Java基础学习

一、 JAVA异常分类及处理

1、概念

如果某个方法不能按照正常的途径完成任务，就可以通过另一种路径退出方法。在这种情况下会抛出一个封装了错误信息的对象。此时，这个方法会立刻退出同时不返回任何值。另外，调用这个方法的其他代码也无法继续执行，异常处理机制会将代码执行交给异常处理器。
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.2、异常分类

Throwable 是 Java 语言中所有错误或异常的超类。下一层分为Error和Exception 
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Error
1. Error类是指java运行时系统的内部错误和资源耗尽错误。应用程序不会抛出该类对象。如果出现了这样的错误，除了告知用户，剩下的就是尽力使程序安全的终止。
Exception（RuntimeException、CheckedException）。
2. Exception 又 有 两 个 分 支 ， 一个是运行时异常 RuntimeException ， 一 个 是CheckedException。
RuntimeException 如：NullPointerException、ClassCastException； 一个是检查异常CheckedException，如 I/O 错误导致的 IOException、SQLException。 RuntimeException 是那些可能在Java 虚拟机正常运行期间抛出的异常的超类。如果出现RuntimeException，那么一定是程序员的错误。
检查异常CheckedException：一般是外部错误，这种异常都发生在编译阶段，Java 编译器会强
制程序去捕获此类异常，即会出现要求你把这段可能出现异常的程序进行 try catch，该类异常一
般包括几个方面：
1. 试图在文件尾部读取数据
2. 试图打开一个错误格式的URL
3. 试图根据给定的字符串查找class对象，而这个字符串表示的类并不存在

3、异常的处理方式

遇到问题不进行具体处理，而是继续抛给调用者（throw,throws）抛出异常有三种形式，一是throw,一个throws，还有一种系统自动抛异常。
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public static void main(String[] args) { 
String s = "abc"; 
if(s.equals("abc")) { 
throw new NumberFormatException(); 
} else { 
System.out.println(s); 
} 
} 
int div(int a,int b) throws Exception{
 return a/b;}
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4、Throw和throws的区别：

位置不同

1. throws 用在函数上，后面跟的是异常类，可以跟多个；而throw用在函数内，后面跟的是异常对象。
   功能不同：
2. throws 用来声明异常，让调用者只知道该功能可能出现的问题，可以给出预先的处理方式；throw抛出具体的问题对象，执行到throw，功能就已经结束了，跳转到调用者，并将具体的问题对象抛给调用者。也就是说 throw 语句独立存在时，下面不要定义其他语句，因为执行不到。
3. throws 表示出现异常的一种可能性，并不一定会发生这些异常；throw 则是抛出了异常，执行throw则一定抛出了某种异常对象。
4. 两者都是消极处理异常的方式，只是抛出或者可能抛出异常，但是不会由函数去处理异常，真正的处理异常由函数的上层调用处理。

二、Java反射

1、动态语言

动态语言，是指程序在运行时可以改变其结构：新的函数可以引进，已有的函数可以被删除等结构上的变化。比如常见的JavaScript就是动态语言，除此之外Ruby,Python等也属于动态语言，而C、C++则不属于动态语言。从反射角度说JAVA属于半动态语言。
在 Java 中的反射机制是指在运行状态中，对于任意一个类都能够知道这个类所有的属性和方法；并且对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能成为Java语言的反射机制。
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2、反射的应用场合

编译时类型和运行时类型
反射的应用场合
在Java程序中许多对象在运行是都会出现两种类型：编译时类型和运行时类型。 编译时的类型由声明对象时实用的类型来决定，运行时的类型由实际赋值给对象的类型决定。如：
Person p=new Student();
其中编译时类型为Person，运行时类型为Student。
的编译时类型无法获取具体方法
程序在运行时还可能接收到外部传入的对象，该对象的编译时类型为 Object,但是程序有需要调用该对象的运行时类型的方法。为了解决这些问题，程序需要在运行时发现对象和类的真实信息。然而，如果编译时根本无法预知该对象和类属于哪些类，程序只能依靠运行时信息来发现该对象和类的真实信息，此时就必须使用到反射了。
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3、Java反射API

反射API用来生成JVM中的类、接口或则对象的信息。

1. Class 类：反射的核心类，可以获取类的属性，方法等信息。
2. Field 类：Java.lang.reflec 包中的类，表示类的成员变量，可以用来获取和设置类之中的属性值。
3. Method类： Java.lang.reflec 包中的类，表示类的方法，它可以用来获取类中的方法信息或者执行方法。
4. Constructor 类： Java.lang.reflec 包中的类，表示类的构造方法。

