java基础篇(三)

一、 注解
Java 注解(Annotation)又称 Java 标注,是 JDK5.0 引入的一种注释机制。
Java 语言中的类、方法、变量、参数和包等都可以被标注。和 Javadoc 不同,Java 标注可以通过反射获取标注内容。在编译器生成类文件时,标注可以被嵌入到字节码中。Java 虚拟机可以保留标注内容,在运行时可以获取到标注内容 。 当然它也支持自定义 Java 标注。

注解的定义
注解通过 @interface关键字进行定义。

public @interface TestAnnotation {
}

元注解
元注解是可以注解到注解上的注解,或者说元注解是一种基本注解,但是它能够应用到其它的注解上面。
如果难于理解的话,你可以这样理解。元注解也是一张标签,但是它是一张特殊的标签,它的作用和目的就是给其他普通的标签进行解释说明的。
元标签有 @Retention、@Documented、@Target、@Inherited、@Repeatable 5 种。

1.@Retention
Retention 的英文意为保留期的意思。当 @Retention 应用到一个注解上的时候,它解释说明了这个注解的的存活时间。
它的取值如下:
RetentionPolicy.SOURCE 注解只在源码阶段保留,在编译器进行编译时它将被丢弃忽视。
RetentionPolicy.CLASS 注解只被保留到编译进行的时候,它并不会被加载到 JVM 中。
RetentionPolicy.RUNTIME 注解可以保留到程序运行的时候,它会被加载进入到 JVM 中,所以在程序运行时可以获取到它们。

2.@Documented
顾名思义,这个元注解肯定是和文档有关。它的作用是能够将注解中的元素包含到 Javadoc 中去。

3.@Target
Target 是目标的意思,@Target 指定了注解运用的地方。
你可以这样理解,当一个注解被 @Target 注解时,这个注解就被限定了运用的场景。
类比到标签,原本标签是你想张贴到哪个地方就到哪个地方,但是因为 @Target 的存在,它张贴的地方就非常具体了,比如只能张贴到方法上、类上、方法参数上等等。@Target 有下面的取值
ElementType.ANNOTATION_TYPE 可以给一个注解进行注解
ElementType.CONSTRUCTOR 可以给构造方法进行注解
ElementType.FIELD 可以给属性进行注解
ElementType.LOCAL_VARIABLE 可以给局部变量进行注解
ElementType.METHOD 可以给方法进行注解
ElementType.PACKAGE 可以给一个包进行注解
ElementType.PARAMETER 可以给一个方法内的参数进行注解
ElementType.TYPE 可以给一个类型进行注解,比如类、接口、枚举

4.@Inherited
Inherited 是继承的意思,但是它并不是说注解本身可以继承,而是说如果一个超类被 @Inherited 注解过的注解进行注解的话,那么如果它的子类没有被任何注解应用的话,那么这个子类就继承了超类的注解。
说的比较抽象。代码来解释。

5.前面我们说过,RetentionPolicy 是 Annotation 的策略属性,而 @Retention 的作用,就是指定 Annotation 的策略属性。
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) 的意思就是指定该 Annotation 的策略是 RetentionPolicy.RUNTIME。这就意味着,编译器会将该 Annotation 信息保留在 .class 文件中,并且能被虚拟机读取。
定义 Annotation 时,@Retention 可有可无。若没有 @Retention,则默认是 RetentionPolicy.CLASS。

Spring常用注解:
@Configuration把一个类作为一个IoC容器,它的某个方法头上如果注册了@Bean,就会作为这个Spring容器中的Bean。

@Scope注解 作用域

@Lazy(true) 表示延迟初始化

@Service用于标注业务层组件、

@Controller用于标注控制层组件@Repository用于标注数据访问组件,即DAO组件。

@Component泛指组件,当组件不好归类的时候,我们可以使用这个注解进行标注。

@Scope用于指定scope作用域的(用在类上)

