Java技术整理（4）—— Java基础篇

1、Java异常分类及处理

异常处理是为了解决在程序处理时发生错误而无法退出的问题。

（1）异常分类

Object —— Throwable（所有错误或异常的超类）

Error： 是指 Java 运行时系统的内部错误和资源耗尽错误，应用程序并不会抛出该对象，如果出现这样的错误，尽量保证系统安全结束
Exception： Java 异常有两种异常类型，运行时异常、检查异常
- RuntimeException： 例如 NullPointerException、ClassCastException，基本上都是程序设计者设计不合理才会产生的异常
- CheckedException： 例如 IOException、SQLException，一般是外部错误，这种异常都发生在编译阶段，Java 编译器会强制程序捕获异常，即会出现要求你把这段可能出现异常的程序进行try…catch…，这类异常一般包括几个方面：
  - 试图在文件尾部读取数据
  - 试图打开一个错误格式的URL
  - 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

（2）异常的处理方式

自然抛出异常有三种形式：throw、throws、系统自动抛出异常

捕获异常并处理是以 try…catch… 作为捕获异常并处理代码的结构

（3）throw 与 throws 的区别

位置不同： throws 用在函数声明上，抛出的是异常类，并且可以抛出多个；throw 用在函数内，用来抛出异常对象
功能不同：
- throws用来声明异常，让调用者了解该功能可能出现的问题，预先给出处理方式；throw 抛出具体的问题对象，执行到throw，程序立即结束，跳转回调用者，并将具体的问题对象抛出调用者，即throw语句独立存在时，后续程序无法执行。
- throws表示的是异常的可能性，并不一定会发生异常；throw 则一定会抛出确定的异常

2、Java 反射

（1）动态语言： 是指程序运行时可以改变其结构，即新的函数可以引进，已有的函数可以被删除等结构上的变化。
（2）反射机制的概念： Java中的反射机制是在运行状态中，对于任意一个类都能获取这个类所有的属性和方法，并且对于任意一个对象，都能调用它的任意一个方法。
（3）反射的应用场合： 编译时类型和运行时类型

编译时类型： 由声明对象时实用的类型决定，并且无法获取具体方法，如Person person = new Student();，声明的是Person类型，但运行时是Student类型
运行时类型： 由赋值对象的类型决定

当程序运行时可能会接收外部传入的对象，该对象在编译时类型为Object，但程序调用需要知道该对象的运行时类型，所以可以利用反射来获取该对象的类型以及类信息。

（4）反射API

反射 API 用来生成JVM中的类、接口或对象的信息。

Class类： 反射的核心类，可以获取类的属性、方法等信息。
Field类： java.lang.reflec 包中的类，表示类的成员变量，用来获取和设置类中的属性值
Method类： java.lang.reflec 包中的类，表示类的方法，用来获取类中的方法信息或调用方法
Constructor类： java.lang.reflec 包中的类，表示类的构造方法

（5）反射的步骤

获取想要操作的Class对象
调用Class类中的方法
使用反射API操作这些信息

（6）获取Class对象的方法

实例对象.getClass()： 是实例对象获取Class对象的方法
类名.class： 是每一个类加载时，都会维护一个class 属性，class 属性中存储了该类的相关信息
Class.forName()： Class 类提供基于全路径获取Class对象的静态方法

（7）创建Class对象的方法

newInstence()： 这种创建方法要求 Class对象有默认的空构造器
Constructor的newInstance()： 这种创建方法要求先获取Constructor，因为需要确认Class对象具有构造器

3、Java注解

（1）概念： Annotation 是 Java 提供的一种对元程序中关联信息和元数据（metadata）的途径和方法；它是一种接口，程序可以通过反射来获取指定程序中的Annotation对象，通过Annotation对象来获取元数据信息。
（2）元注解： 元注解的作用是负责注解说明其它注解，JDK 5 定义了 4 个标准的 meta-annotation 类型。

@Target： 说明修饰的对象范围
- 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
- 本地变量： 如循环变量、catch参数
@Retention： 定义Annotation的生命周期
- @SOURSE： 在源文件中有效
- @CLASS： 在class文件中有效
- @RUNTIME： 在运行时有效
@Documented： 描述-javadoc，用来描述其它类型的annotation应该被作为被标注的程序成员的公共API
@Inherited： 描述某个被标注的类型是被继承的，若该注解在某个类上，则这个类的子类也会继承父类拥有的注解

（3）注解处理器

注解处理器是用于注解读取与使用注解的核心程序。

实现注解处理器：

//1、创建注解处理器
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface FruitProvider {
    
    
	public int id() default -1;
	public String name() default "";
	public String address default "";
}