4、反射使用步骤

1. 获取想要操作的类的Class对象，他是反射的核心，通过Class对象我们可以任意调用类的方法。
2. 调用Class类中的方法，既就是反射的使用阶段。
3. 使用反射API来操作这些信息。

5、获取Class对象的3种方法

调用某个对象的getClass()方法
	Person p=new Person();
	 Class clazz=p.getClass();
调用某个类的class属性来获取该类对应的Class对象
	Class clazz=Person.class;
使用Class类中的forName()静态方法(最安全/性能最好)
	 Class clazz=Class.forName("类的全路径"); (最常用)
当我们获得了想要操作的类的Class对象后，可以通过Class类中的方法获取并查看该类中的方法和属性。
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//获取Person类的Class对象
Class clazz=Class.forName("reflection.Person");
//获取Person类的所有方法信息
Method[] method=clazz.getDeclaredMethods();
 for(Method m:method){
 System.out.println(m.toString());
 }
 //获取Person类的所有成员属性信息
Field[] field=clazz.getDeclaredFields();
 for(Field f:field){
 System.out.println(f.toString());
 }
 //获取Person类的所有构造方法信息
Constructor[] constructor=clazz.getDeclaredConstructors();
 for(Constructor c:constructor){
 System.out.println(c.toString());
 }
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6、创建对象的两种方法

 Class 对象的newInstance()
1. 使用Class 对象的newInstance()方法来创建该Class 对象对应类的实例，但是这种方法要求该Class 对象对应的类有默认的空构造器。
调用Constructor对象的newInstance()
2. 先使用Class对象获取指定的Constructor对象，再调用Constructor对象的newInstance()方法来创建Class对象对应类的实例,通过这种方法可以选定构造方法创建实例。
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//获取Person类的Class对象
Class clazz = Class.forName("com.sp.demo.dto.Person");
//使用.newInstane 方法创建对象
Person p = (Person) clazz.newInstance();
 //获取构造方法并创建对象
Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class,String.class,int.class);
//创建对象并设置属性
Person p1 = (Person) constructor.newInstance("老王","男",35);
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三、Java注解

1、概念

Annotation（注解）是 Java 提供的一种对元程序中元素关联信息和元数据（metadata）的途径和方法。Annatation(注解)是一个接口，程序可以通过反射来获取指定程序中元素的 Annotation对象，然后通过该Annotation对象来获取注解中的元数据信息。
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2、 4 种标准元注解

元注解的作用是负责注解其他注解。 Java5.0定义了4个标准的meta-annotation类型，它们被用来提供对其它annotation类型作说明。
@Target 修饰的对象范围
@Target说明了Annotation所修饰的对象范围：Annotation可被用于packages、types（类、接口、枚举、Annotation 类型）、类型成员（方法、构造方法、成员变量、枚举值）、方法参数和本地变量（如循环变量、catch参数）。在Annotation类型的声明中使用了target可更加明晰其修饰的目标。
@Retention 定义 被保留的时间长短
Retention 定义了该Annotation被保留的时间长短：表示需要在什么级别保存注解信息，用于描述注解的生命周期（即：被描述的注解在什么范围内有效），取值（RetentionPoicy）由：
 SOURCE:在源文件中有效（即源文件保留）
 CLASS:在class文件中有效（即class保留）
 RUNTIME:在运行时有效（即运行时保留）
@Documented描述-javadoc
@ Documented 用于描述其它类型的 annotation 应该被作为被标注的程序成员的公共 API，因此可以被例如javadoc此类的工具文档化。
@Inherited 阐述了某个被标注的类型是被继承的
@Inherited 元注解是一个标记注解，@Inherited 阐述了某个被标注的类型是被继承的。如果一个使用了@Inherited 修饰的 annotation 类型被用于一个 class，则这个 annotation 将被用于该class 的子类。
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3、注解处理器

如果没有用来读取注解的方法和工作，那么注解也就不会比注释更有用处了。使用注解的过程中，很重要的一部分就是创建于使用注解处理器。Java SE5扩展了反射机制的API，以帮助程序员快速的构造自定义注解处理器。下面实现一个注解处理器。
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@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface FruitProvider {

    public int id() default -1;

    public String name() default "";

    public String address() default "";

