【2023，学点儿新Java-10】Java17 API文档简介&获取 |详解Java核心机制：JVM |详解Java内存泄漏与溢出 |Java优缺点总结 |附：GPT3.5-turbo问答测试

前情回顾：

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[2] 2022年度博客之星人工智能领域TOP4
 
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本文，针对Java API文档进行了简要的介绍说明并给出了目前来讲较为标准地中文档jdk 1.6 中文文档。随后详细介绍了Java核心机制——JVM，具体地结合JVM两个强大的功能来介绍，并针对热门的Java面试题——Java内存泄漏与内存溢出 给出了专业且详尽的解释。此外简单总结了Java编程语言的优缺点。最后初步通过一道问答题验证了一下GPT3.5。文章书写与整体分析不易，求关注！求个点赞呀！持续分享更多干货知识！

一、Java API 文档 （简介）

1.1 什么是 API

API（Application Programming Interface，应用程序接口）是一种 软件接口，它允许不同的应用程序之间进行交互、访问或共享数据、服务和功能。

API是一组定义、协议和工具，用于构建应用程序和软件组件，以简化应用程序开发和提高开发效率。

它提供了一种标准化的方式 来访问数据和进行各种操作，使得不同的系统之间 可以相互通信，并且 可以轻松地实现数据流、应用程序集成、自动化流程和服务的开发。

常见的API类型包括Web API（基于Web的API）、桌面应用程序API、操作系统API、库API和设备驱动程序API等。

 

1.2 Java API（获取）

• 1. API 是 Java 提供的基本编程接口。
• 2. Java语言 提供了大量的基础类，因此 Oracle 也为这些基础类提供了相应的说明文档，用于告诉开发者如何使用这些类，以及这些类里包含的方法。大多数Java书籍中的类的介绍都要参照它来完成，它是编程者经常查阅的资料。
• 3. Java API文档，即为JDK使用说明书、帮助文档。我们可理解为：“字典”，不明白的东西，可以去里面检索。
     
      

Java API 文档获取：

• 1. Java17 API文档 在线阅读

• 2. 下载后阅读

以上均是英文版的。
 

目前来讲，jdk1.6 的中文API文档 翻译的是比较好的，在Java基础阶段学习的大部分API 基本上 与jdk17相比较 变换不大，基本可以与官网的相对应。

具体地，可以 点我下载jdk1.6 API 中文版

 

二、Java核心机制——JVM 介绍

2.1 何为 JVM

此前，我们曾介绍过JVM：目录1.1.3——JVM。

这里再简单说一下。

JVM是Java虚拟机（Java Virtual Machine）的简称，它是Java语言平台的核心组成部分。

它的主要作用 就是将Java代码 翻译成特定计算机硬件指令，实现跨平台执行，也就是说，一个Java程序可以在任何安装有Java虚拟机的系统上运行

这种机制 能够实现Java语言的“一次编写，到处运行”的特性，避免了 在每种不同的计算机平台上单独编译程序的繁琐工作。

简言之，JVM相当于一个虚拟计算机，它提供了Java运行的环境和支持，使得Java程序能够在不同的操作系统和硬件上运行。

 

2.2 JVM 功能介绍

JVM（Java Virtual Machine ，Java虚拟机）：是一个虚拟的计算机，是Java程序的运行环境。JVM具有指令集并使用不同的存储区域，负责执行指令，管理数据、内存、寄存器。

下面介绍一下JVM具有的两个强大功能。

2.2.1 功能1：实现Java程序的跨平台性

我们编写的Java代码，都运行在JVM 之上。正是因为有了JVM，才使得Java程序具备了跨平台性。

这里可以看一下，使用JVM前后的对比：

2.2.2 功能2：自动内存管理(内存分配、内存回收)

自动内存管理，此处体现为两个方面，其一是内存自动分配，其二是内存自动回收。

• 1. Java程序在运行过程中，涉及到运算的数据的分配、存储等都由JVM来完成
• 2. Java 消除了 程序员回收无用内存空间的职责。提供了 一种系统级线程 跟踪存储空间的分配情况，在内存空间 达到相应阈值时，检查 并释放可被释放的存储器空间。
• 3. GC的自动回收，提高了 内存空间的利用效率，也提高了编程人员的效率，很大程度上减少了因为没有释放空间而导致的内存泄漏。

2.2.3 附：来看一道Java面试题——Java内存溢出和内存泄漏

 
问题：Java程序 会出现内存溢出和内存泄漏问题吗？

                                            ——答案是： Yes!

