2021-01-29 Java学习

以下均是自己对学习的理解，理解可能偏差

1. java 编译与反编译
   发展：机器语言--汇编语言--高级语言，例如java 。
   编译: 高级语言需要转换成机器能够识别的机器语言运行，java 通过javac编译器将.java文件编译成.class字节码文件，然后JVM java虚拟机将class文件转换成机器语言，这就是java语言运行的过程
   反编译：过程和编译刚好相反，java反编译即将.class文件转换为.java文件
   反编译工具：javap、jad、cfr

编译流程：源代码 - 词法分析 - 符号流 - 语法分析 - 语法树 - 语义分析 - 语法树 - 中间代码生成 - 中间代码 - 代码优化 - ---机器语言
问题：编译解释再执行，速度比可执行字节码慢很多，为解决该问题引入JIT技术--热点代码检测优化，基于计数器的热点探测方法--方法调用计数器，回边计数器， 编译优化

2. JVM、java语言规范（如基本数据类型在所有平台的一致性）及编译成统一的.class文件保证其跨平台性

3. 值传递和引用传递
   值传递：创建副本copy，不改变原始对象
   引用传递：不创建副本，可以改变原始对象
   Java是值传递，只是传递的内容是基本数据类型和对象的引用，这两者原始对象都不会被改变

4. 八种数据类型 1字节=8位（bit）
   字符：char
   整型：byte 1字节 short 2字节 int 4字节 long 8字节
   布尔：boolean
   浮点型：float 4字节 double 8字节 二进制的表示，很多小数是没法精确表示出来，所以去近似值表现法，所以不能表示金额，建议BigDecimal 或Long
   溢出，基础数据类型溢出的时候并不会抛异常，也没有任何提示
   Java中，为什么byte类型的取值范围为-128~127?
   机器数、真值、原码、反码、补码 为了运算
   除法变成乘法，，乘法变成加法，减法变成加法，计算机运算
   包装类，自动装箱，自动拆箱 --有缓存，复用，节约空间
   Java中整型的缓存机制

5. 字符串的不可变性
   一旦一个string对象在内存(堆)中被创建出来，他就无法被修改。特别要注意的是，String类的所有方法都没有改变字符串本身的值，都是返回了一个新的对象。

如果你需要一个可修改的字符串，应该使用StringBuffer 或者 StringBuilder。否则会有大量时间浪费在垃圾回收上，因为每次试图修改都有新的string对象被创建出来。

6 String对“+”的重载
String s = "a" + "b"，编译器会进行常量折叠(因为两个都是编译期常量，编译期可知)，即变成 String s = "ab"
对于能够进行优化的(String s = "a" + 变量 等)用 StringBuilder 的 append() 方法替代，最后调用 toString() 方法 (底层就是一个 new String())

7 字符串拼接
使用+拼接字符串 --->底层使用了StringBuilder
concat方法来拼接字符串 --> 创建了一个字符数组
使用StringBuffer、StringBuilder可以方便的对字符串进行拼接,StringBuilder不是线程安全
耗时：StringBuilder 循环体内不要用+

8 switch 对String的支持
switch只支持一种数据类型，那就是整型，其他数据类型都是转换成整型之后再使用switch的。
char -> 比较ascii码，string 比较hashcode，再通过equals进行检查

9 intern
JVM为了减少字符重复创建，节省内存，会单独开辟一块内存，保存字符串常量，称为字符串常量池，
当出现双引号创建字符串时，会先检查常量池，存在相同内容的对象引用就返回引用，否则创建新的，并将引用放进常量池，
使用intern 将字符串内容放到常量池

10 双亲委派
JVM有四种类加载器，Bootstrap ClassLoader（加载核心类库），Extension ClassLoader（加载扩展类库ext目录），Application ClassLoader（加载当前应用classpath的所有类）， User ClassLoader（自定义加载）

image.png

层次依次降低，双亲委派：当一个类加载器收到类加载请求，不会马上去加载，而是委托给父类加载器加载，父类加载器无法加载时，才由当前指定的类加载器加载。
实现方法：loadClass()，重写loadClass可破坏双亲委派机制，不想破坏，重写findClass(),loadClass父加载失败会调用自身的findClass()方法，很多框架会主动破坏双亲委派机制，比如Tomcat作为web容器，可能部署多个服务，服务可能引用相同jar，但版本不一致，采用默认双亲委派，无法加载多个相同类，所以为了实现隔离，优先加载web应用自身定义的类
随着jdk发展，模块化技术应用，加载机制也变成复杂的网状结构
双亲委派

11 Java内存模型
计算机硬件，CPU 和内存执行速度的差异，增加缓存，多线程情况下存在缓存一致性问题，对代码的乱序执行，为指令重排
软件：对应的是可见性问题（一个线程的修改，其他线程要能看到），原子性（一个操作必须连续完成，不能终端），有序性（必须保证多线程下的执行顺序）
原子性： synchronized(影响性能)->需要通过字节码指令monitorenter和monitorexit保证
可见性： volatile（被其修饰的变量在被修改后可以立即同步到主内存）、final、synchronized
有序性： volatile（禁止指令重排优化）、synchronized

12 Java 虚拟机锁优化技术

线程状态

自旋锁：时间很短的线程，时刻检查共享资源是否可以被访问，因为等待时间很短，放弃处理器执行时间，等待被唤醒会很慢
锁消除：（逃逸分析）判断锁对象是否只被一个线程访问，即无线程安全问题
锁粗化：大部分时候减小锁的范围、粒度，避免不必要的阻塞，但如果连续对同一对象反复加锁解锁，相当耗费资源，这种情况可以适当放宽加锁范围
锁消除、锁粗化、偏向锁、适应性自旋锁尽在Java虚拟机server模式下起作用，运行Java时添加-server参数

13 集合
Collection、List、Set
ArrayList：可改变大小的数组，查询、修改性能好（数据量大），扩容50%
LinkedList：双链表，添加、删除性能好，实现了Queue接口，比List多offer(0,peek(),poll()等方法，
Vector：安全，扩容100%