Java基础核心知识汇总（上）

Java基础核心知识汇总

本文对JavaSE阶段核心知识进行完整的归纳总结，包括重要的基础知识，也包括底层核心原理。
希望对各位能有帮助。(持续更新中)

一、Java 语言有哪些特点?

• 简单易学；
• 面向对象（封装，继承，多态）；
• 平台无关性（ Java 虚拟机实现平台无关性）；
• 支持多线程（ C++ 语言没有内置的多线程机制，因此必须调用操作系统的多线程功能来进行多线程程序设计，而 Java 语言却提供了多线程支持）；
  但是，C++11 开始（2011 年的时候）,也引入了多线程库，在 windows、linux、macos 都可以使用std::thread和std::async来创建线程。
• 可靠性；
• 安全性；
• 支持网络编程并且很方便（ Java 语言诞生本身就是为简化网络编程设计的，因此 Java 语言不仅支持网络编程而且很方便）；
• 编译与解释并存；

二、什么是面向对象？以及个人的理解？

对比面向过程，是两种不同的处理问题的角度。

面向过程更注重事情的每一个步骤及顺序，面向对象更注重事情有哪些参与者（对象），及各自需要做什么。

比如：洗衣机洗衣服
面向过程会将任务拆解成一系列的步骤（函数），1、打开洗衣机----->2、放衣服---->3、放洗衣粉------>4、清洗----->5、烘干

面向对象会拆解出人和洗衣机两个对象：
人：打开洗衣机 放衣服 放洗衣粉
洗衣机：清洗 烘干

从以上例子能看出，面向过程比较直接高效，而面向对象更易于复用、扩展和维护。

面向对象三大特性：

封装：封装的意义，在于明确标识出允许外部使用的所有成员函数和数据项内部细节对外部调用透明，外部调用无需修改或者关心内部实现。

1. javabean的属性私有，提供getset对外访问，因为属性的赋值或者获取逻辑只能由javabean本身决定。而不能由外部胡乱修改。
   
2. orm框架

操作数据库，我们不需要关心链接是如何建立的，sql是如何执行的，只需要引入mybatis，调用方法即可。
继承：继承基类的方法，并做出自己的改变或扩展
子类共性的方法或者属性直接使用父类的，而不需要自己再定义，只需扩展自己个性化的功能。

多态：基于对象所属类的不同，外部对同一个方法的调用，实际执行的逻辑不同。
继承、方法重写，父类引用指向子类对象。
无法调用子类特有的功能。

三、JDK、JRE、JVM三者的区别和联系？

JDK： Java Develpment Kit （java开发工具，提供给开发人员使用的）

JRE： Java Runtime Environment （java运行时环境，提供给运行java程序的用户使用的）

JVM： java Virtual Machine （java虚拟机，解释class文件的)

四、什么是字节码?采用字节码的好处是什么?

在 Java 中，JVM 可以理解的代码就叫做字节码（即扩展名为 .class 的文件），它不面向任何特定的处理器，只面向虚拟机。Java 语言通过字节码的方式，在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题，同时又保留了解释型语言可移植的特点。所以， Java 程序运行时相对来说还是高效的（不过，和 C++，Rust，Go 等语言还是有一定差距的），而且，由于字节码并不针对一种特定的机器，因此，Java 程序无须重新编译便可在多种不同操作系统的计算机上运行。

五、字符型常量和字符串常量的区别?

形式 : 字符常量是单引号引起的一个字符，字符串常量是双引号引起的 0 个或若干个字符。
含义 : 字符常量相当于一个整型值( ASCII 值),可以参加表达式运算; 字符串常量代表一个地址值(该字符串在内存中存放位置)。
占内存大小 ： 字符常量只占 2 个字节; 字符串常量占若干个字节。

六、continue、break 和 return 的区别是什么？

在循环结构中，当循环条件不满足或者循环次数达到要求时，循环会正常结束。但是，有时候可能需要在循环的过程中，当发生了某种条件之后 ，提前终止循环，这就需要用到下面几个关键词：

continue ： 指跳出当前的这一次循环，继续下一次循环。
break ： 指跳出整个循环体，继续执行循环下面的语句。
return 用于跳出所在方法，结束该方法的运行。return 一般有两种用法：

return： 直接使用 return 结束方法执行，用于没有返回值函数的方法
return value： return 一个特定值，用于有返回值函数的方法

七、静态方法为什么不能调用非静态成员?