2.2.3.1 内存溢出

Java程序同样也会存在内存溢出和内存泄漏问题。

内存溢出是指Java程序在申请内存时，JVM对内存分配的控制不足造成的，当程序需要的内存 超出了JVM的分配能力时 会抛出OutofMemoryError异常，导致程序崩溃，这种问题通常是由于程序中存在大量的对象，而这些对象 无法被垃圾回收机制正确回收释放造成的。

2.2.3.2 内存泄漏

而内存泄漏则是指程序中的对象或变量 一直保持着对内存的占用，无法被垃圾回收机制正确释放 导致内存逐渐被耗尽。这种问题 通常是由于程序中存在一些组件 或类的初始化和释放不当，或者存在一些循环引用等问题。

为了避免内存溢出和内存泄漏等问题，可以尝试使用Java内置工具或一些第三方工具如Eclipse内存分析工具（MAT），JProfiler等进行内存分析和监控，以及规范开发过程，正确使用和释放对象等。

2.2.3.3 为什么说 内存泄漏多了 会导致 内存溢出？

 

内存泄漏和内存溢出 都是关于内存申请与释放的问题。在Java程序中，内存泄漏 是指程序中的对象或变量一直被占用，无法被垃圾回收机制释放，导致内存逐渐被占满的问题。而内存溢出 则是指Java堆内存不够用，无法为新的对象分配内存，导致OutOfMemoryError异常的问题。

 

具体来说，内存泄漏发生时，对象占用的内存 没有得到及时的释放，导致Java堆中存储的对象越来越多，而堆的大小是有限的。随着内存泄漏的持续发生，Java堆内的可用内存将逐渐减少，直到 无法为新的对象分配足够的内存。当Java堆的内存不足时，就会发生内存溢出。
 

因此，内存泄漏和内存溢出 是两个密切相关的问题。内存泄漏多了 会导致内存堆中对象越来越多，逐渐逼近堆的极限，最终导致 内存溢出。因此，及时解决内存泄漏问题，及时释放不再使用的对象，是Java程序中保持堆内存可用的重要途径。

 

2.2.3.4 举一些内存泄漏的例子

 
Java中常见的内存泄漏问题：

1. 静态集合类：如果在应用中 声明并操作了一个静态的集合类，但没有 正确管理该集合中的对象的引用，则可以造成内存泄漏。

2. 垃圾回收器引用：如果垃圾回收期被明确地保留在应用程序中（例如，被保存为静态成员变量），则可能会导致内存泄漏。

3. 内部类引用外部类：当一个匿名内部类被创建时，它通常会包含对外部类的引用，如果这个匿名类没有正确地释放，则会导致外部类的内存泄漏。

4. 大量的字符串：在Java中，字符串是不可变的，当程序的运行需要大量的字符串时，除非使用String intern()方法，否则可能造成内存泄漏。

5. 过度的同步：在多线程的应用程序中，如果在同步代码块中，使用的锁范围太大，可能会造成内存泄漏，因为锁的范围太大时，被锁定的对象不能被及时释放。

6. 不正确的资源关闭：如果程序没有正确地关闭使用的资源（如文件、数据库连接等），就可能导致内存泄漏。

以上这些 是Java中比较常见的内存泄漏问题，开发者们应该注意及时修复这些内存泄漏问题，以避免内存溢出等内存相关的问题。

2.3 附：Java优缺点总结

众所周知，Java的确 从C语言和C++语言继承了许多成份，甚至可以将Java看成是 类C语言发展和衍生的产物。所谓——“青出于蓝，而胜于蓝”。

2.3.1 优点

• 跨平台性： 这是Java的核心优势。Java在最初设计时 就很注重移植和跨平台性。比如：Java的int永远都是32位。不像C++可能是16，32，可能是 根据编译器厂商规定的变化。
• 通过Java语言 编写的应用程序 在不同的系统平台上都可以运行。即 “Write once , Run Anywhere”。
• 原理：只要在需要运行 java 应用程序的操作系统上，先安装一个Java虚拟机 (JVM ，Java Virtual Machine) 即可。由JVM来负责Java程序在该系统中的运行。

