JAVA 基础

JAVA 核心基础功能介绍

JAVA是一个面向对象的编程语言，面向对象就是一种抽象开发的思想包含封装、继承、多态，去掉这些概念也就是面向过程。应该是最初很多程序员使用面向过程编程，总结各种经验，对编程过程进行各种改进抽象出的更接近现实世界的最佳实鉴。通过面向对象有助与复杂系统的开发，有效提高编程效率。

• 抽象 将一类实体的共同特性抽象出来，封装在一个抽象类中
• 封装 将抽象得到的数据和行为（或功能）相结合，形成一个有机的整体，也就是将数据与操作数据的源代码进行有机的结合，形成“类”，其中数据和函数都是类的成员。封装隐藏了类的内部实现机制，可以在不影响使用的情况下改变类的内部结构，同时也保护了数据。对外界而已它的内部细节是隐藏的，暴露给外界的只是它的访问方法。
• 继承 在一个现有类型的基础上，通过增加新的方法或者重定义已有方法的方式(重载/重写)，产生一个新的类型。
• 多态 通过传递给父类对象引用不同的子类对象从而表现出不同的行为，多态可为程序提供更好的可扩展性，同样也可以代码重用。

类直接的关系：

1. 继承
2. 实现
3. 依赖 一个类A使用到了类B，属于非常弱的关系。a.append(B b)。UML中虚线箭头
4. 关联 强依赖，长期的关系。B是A的成员变量public class A { private B b = new B();}。UML中实线箭头
5. 聚合 整体与部分的关系，has-a，是可以分离的，各自有各自的生命周期。比如公司与员工。UML中空心菱形加实线箭头
6. 组合 是contains-a的关系，比关系比聚合强就是强聚合。整体和部分不可分割。比如人和手。UML中实心菱形加实线箭头

基础写法

循环

for循环目前有4种写法

for (int i=0; i<100; i++) {}
for (String s : list) {}
items.forEach((k,v)->{...});
items.stream().filter(s->s.contains("B")).forEach(System.out::println);

for (int i=0; i<100; i++) {
	// break 退出循环
	// continue 跳过单次循环
}

//lambada表达式中foreach使用break
List<String> c = Arrays.asList("1", "2", "3", "4");
c.stream().forEach(str ->{
	if("3".equals(str)) {
		return; //跳出当前循环,继续下一轮
	}
	System.out.println(str);
});
//lambada表达式中foreach抛异常退出循环
List<String> c = Arrays.asList("1", "2", "3", "4");
try {
	c.stream().forEach(str ->{
		if("3".equals(str)) {
			throw new RuntimeException();
		}
		System.out.println(str);
	});
} catch (Exception e) {

}

常用函数

空值判断,最常见的问题之一

String[] photo = new String[0]; // 初始化
if (camera.getImages()!=null && camera.getImages().length()>0) {
	photo = camera.getImages().split(",");
}

类型转换

• String.valueOf() Integer.parseInt(String s)
• 错误用法：强制转换 (String)data //Cannot cast from Integer to String

split

注意： . 、 | 和 * 等转义字符，必须得加 \\。

注意：多个分隔符，可以用 | 作为连字符。

public String[] split(String regex, int limit)

regex – 正则表达式分隔符。

limit – 分割的份数

split(" ", -1):

1. 如果字符串最后一位有值则没有区别
2. 如果最后N位都是分隔符，split(" ")不会继续切分，split(" ", -1)会继续切分。
3. split(" ")不会保留空值，但是split(" ")会保留空值
4. 具体说明可以参看java API文档说明，通过开发工具可以直接查看注释

public class StringTest {
    public static void split() {
        String split = "a b c d    ";// String split = "a_b_c_d____";//还可以用这个字符串试验split.split("_", -1);
        String [] splitArray = split.split(" ");
        for(int i=0;i<splitArray.length;i++){
            System.out.println(i+"="+splitArray[i]);
        }
        System.out.println("----------");
        String [] splitArrayLimit = split.split(" ", -1);
        for(int i=0;i<splitArrayLimit.length;i++){
            System.out.println(i+"="+splitArrayLimit[i]);
        }
    }
    public static void splitWithEnd() {
        String split = "a b c d    d";
        String [] splitArray = split.split(" ");
        for(int i=0;i<splitArray.length;i++){
            System.out.println(i+"="+splitArray[i]);
        }
        System.out.println("----------");
        String [] splitArrayLimit = split.split(" ", -1);
        for(int i=0;i<splitArrayLimit.length;i++){
            System.out.println(i+"="+splitArrayLimit[i]);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        split();
        System.out.println("==========");
        splitWithEnd();
    }
}
执行结果
0=a
1=b
2=c
3=d
----------
0=a
1=b
2=c
3=d
4=
5=
6=
7=
==========
0=a
1=b
2=c
3=d
4=
5=
6=
7=d
----------
0=a
1=b
2=c
3=d
4=
5=
6=
7=d

public static void main(String[] rags) {
	String jsonData = "a,b,c,";
	System.out.println(jsonData.split(",").length);
	System.out.println(jsonData.split(",", 0).length);
	System.out.println(jsonData.split(",", 1).length);
	System.out.println(jsonData.split(",", -1).length);
}
-----
3
3
1
4