@PostConstruct用于指定初始化方法(用在方法上)

@PreDestory用于指定销毁方法(用在方法上)

@DependsOn:定义Bean初始化及销毁时的顺序

@Primary:自动装配时当出现多个Bean候选者时,被注解为@Primary的Bean将作为首选者,否则将抛出异常

@Autowired 默认按类型装配,如果我们想使用按名称装配,可以结合@Qualifier注解一起使用。如下:

@Autowired @Qualifier(“personDaoBean”) 存在多个实例配合使用

@Resource默认按名称装配,当找不到与名称匹配的bean才会按类型装配。

@PostConstruct 初始化注解

@PreDestroy 摧毁注解 默认 单例 启动就加载

Spring中的这几个注解有什么区别:@Component 、@Repository、@Service、@Controller
@Component指的是组件,
@Controller,@Repository和@Service 注解都被@Component修饰,用于代码中区分表现层,持久层和业务层的组件,代码中组件不好归类时可以使用@Component来标注

当前版本只有区分的作用,未来版本可能会添加更丰富的功能。

二、 泛型
Java泛型是J2 SE1.5中引入的一个新特性,其本质是参数化类型,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数(type parameter)这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中,分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。

作用:

第一是泛化。可以用T代表任意类型Java语言中引入泛型是一个较大的功能增强不仅语言、类型系统和编译器有了较大的变化,以支持泛型,而且类库也进行了大翻修,所以许多重要的类,比如集合框架,都已经成为泛型化的了,这带来了很多好处。

第二是类型安全。泛型的一个主要目标就是提高ava程序的类型安全,使用泛型可以使编译器知道变量的类型限制,进而可以在更高程度上验证类型假设。如果不用泛型,则必须使用强制类型转换,而强制类型转换不安全,在运行期可能发生ClassCast Exception异常,如果使用泛型,则会在编译期就能发现该错误。

第三是消除强制类型转换。泛型可以消除源代码中的许多强制类型转换,这样可以使代码更加可读,并减少出错的机会。

第四是向后兼容。支持泛型的Java编译器(例如JDK1.5中的Javac)可以用来编译经过泛型扩充的Java程序(Generics Java程序),但是现有的没有使用泛型扩充的Java程序仍然可以用这些编译器来编译。

泛型中K T V E ? object等的含义
E - Element (在集合中使用,因为集合中存放的是元素)

T - Type(Java 类)

K - Key(键)

V - Value(值)

N - Number(数值类型)

? - 表示不确定的java类型(无限制通配符类型)

三、 异常
异常就是有异于常态,和正常情况不一样,有错误出现。在java中,阻止当前方法或作用域的情况,称之为异常。

异常的分类
Error:是程序中无法处理的错误,表示运行应用程序中出现了严重的错误。此类错误一般表示代码运行时JVM出现问题。通常有Virtual MachineError(虚拟机运行错误)、NoClassDefFoundError(类定义错误)等。比如说当jvm耗完可用内存时,将出现OutOfMemoryError。此类错误发生时,JVM将终止线程。非代码性错误。因此,当此类错误发生时,应用不应该去处理此类错误。

Exception::程序本身可以捕获并且可以处理的异常。

运行时异常(不受检异常):RuntimeException类极其子类表示JVM在运行期间可能出现的错误。编译器不会检查此类异常,并且不要求处理异常,比如用空值对象的引用(NullPointerException)、数组下标越界(ArrayIndexOutBoundException)。此类异常属于不可查异常,一般是由程序逻辑错误引起的,在程序中可以选择捕获处理,也可以不处理。

非运行时异常(受检异常):Exception中除RuntimeException极其子类之外的异常。编译器会检查此类异常,如果程序中出现此类异常,比如说IOException,必须对该异常进行处理,要么使用try-catch捕获,要么使用throws语句抛出,否则编译不通过。