这个需要结合 JVM 的相关知识，主要原因如下：
静态方法是属于类的，在类加载的时候就会分配内存，可以通过类名直接访问。而非静态成员属于实例对象，只有在对象实例化之后才存在，需要通过类的实例对象去访问。
在类的非静态成员不存在的时候静态成员就已经存在了，此时调用在内存中还不存在非静态成员，属于非法操作。

八、静态方法和实例方法有何不同？ 8.1、调用方式

在外部调用静态方法时，可以使用 类名.方法名 的方式，也可以使用 对象.方法名 的方式，而实例方法只有后面这种方式。也就是说，调用静态方法可以无需创建对象 。

不过，需要注意的是一般不建议使用 对象.方法名 的方式来调用静态方法。这种方式非常容易造成混淆，静态方法不属于类的某个对象而是属于这个类。

因此，一般建议使用 类名.方法名 的方式来调用静态方法。

public class Person {
    public void method() {
      //......
    }
    public static void staicMethod(){
      //......
    }
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        // 调用实例方法
        person.method();
        // 调用静态方法
        Person.staicMethod()
    }
}

8.2、访问类成员是否存在限制

静态方法在访问本类的成员时，只允许访问静态成员（即静态成员变量和静态方法），不允许访问实例成员（即实例成员变量和实例方法），而实例方法不存在这个限制。

九、重写和重载的区别？

重载： 发生在同一个类中，方法名必须相同，参数类型不同，个数不同，顺序不同，方法返回值和访问修饰符可以不同，发生在编译时。也就是与方法返回值和修饰符无关。不同场合得到同样的效果。

重写： 发生在父子类中，方法名、参数列表必须相同，返回值范围小于等于父类，抛出的异常范围小于等于父类，访问修饰符范围大于等于父类；如果父类方法访问修饰符为private，则子类就不能重写该方法。同一场合得到不同的效果。

十、什么是可变长参数？

从 Java5 开始，Java 支持定义可变长参数，所谓可变长参数就是允许在调用方法时传入不定长度的参数。就比如下面的这个 printVariable 方法就可以接受 0 个或者多个参数。

public static void method1(String... args) {
   //......
}

另外，可变参数只能作为函数的最后一个参数，但其前面可以有也可以没有任何其他参数。

public static void method2(String arg1, String... args) {
   //......
}

遇到方法重载的情况怎么办呢？会优先匹配固定参数还是可变参数的方法呢？

答案是会优先匹配固定参数的方法，因为固定参数的方法匹配度更高。
其实可变参数本质就是一个动态的数组。

十一、基本数据类型

Java 中的几种基本数据类型了解么？
Java 中有 8 种基本数据类型，分别为：

6 种数字类型：
4 种整数型：byte、short、int、long
2 种浮点型：float、double
1 种字符类型：char
1 种布尔型：boolean。
这 8 种基本数据类型的默认值以及所占空间的大小如下：

对于 boolean，官方文档未明确定义，它依赖于 JVM 厂商的具体实现。逻辑上理解是占用 1 位，但是实际中会考虑计算机高效存储因素。

十二、包装类型的缓存机制了解么？

对于Java的8大基本类型对应的包装类型中，其中一部分包装类型是存在缓存机制的。
Java 基本数据类型的包装类型的大部分都用到了缓存机制来提升性能。

Byte,Short,Integer,Long 这 4 种包装类默认创建了数值 [-128，127] 的相应类型的缓存数据，Character 创建了数值在 [0,127] 范围的缓存数据，Boolean 直接返回 True or False。

Integer 缓存源码：

public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}
private static class IntegerCache {
    static final int low = -128;
    static final int high;
    static {
        // high value may be configured by property
        int h = 127;
    }
}

Character 缓存源码:

public static Character valueOf(char c) {
    if (c <= 127) { // must cache
      return CharacterCache.cache[(int)c];
    }
    return new Character(c);
}

private static class CharacterCache {
    private CharacterCache(){}
    static final Character cache[] = new Character[127 + 1];
    static {
        for (int i = 0; i < cache.length; i++)
            cache[i] = new Character((char)i);
    }

}

Boolean 缓存源码：

public static Boolean valueOf(boolean b) {
    return (b ? TRUE : FALSE);
}

如果超出对应范围仍然会去创建新的对象，缓存的范围区间的大小只是在性能和资源之间的权衡。
两种浮点数类型的包装类 Float,Double 并没有实现缓存机制。
所以要注意的是： 包装类型存在缓存机制，以Integer为例，只要创建对象，数值在-128-127之间，所创建的对象都是从缓存中拿到的，因此在实际开发中对于包装类型的比较，我们推荐使用equals，目的就是防止因包装对象的缓存机制造成不必要的麻烦。

基础知识上篇就更新到这里啦，敬请期待下篇吧，干货满满哦！！！