}


public class Apple {

    @FruitProvider(id=1,name="2222",address = "333333")
    private String appleProvider;

    public String getAppleProvider() {
        return appleProvider;
    }

    public void setAppleProvider(String appleProvider) {
        this.appleProvider = appleProvider;
    }
}

public class FruitInfoUtil {
    public static void getFruitInfo(Class<?> clazz){
        String strFruitProvider = "信息";
        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields
             ) {
            if(field.isAnnotationPresent(FruitProvider.class)){
                FruitProvider fruitProvider = field.getAnnotation(FruitProvider.class);
                strFruitProvider = "编号" + fruitProvider.id() + "名称" + fruitProvider.name() +
                        "地址" + fruitProvider.address();
                System.out.println(strFruitProvider);
            }
        }
    }
}

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    FruitInfoUtil.getFruitInfo(Apple.class);
}

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四、Java内部类

1、静态内部类

定义在类内部的静态类，就是静态内部类。
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public class Out {
    private static int a;
    private int b;
    public static class inner{
       public void print(){
           System.out.println(a);
       }
    }
    
}
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1. 静态内部类可以访问外部类所有的静态变量和方法，即使是private的也一样。
2. 静态内部类和一般类一致，可以定义静态变量、方法，构造方法等。
3. 其它类使用静态内部类需要使用“外部类.静态内部类”方式，如下所示：Out.Inner inner = new Out.Inner();inner.print();
4. Java集合类HashMap内部就有一个静态内部类Entry。Entry是HashMap存放元素的抽象，HashMap 内部维护Entry 数组用了存放元素，但是Entry对使用者是透明的。像这种和外部类关系密切的，且不依赖外部类实例的，都可以使用静态内部类。

2、成员内部类

定义在类内部的非静态类，就是成员内部类。成员内部类不能定义静态方法和变量（final 修饰的除外）。这是因为成员内部类是非静态的，类初始化的时候先初始化静态成员，如果允许成员内部类定义静态变量，那么成员内部类的静态变量初始化顺序是有歧义的。
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public class Out {
    private static int a;
    private int b;
    public static class inner{
       public void print(){
           System.out.println(a);
           System.out.println(b);
       }
    }
}
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3、局部内部类

定义在方法中的类，就是局部类。如果一个类只在某个方法中使用，则可以考虑使用局部类
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public class Out {
    private static int a;
    private int b;
    
    public void test(final int c){
        final int d = 1;
        class inner{
            public void print(){
                System.out.println(c);
            }
        }
    }
}
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4、匿名内部类

匿名内部类我们必须要继承一个父类或者实现一个接口，当然也仅能只继承一个父类或者实现一个接口。同时它也是没有class关键字，这是因为匿名内部类是直接使用new来生成一个对象的引用。
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public abstract class Bird {

    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public abstract int fly();
}

public class Test1 {
    public void test1(Bird bird){
        System.out.println(bird.getName() + "飞" + bird.fly() + "米");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Test1 test1 = new Test1();
        test1.test1(new Bird() {
            @Override
            public int fly() {
                return 1000;
            }

            @Override
            public String getName() {
                return "家禽";
            }
        });
    }

}
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五、Java泛型

泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。比如我们要写一个排序方法，能够对整型数组、字符串数组甚至其他任何类型的数组进行排序，我们就可以使用Java 泛型。
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1、泛型方法（）

写一个泛型方法，该方法在调用时可以接收不同类型的参数。根据传递给泛型方法的参数类型，编译器适当地处理每一个方法调用。
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public static <E> void printArray(E[] array){
        for(E e:array){
            System.out.printf("%s",e);
        }
    }
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1. <? extends T>表示该通配符所代表的类型是T类型的子类。
2. <? super T>表示该通配符所代表的类型是T类型的父类。

2、泛型类

泛型类的声明和非泛型类的声明类似，除了在类名后面添加了类型参数声明部分。和泛型方法一样，泛型类的类型参数声明部分也包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。一个泛型参数，也被称为一个类型变量，是用于指定一个泛型类型名称的标识符。因为他们接受一个或多个参数，这些类被称为参数化的类或参数化的类型。
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public class Box<T> {
    private T t;
    public void add(T t) { this.t = t;}

    public T getT() {
        return t;
    }
}
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3、类型通配符?

