String.class;

• 对象名.getClass()

String s = "Hello";
Class cls = s.getClass();

• Class,forName(“类路径”)

Class cls = Class.forName("java.lang.String");

得到实例之后就是访问通过 Class 类获取成员变量、成员方法、接口、超类、构造方法等

s.getClass().getNamne();//获取类名

　 getMethods()：获得类的public类型的方法。
　　getDeclaredMethods()：获得类的所有方法。包括private 声明的和继承类
　　getMethod(String name, Class[] parameterTypes)：获得类的特定方法，name参数指定方法的名字，parameterTypes 参数指定方法的参数类型。
　　getConstructors()：获得类的public类型的构造方法。
　　getConstructor(Class[] parameterTypes)：获得类的特定构造方法，parameterTypes 参数指定构造方法的参数类型。
　　newInstance()：通过类的不带参数的构造方法创建这个类的一个对象。

其实反射什么就是，在通过上面三种方法获得某个类的实例之后通过Class这个类提供的方法就可以访问任何一个类的信息，属性和方法（不是对象.属性.方法这种调用）
比如我建立一个String类型的实例：

String str=new String("hello")//建一个对象
Class  am=str.getClass();//得到一个class实例
am.getFields();//获得String这个类的所有public的属性

System 类

System类是在Java程序中作为一个标准的系统类，实现了控制台与程序之间的输入输出流，系统的初始化与获取系统环境变量、数组的复制、返回一个精准的时间以及一些简单的对虚拟机的操作等。它是一个与Class类一样的直接注册进虚拟机的类，也就是直接与虚拟机打交道的类：参考链接

• System.in

 public final static InputStream in = null;

返回的是一个InputStream类型

• System.out

public final static PrintStream out = null;

返回的是一个PrintStream类型，那么我们就可以访问PrintStream的方法
比如最常见的：

System.out.println()
print/println(基本数据类型)都是PrintStream类的方法

• getproperty()方法参考链接

System.getProperty("属性名")

Enum 类

枚举是一个类，可以把常量放在一个枚举类中

public abstract class Enum<E extends Enum<E>>
        implements Comparable<E>, Serializable {

定义枚举类

package enumtest;

public enum WeekEnum {
    
    // 因为已经定义了带参数的构造器，所以在列出枚举值时必须传入对应的参数
    SUNDAY("星期日"), MONDAY("星期一"), TUESDAY("星期二"), WEDNESDAY("星期三"), 
    THURSDAY("星期四"), FRIDAY("星期五"), SATURDAY("星期六");

    // 定义一个 private 修饰的实例变量
    private String date;

    // 定义一个带参数的构造器，枚举类的构造器只能使用 private 修饰
    private WeekEnum(String date) {
        this.date = date;
    }

    // 定义 get set 方法
    public String getDate() {
        return date;
    }

    public void setDate(String date) {
        this.date = date;
    }
    
}

Enum的自带属性参考链接

• name //名字
• ordinal //枚举定义中出现的顺序

Math 类

常用的数学处理类
比如：

• abs() //绝对值
• min() //最小值
• max() // 最大值等

Process 类

Process 类提供了执行从进程输入、执行输出到进程、等待进程完成、检查进程的退出状态以及销毁（杀掉）进程的方法。参考链接

Process类方法摘要

创建Process对象（进程）的两种方法

• ProcessBuilder.start()
• Runtime.exec

ProcessBuilder 类

ProcessBuilder是一个后起之秀1.5才添加的，一开始是没有这个类的，只有Process，我们知道运行外部程序，我们适用RunTime().exec()来运行，但是当我们要动态运行外部程序的时候Process就显得不太够用，ProcessBuilder的功能也比Process的要多，比如可以设置当前工作目录，更改环境参数。参考链接
说简单点：
ProcessBuilder可以以一组明确的环境变量来启动一个进程。
ProcessBuilder基本方法参考链接

• 创建一个进程

public static void main(String[] args) throws Exception {
ProcessBuilder pBuilde=new ProcessBuilder("notepad.exe");
pBuilde.start();