异常的处理
向上抛出:抛出异常:throw,throws

自己处理:捕获异常:try,catch,finally

自定义异常

除了JDK定义好的异常类外,在开发过程中根据业务的异常情况自定义异常类。

常见的运行时异常:
java.lang.NullPointerException
这个异常的解释是 "程序遇上了空指针 ",简单地说就是调用了未经初始化的对象或者是不存在的对象,这个错误经常出现在创建图片,调用数组这些操作中,比如图片未经初始化,或者图片创建时的路径错误等等。对数组操作中出现空指针,即把数组的初始化和数组元素的初始化混淆起来了。数组的初始化是对数组分配需要的空间,而初始化后的数组,其中的元素并没有实例化,依然是空的,所以还需要对每个元素都进行初始化(如果要调用的话)。

java.lang.ClassNotFoundException
异常的解释是"指定的类不存在",这里主要考虑一下类的名称和路径是否正确即可

java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
这个异常的解释是"数组下标越界",现在程序中大多都有对数组的操作,因此在调用数组的时候一定要认真检查,看自己调用的下标是不是超出了数组的范围,一般来说,显示(即直接用常数当下标)调用不太容易出这样的错,但隐式(即用变量表示下标)调用就经常出错了,还有一种情况,是程序中定义的数组的长度是通过某些特定方法决定的,不是事先声明的,这个时候,最好先查看一下数组的length,以免出现这个异常。

java.lang.NoSuchMethodError
方法不存在错误。当应用试图调用某类的某个方法,而该类的定义中没有该方法的定义时抛出该错误。

java.lang.IndexOutOfBoundsException
索引越界异常。当访问某个序列的索引值小于0或大于等于序列大小时,抛出该异常。

java.lang.NumberFormatException
数字格式异常。当试图将一个String转换为指定的数字类型,而该字符串确不满足数字类型要求的格式时,抛出该异常。

java.sql.SQLException
Sql语句执行异常

java.io.IOException
输入输出异常

java.lang.IllegalArgumentException
方法参数错误

java.lang.IllegalAccessException
无访问权限异常

四、 接口与抽象类
类不能多继承,可以多重继承,接口可以多继承,类可以多实现接口。

抽象类:1、抽象类使用abstract修饰;2、抽象类不能实例化,即不能使用new关键字来实例化对象;3、含有抽象方法(使用abstract关键字修饰的方法)的类是抽象类,必须使用abstract关键字修饰;4、抽象类可以含有抽象方法,也可以不包含抽象方法,抽象类中可以有具体的方法;5、如果一个子类实现了父类(抽象类)的所有抽象方法,那么该子类可以不必是抽象类,否则就是抽象类;6、抽象类中的抽象方法只有方法体,没有具体实现;
接口:1、接口使用interface修饰;2、接口不能被实例化;3、一个类只能继承一个类,但是可以实现多个接口;4、接口中方法均为抽象方法;5、接口中不能包含实例域或静态方法(静态方法必须实现,接口中方法是抽象方法,不能实现)。

- 内部类
成员内部类:成员内部类是外围类的一个成员,是 依附于外围类的,所以,只有先创建了外围类对象才能够创建内部类对象。也正是由于这个原因,成员内部类也不能含有 static 的变量和方法;

class Demo {

	// ...	
	
    class InternalClass {
        
    }
    
    // ...
    
}**
Demo.InternalClass demo = new Demo.InternalClass();

静态内部类:静态内部类,就是修饰为 static 的内部类,该内部类对象 不依赖于外部类对象,就是说我们可以直接创建内部类对象,但其只可以直接访问外部类的所有静态成员和静态方法;

class Demo {

	// ...	
	
    static class InternalClass {
        
    }
    
    // ...
    