类型通配符一般是使用?代替具体的类型参数。例如 List<?> 在逻辑上是List<String>,List<Integer> 等所有 List<具体类型实参>的父类。
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4、类型擦除

Java 中的泛型基本上都是在编译器这个层次来实现的。在生成的Java字节代码中是不包含泛型中的类型信息的。使用泛型的时候加上的类型参数，会被编译器在编译的时候去掉。这个过程就称为类型擦除。如在代码中定义的List<Object>和 List<String>等类型，在编译之后都会变成List。JVM看到的只是List，而由泛型附加的类型信息对JVM来说是不可见的。类型擦除的基本过程也比较简单，首先是找到用来替换类型参数的具体类。这个具体类一般是 Object。如果指定了类型参数的上界的话，则使用这个上界。把代码中的类型参数都替换成具体的类。
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六、Java序列化

保存(持久化)对象及其状态到内存或者磁盘
Java 平台允许我们在内存中创建可复用的 Java 对象，但一般情况下，只有当 JVM 处于运行时，这些对象才可能存在，即，这些对象的生命周期不会比 JVM 的生命周期更长。但在现实应用中，就可能要求在JVM停止运行之后能够保存(持久化)指定的对象，并在将来重新读取被保存的对象。Java 对象序列化就能够帮助我们实现该功能。
序列化对象以字节数组保持-静态成员不保存
使用 Java 对象序列化，在保存对象时，会把其状态保存为一组字节，在未来，再将这些字节组装成对象。必须注意地是，对象序列化保存的是对象的”状态”，即它的成员变量。由此可知，对象序列化不会关注类中的静态变量。
序列化用户远程对象传输
除了在持久化对象时会用到对象序列化之外，当使用RMI(远程方法调用)，或在网络中传递对象时，都会用到对象序列化。Java序列化API为处理对象序列化提供了一个标准机制，该API简单易用。
Serializable 实现序列化
在Java中，只要一个类实现了java.io.Serializable接口，那么它就可以被序列化。ObjectOutputStream 和 ObjectInputStream 对对象进行序列化及反序列化通过ObjectOutputStream 和ObjectInputStream 对对象进行序列化及反序列化。writeObject 和 readObject 自定义序列化策略在类中增加writeObject 和 readObject 方法可以实现自定义序列化策略。
序列化ID
虚拟机是否允许反序列化，不仅取决于类路径和功能代码是否一致，一个非常重要的一点是两个类的序列化ID 是否一致（就是private static final long serialVersionUID）。
序列化并不保存静态变量
序列化子父类说明
要想将父类对象也序列化，就需要让父类也实现Serializable 接口。
Transient  关键字阻止该变量被序列化到文件中
1. 在变量声明前加上Transient  关键字，可以阻止该变量被序列化到文件中，在被反序列化后，transient 变量的值被设为初始值，如int 型的是0，对象型的是null。
2. 服务器端给客户端发送序列化对象数据，对象中有一些数据是敏感的，比如密码字符串等，希望对该密码字段在序列化时，进行加密，而客户端如果拥有解密的密钥，只有在客户端进行反序列化时，才可以对密码进行读取，这样可以一定程度保证序列化对象的数据安全。
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七、Java复制

将一个对象的引用复制给另外一个对象，一共有三种方式。第一种方式是直接赋值，第二种方式是浅拷贝，第三种是深拷贝。所以大家知道了哈，这三种概念实际上都是为了拷贝对象。
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1、直接赋值复制

直接赋值。在Java中，A a1 = a2，我们需要理解的是这实际上复制的是引用，也就是说a1和a2指向的是同一个对象。因此，当a1变化的时候，a2里面的成员变量也会跟着变化。
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2、浅复制

创建一个新对象，然后将当前对象的非静态字段复制到该新对象，如果字段是值类型的，那么对该字段执行复制；如果该字段是引用类型的话，则复制引用但不复制引用的对象。因此，原始对象及其副本引用同一个对象。
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public class Resume implements Cloneable{

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}
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3、深复制

深拷贝不仅复制对象本身，而且复制对象包含的引用指向的所有对象。
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public class Resume implements Cloneable{
    String name;
    int age;
    Person p;

    Resume(String name, int age, Person p) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.p = p;
    }

    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Resume r = null;
        r = (Resume) super.clone();
        return r;
    }
}

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4、序列化

在Java语言里深复制一个对象，常常可以先使对象实现Serializable接口，然后把对象（实际上只是对象的一个拷贝）写到一个流里，再从流里读出来，便可以重建对象。
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