}
//执行代码之后就打开记事本了

• 常用方法

public static void main(String[] args) throws Exception {
ProcessBuilder pBuilde=new ProcessBuilder("notepad.exe");
System.out.println(pBuilde.environment());
//可以执行包含的命令输出[notepad.exe]
System.out.println(pBuilde.command());
//当前的工作目录,没有指定为null
System.out.println(pBuilde.directory());
//通过start方法开启一个新进程
// pBuilde.start();
//替代方法
Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
runtime.exec("notepad.exe");
}

Runtime 类

可以使用Runtime类取得JVM系统信息，或者使用gc()方法释放掉垃圾空间，还可以使用此类运行本机的程序
使用

Runtime run = Runtime.getRuntime();
run.start()

常用方法

• public static Runtime getRuntime() 普通方法 用于取得Runtime类的实例
• public long freeMemory() 普通方法 用于返回Java虚拟机中的空闲内存
• public long maxMemory() 返回JVM的最大内存量
• public void gc() 运行垃圾回收器。释放空间。
• public Process exec(String command) throws IOException 执行本机命令一旦取得实例后，以上的方法就可以进行操作了。参考链接

Runtime run = Runtime.getRuntime();	// 通过Runtime类的静态方法进行实例化操作
System.out.println("JVM最大内存量：" + run.maxMemory()) ;	// 观察最大的内存，根据机器的不同，环境也会有所不同
System.out.println("JVM空闲内存量：" + run.freeMemory()) ;	//取得程序运行的空闲内存
run.exec("notepad.exe") ;

Thread类

thread实现了Runnable接口，

public class Thread implements Runnable {

线程从创建到最终的消亡，要经历若干个状态。一般来说，线程包括以下这几个状态：创建(new)、就绪(runnable)、运行(running)、阻塞(blocked)、time waiting、waiting、消亡（dead）。参考链接

当需要新起一个线程来执行某个子任务时，就创建了一个线程。但是线程创建之后，不会立即进入就绪状态，因为线程的运行需要一些条件（比如内存资源，譬如程序计数器、Java栈、本地方法栈都是线程私有的，所以需要为线程分配一定的内存空间），只有线程运行需要的所有条件满足了，才进入就绪状态。

当线程进入就绪状态后，不代表立刻就能获取CPU执行时间，也许此时CPU正在执行其他的事情，因此它要等待。当得到CPU执行时间之后，线程便真正进入运行状态。

线程在运行状态过程中，可能有多个原因导致当前线程不继续运行下去，比如用户主动让线程睡眠（睡眠一定的时间之后再重新执行）、用户主动让线程等待，或者被同步块给阻塞，此时就对应着多个状态：time waiting（睡眠或等待一定的事件）、waiting（等待被唤醒）、blocked（阻塞）。

当由于突然中断或者子任务执行完毕，线程就会被消亡。

具体对应的Java方法是：参考链接

Thread构造方法

Thread()	分配一个新的线程对象
Thread(String name)	分配一个指定名字的新的线程对象
Thread(Runnable target)	分配一个带有指定目标新的线程对象
Thread(Runnable target,String name)	分配一个带有指定目标新的线程对象并指定名字

Thread的几个常见属性
1）getId

用来得到线程ID

2）getName和setName

用来得到或者设置线程名称。

3）getPriority和setPriority

用来获取和设置线程优先级。

4）setDaemon和isDaemon

用来设置线程是否成为守护线程和判断线程是否是守护线程。
　　
Thread常用方法

• start方法
  首先是new一个Thread对象，如果对象分配到资源后进入可以就绪状态（Runnable），当调用start方法后并且获得了CPU资源那么该线程就进入到运行状态了
• run方法
  所有线程执行开始都是执行run方法体内的内容，所以继承Thread和Runnable必须重写run方法，start启动之后默认执行run方法
• sleep方法
  让线程睡眠一定时间，让CPU去执行其他的任务。
• getName()
  获得当前线程的名字
• currentThread()
  获取当前线程。

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