}
Demo.InternalClass test = new Demo.InternalClass();

局部内部类:局部内部类和成员内部类一样被编译,只是它的 作用域发生了改变,它只能在该方法和属性中被使用,出了该方法和属性就会失效;

public void publicMethod() {
        class InternalClass {
            
        }
    }
**public void publicMethod() {
        class InternalClass {
        }
        InternalClass test = new InternalClass();
    }**

匿名内部类:定义匿名内部类的前提是,内部类必须要继承一个类或者实现接口,格式为 new 父类或者接口(){定义子类的内容(如函数等)}。也就是说,匿名内部类最终提供给我们的是一个匿名子类的对象。

- 类之间的关系
继承:指的是一个类(称为子类、子接口)继承另外的一个类(称为父类、父接口)的功能,并可以增加它自己的新功能的能力,继承是类与类或者接口与接口之间最常见的关系;在Java中此类关系通过关键字extends明确标识,在设计时一般没有争议性;

实现:指的是一个class类实现interface接口(可以是多个)的功能;实现是类与接口之间最常见的关系;在Java中此类关系通过关键字implements明确标识,在设计时一般没有争议性;

依赖:可以简单的理解,就是一个类A使用到了另一个类B,而这种使用关系是具有偶然性的、、临时性的、非常弱的,但是B类的变化会影响到A;比如某人要过河,需要借用一条船,此时人与船之间的关系就是依赖;表现在代码层面,为类B作为参数被类A在某个method方法中使用;

关联:他体现的是两个类、或者类与接口之间语义级别的一种强依赖关系,比如我和我的朋友;这种关系比依赖更强、不存在依赖关系的偶然性、关系也不是临时性的,一般是长期性的,而且双方的关系一般是平等的、关联可以是单向、双向的;表现在代码层面,为被关联类B以类属性的形式出现在关联类A中,也可能是关联类A引用了一个类型为被关联类B的全局变量;

聚合:聚合是关联关系的一种特例,他体现的是整体与部分、拥有的关系,即has-a的关系,此时整体与部分之间是可分离的,他们可以具有各自的生命周期,部分可以属于多个整体对象,也可以为多个整体对象共享;比如计算机与CPU、公司与员工的关系等;表现在代码层面,和关联关系是一致的,只能从语义级别来区分;

**组合:**组合也是关联关系的一种特例,他体现的是一种contains-a的关系,这种关系比聚合更强,也称为强聚合;他同样体现整体与部分间的关系,但此时整体与部分是不可分的,整体的生命周期结束也就意味着部分的生命周期结束;比如你和你的大脑;表现在代码层面,和关联关系是一致的,只能从语义级别来区分;

五、 深拷贝和浅拷贝
(1)浅拷贝(浅克隆)

浅拷贝又叫浅复制,将对象中的所有字段复制到新的对象(副本)中。其中,值类型字段(java中8中原始类型)的值被复制到副本中后,在副本中的修改不会影响到源对象对应的值。而引用类型的字段被复制到副本中的还是引用类型的引用,而不是引用的对象,在副本中对引用类型的字段值做修改会影响到源对象本身。

浅拷贝简单归纳就是只复制一个对象,对象内部存在指向其他对象,数组或引用则不复制。

浅拷贝的例子:
继承自java.lang.Object类的clone()方法是浅复制。

//Professor没有实现Cloneable接口,默认使用java.lang.Object类的clone()方法
class Professor{
    String name;
    int age;
    Professor(String name,int age){
        this.name=name;
        this.age=age;
    }
}
//Student实现了Cloneable接口
class Student implements Cloneable{
    String name;//常量对象。
    int age;
    Professor p;
    Student(String name,int age,Professor p){
        this.name=name;
        this.age=age;
        this.p=p;
    }
    public Object clone(){
        Student o=null;
        try{
            o=(Student)super.clone();
        }catch(CloneNotSupportedException e){
            System.out.println(e.toString());
        }
	//使用Object类的clone()方法
        o.p=(Professor)this.p.clone();
        return o;
    }
}
public static void main(String[] args){
      Professor p=new Professor("wangwu",50);
      Student s1=new Student("zhangsan",18,p);
      Student s2=(Student)s1.clone();
      s2.p.name="lisi";
      s2.p.age=30;
   //学生1的教授也变成了lisi,age为30
   System.out.println("name="+s1.p.name+","+"age="+s1.p.age); 
}