针对不同的操作系统，java(开发)的架构是不会变化的。 因为 Java是一种跨平台的编程语言，它的设计初衷 就是可在不同操作系统、计算机架构和硬件平台上运行。因此，Java的架构 不会因为操作系统的不同而有所变化。Java的跨平台实现 主要是通过 Java虚拟机（JVM） 和字节码来实现的。

Java虚拟机 提供了一个标准的接口，它将Java字节码 转换为本地机器语言，使得Java程序 可以在任何操作系统上运行。虚拟机 负责提供Java API的实现，同时在应用程序和操作系统之间提供了一个中间层。

由于Java字节码 是独立于操作系统的，所以 Java源码 只需要编写一次 并编译成字节码 即可在任意操作系统上运行。 因此，Java的架构在各个操作系统平台上基本相同，只需在每个平台上安装适当版本的JVM，即可运行Java程序。

 

各个操作系统上的JVM是不一样的，而JVM又是包含于jdk之中的，因此各个系统的jdk自然也是不一样的。故而安装jdk的时候，要根据具体的操作系统 来安装与之相匹配的jdk。

 

此外，Java还具有如下特性（包括 但不限于下述）

• 1. 面向对象性：

  面向对象是一种程序设计技术，非常适合大型软件的设计和开发。面向对象编程 支持封装、继承、多态等特性，让程序更好达到高内聚，低耦合的标准。

• 2. 健壮性： Java 吸收了C/C++语言的优点，但去掉了其影响程序健壮性的部分（如指针、内存的申请与释放等），提供了一个相对安全的内存管理和访问机制。

• 3. 安全性高：

  Java 适合于网络/分布式环境，需要提供一个安全机制以防恶意代码的攻击。如：安全防范机制（ClassLoader 类加载器），可以分配 不同的命名空间 以防替代本地的同名类、字节代码检查。

• 4. 简单性：

  Java就是C++语法的简化版，我们也可以 将Java称之为“C++--”。比如：头文件，指针运算，结构，联合，操作符重载，虚基类等。

• 5. 高性能：

  • Java最初发展阶段，总是被人诟病“性能低”；客观上讲，高级语言 运行效率总是低于低级语言的，这个无法避免。Java语言本身发展中 通过虚拟机的优化提升了几十倍运行效率。比如，通过JIT(JUST IN TIME)即时编译技术提高运行效率。

  • Java低性能的短腿，已经被完全解决了。业界发展上，我们也看到很多C++应用开发 转到Java开发，很多C++程序员转型为Java程序员。

2.3.2 缺点

• 1. 语法过于复杂、严谨，对程序员的约束比较多，与python、php等相比 入门较难。但是一旦学会了，就业岗位需求量大，而且薪资待遇节节攀升。
• 2. 一般适用于 大型网站开发，整个架构会比较重，对于初创公司开发和维护人员的成本比较高（即薪资高），选择用Java语言开发网站或应用系统 需要一定的经济实力。
• 3. 并非适用于所有领域。比如，Objective C、Swift在iOS设备上 就有着无可取代的地位。浏览器中的处理 几乎完全由JavaScript掌控。Windows程序 通常都用C++或C#编写。Java在服务器端编程和跨平台客户端应用领域则很有优势。

 

 

而如果让你带着批评的观点，来看待 java都有哪些缺点，你可能会这么说：

1. 性能较差：一些开发人员和专家认为，相比较其它编程语言（如C、C++等），Java在性能方面存在对比弱点，因为 Java是一种解释型语言，每次运行 都需要将代码翻译成字节码，因此 性能有时会受到影响。

2. 资源占用较大：在运行Java程序时，JVM 需要消耗比较多的内存，这可能 会在一些较小的系统上 造成性能问题或资源不足的情况。

3. 过渡依赖于第三方库：Java 拥有广泛的第三方库和框架，但有时候，过渡地 依赖这些库 会导致代码臃肿和混乱，增加开发和维护程序的难度。

4. 代码复杂度高：Java要求程序员写出正确、严谨的代码，这通常会导致较高的代码复杂度和学习曲线。

不过我认为，与Java的缺点比起来，它的优点还是更加友好的。

 

 

三、GPT3.5 简单问答测试

问：目前最热门的深度学习模型是什么？

它的回答如下图所示：

不知，各位觉得怎样？
 

 

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