//2、使用注解处理器
public class Apple{
    
    
	@FruitProvider(id=1,name="陕西红富士集团",address="陕西省西安市延安路")
	private String appleProvider;

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

	public String getAppleProviderO (
		return appleProvider;
	}
}

//3、注解处理器
public class FruitInfoUtil {
    
    
	public static void getFruitInfo(Class<?> clazz) {
    
    
		String strFruitProvicer = "供应商信息：";
		Field[] fields = clazz.getDeclaredFields(); //获取成员变量
		for (Field field : fields){
    
    
			FruitProvider fruitProvider = (FruitProvider) field.getAnnotation(FruitProvider.class);
			strFruitProvicer = "供应商编号：" + fruitProvider.id() + "供应商名称：" + fruitProvider.name() + "供应商地址：" +  fruitProvider.address();
			System.out.println(strFruitProvicer);
		}
	}
}

4、Java内部类

Java类中不仅可以定义变量和方法，还可以定义类，定义在类内部的类称为内部类，根据定义方式不同，内部类分为静态内部类、成员内部类、局部内部类、匿名内部类四种。

静态内部类： 使用static关键字修饰的内部类，这种内部类可以与外部类共享所有的静态资源，通过使用外部类名.内部类名获得编译时类型。例如，HashMap类内部就有一个静态内部类Entry。
成员内部类： 普通的内部类，这种类不能定义静态方法和变量（因为只有静态资源才属于类对象，并且JVM先加载静态资源，容易产生冲突）
局部内部类： 定义在方法内部的类，充当临时对象进行存储。
匿名内部类： 匿名内部类必须继承一个父类或只实现一个接口，同时也没有class关键字，通过new关键字直接生成一个对象的引用。

5、泛型

泛型是用来声明无法确定的对象类型，编译器会通过传入的值来确定对象类型。

（1）泛型方法<E>

public static <E> void printArray(E[] inputArray){
    
    
	for(E element : inputArray) {
    
    
		System.out.printf("%s", element);
	}
}

<? extends T>：表示该通配符代表T的所有子类
<? super T>：表示该通配符代表T的所有父类

（2）泛型类 <T>

public class Box<T>{
    
    
	private T t;
	
	public void add(T t){
    
    
		this.t = t;
	}
	
	public T get(){
    
    
		return t;
	}
}

（3）类型通配符 <?>

类型通配符通常使用？来代替具体的类型参数，例如List<?> 在逻辑上是所有List具有泛型约束的父类

（4）类型擦除

Java中的泛型基本上是在编译器层面的实现，在生成的字节码中是不存在泛型的，在编译时，自动将传入的数据类型覆盖到泛型使用的位置上，这样的过程叫类型擦除。

6、序列化

（1）序列化的作用： 序列化操作可以持久化对象及其状态到内存或者磁盘中
（2）序列化的存储： 序列化是将传入对象转为字节数组进行存储，但是序列化只关注其成员变量，而不关注静态资源
（3）序列化的使用场景： 持久化对象；网络传递对象等等…
（4）序列化的实现：

Java提供了 java.io.Serializable 接口，只要类实现接口，就可以被序列化
利用ObjectOutputStream和ObjectInputStream进行序列化和反序列化
利用writeObject和readObject实现自定义序列化策略

（5）反序列化的关键点——序列化ID：

序列化ID： 虚拟机是否支持反序列化，不仅取决于类路径和功能代码是否一致，还取决于两个类的序列化ID是否一致

（6）序列化在子父类中的使用： 若子类实现序列化，而想要父类也能够序列化，那么父类必须也实现Serializable接口
（7）阻止某个变量不进行序列化： Java 提供了 Transient 关键字来声明变量不参与序列化过程，在反序列化时，对应的 trasient 变量则被初始化。

7、Java复制

Java 程序中若想要将一个对象复制给另一个对象，一共有三种方法：直接赋值、浅拷贝、深拷贝。

直接赋值： 直接引用同一对象，从表面上看确实是复制了一个对象，但在内部依旧是同一个内存空间
浅拷贝： 创建一个新对象，复制非静态字段到新对象，但若旧对象中有一个引用对象，则复制的是引用对象的地址，即直接赋值给新对象的引用对象变量。
深拷贝： 创建一个新对象，将旧对象的所有资源打个包，创建一个副本提供给新对象，即两个成为结构相同，但存储地址不同的对象。（实现方式可以通过序列化与反序列化操作进行对象创建）

Java技术整理（4）—— Java基础篇

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