(2)深拷贝(深克隆)

将对象中的所有字段复制到新的对象中。不过,无论是对象的值类型字段,还是引用类型字段,都会被重新创建并赋值,对于副本的修改,不会影响到源对象本身。

深拷贝简单归纳就是对象内部引用的对象均复制。

深拷贝的例子:
把对象写到流里的过程是串行化(Serilization)过程,又叫对象序列化,而把对象从流中读出来的(Deserialization)过程叫反序列化。应当指出的是,写在流里的是对象的一个拷贝,而原对象仍然存在于JVM里面,因此在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。

public Object deepClone(){
 	//将对象写到流里
 	ByteArrayOutoutStream bo=new ByteArrayOutputStream();
 	ObjectOutputStream oo=new ObjectOutputStream(bo);
 	oo.writeObject(this);
 	//从流里读出来
ByteArrayInputStream bi=new ByteArrayInputStream(bo.toByteArray());
 	ObjectInputStream oi=new ObjectInputStream(bi);
 	return(oi.readObject());
}
这样做的前提是对象以及对象内部所有引用到的对象都是可串行化的,否则,就需要仔细考察那些不可串行化的对象可否设成transient,从而将之排除在复制过程之外。上例代码改进如下。
class Professor implements Serializable{
    String name;
    int age;
    Professor(String name,int age){
        this.name=name;
        this.age=age;
    }
}
class Student implements Serializable{
    String name;
    int age;
    Professor p;
    Student(String name,int age,Professor p){
        this.name=name;
        this.age=age;
        this.p=p;
    }
    public Object deepClone() throws IOException,OptionalDataException,ClassNotFoundException{
 	//将对象写到流里
 	ByteArrayOutputStream bo=new ByteArrayOutputStream();
 	ObjectOutputStream oo=new ObjectOutputStream(bo);
 	oo.writeObject(this);// object of studnet
 /	/从流里读出来
 	ByteArrayInputStream bi=new ByteArrayInputStream(bo.toByteArray());
 	ObjectInputStream oi=new ObjectInputStream(bi);
 	return(oi.readObject());
} 
public static void main(String[] args){
      Professor p=new Professor("wangwu",50);
      Student s1=new Student("zhangsan",18,p);
      Student s2=(Student)s1.deepClone();
      s2.p.name="lisi";
      s2.p.age=30;
   //学生1的教授不改变
   System.out.println("name="+s1.p.name+","+"age="+s1.p.age); 
}
}

六、 修饰符 public、private、protected、default 在应用设计中的作用
在这里插入图片描述

七、 java8新特性

Java8 新增了非常多的特性,我们主要讨论以下几个:

Lambda 表达式 − Lambda 允许把函数作为一个方法的参数(函数作为参数传递到方法中)。

方法引用 − 方法引用提供了非常有用的语法,可以直接引用已有Java类或对象(实例)的方法或构造器。与lambda联合使用,方法引用可以使语言的构造更紧凑简洁,减少冗余代码。

默认方法 − 默认方法就是一个在接口里面有了一个实现的方法。

新工具 − 新的编译工具,如:Nashorn引擎 jjs、 类依赖分析器jdeps。

Stream API −新添加的Stream API(java.util.stream) 把真正的函数式编程风格引入到Java中。

Date Time API − 加强对日期与时间的处理。

Optional 类 − Optional 类已经成为 Java 8 类库的一部分,用来解决空指针异常。

Nashorn, JavaScript 引擎 − Java 8提供了一个新的Nashorn javascript引擎,它允许我们在JVM上运行特定的javascript应用。

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