反射

Class 和 java.lang.reflect 一起对反射提供了支持，java.lang.reflect 类库主要包含了以下三个类：

• Field ：可以使用 get() 和 set() 方法读取和修改 Field 对象关联的字段；
• Method ：可以使用 invoke() 方法调用与 Method 对象关联的方法；
• Constructor ：可以用 Constructor 创建新的对象。

Method invoke()调用的例子：

// 1.获取字节码对象
Class<ReflectTest> clazz = (Class<ReflectTest>) Class.forName("vip.techinfo.reflect.ReflectTest");
// 2.获取一个对象
Constructor con = clazz.getConstructor();
ReflectTest intance = (ReflectTest) con.newInstance();
// 3.获取setFF Method对象
Method method = clazz.getMethod("setFF", String.class);
// 4.调用invoke方法来调用
method.invoke(intance, "abc");

List

LinkedList

• jdk1.6 双向循环列表
• jdk1.7 去掉了Head节点 变变成双向链表 但是有first last指针方便对头尾插入删除操作，节省了header节点空间
• 适合频繁插入删除

ArrayList

• 基于动态数组数组
• 可以通过下标定位
• 随机访问 get set优于LinkedList，LinkedList需要移动指针
• 插入效率没有LinkedList高

demo

List<TreeNode> tmpList = new ArrayList<>(treeNodeMap.values()); // Map转List values()

Set

具有去重功能，无序。
需要重写equals()与hashCode()方法，Set集合判断对象是否先等用到这两个方法(相当于通过hashcode生成箱子的编号)，可以让工具自动生成

Object的代码：

public String toString () {
return this.getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(this.hashCode());
}

public boolean equals (Object o) {
return this == o;
}

// 内部方法生成hashCode，常规情况与地址无关
public native int hashCode();

hashCode() 方法用于返回字符串的哈希码。
字符串对象的哈希码根据以下公式计算：
s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]
从实现来说,一般的HashCode方法会这样:
return Attribute1.HashCode() + Attribute2.HashCode()…[+super.HashCode()]

@Override
public boolean equals(Object o) {
	if (this == o) return true;
	if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
	TestObject that = (TestObject) o;
	return Objects.equals(path, that.path);
}

@Override
public int hashCode() {

	return Objects.hash(path);
}

关键字

• transient关键字 实现Serilizable接口，将不需要序列化的属性前添加关键字transient，序列化对象的时候，这个属性就不会序列化.transient关键字只能修饰变量，而不能修饰方法和类
• legth size() length是数组的一个属性，在获取值的时候是按属性的方法获取。而size()是链表的一个方法，用于获取链表的长度
• <<左移动 >>右移动相当于除以2 ~　取反
• static 静态变量被所有的对象所共享，在内存中只有一个副本，它当且仅当在类初次加载时会被初始化，按照定义的顺序，顺序初始化，调用内部类的静态成员变量，会先执行静态代码块。静态代码块：全局，不管new多少次，只会初始化1次

选择单例还是static

只有加载资源/需要初始化并比较慢的类，才去使用单例。单例：多方法，有状态。静态方法：工具，无状态(也能支持有状态)，纯函数。其实全局静态变量(类)就是单例模式在语言层面上的一种实现。static变量使用的时候是可以多个类定义相同的对象的。static是在容器加载的时候就已经加载到内存中，所以static方法和变量不宜过度使用，有选择的使用，如果一个方法和他所在类的实例对象无关，那么它就应该是静态的，否则就应该是非静态。因此像工具类，一般都是静态的。如果我们确实应该使用非静态的方法，但是在创建类时又确实只需要维护一份实例时，就需要用单例模式了。从功能上讲：单例模式可以控制单例数量；可以进行有意义的派生；对实例的创建有更自由的控制;比如加载的配置信息，从面向对象的角度考虑应该使用单例模式。
连接池可以使用单例，是说连接池只有一个，池里面的链接可以有多个比如30个。还有Service层与dao层，service层要频繁调用dao层，但是不需要每次都new，dao层没有跟对象相关的值变量，可以用单例实现dao，spring就是这么管理的，dao可以去连接池里取一个链接进行访问数据库，单例支持多线程访问要实现同步得加synchronized

具体使用可以参考：Springboot、Mybatis、Netty等开业框架源码
Netty:ByteToMessageDecoder.MERGE_CUMULATOR
Mybatisplus:

SqlCondition 
public static final String EQUAL = "%s=#{%s}";
// SqlHelper（工具类）; 
MybatisMapperRefresh MybatisMapperRefresh.jarMapper

注意：new一个对象里面的成员变量也会被new一份出来，虽然里面成员变量使用了单例创建但是外层对象new一下还是会导致创建多个不同成员对象。线程比较多的程序可用通过dump查看内存状态

static test

修改static值后其他对象获取该值也一样跟着修改：

public class StaticTest {
    public static String a = "1";
    public static String b = "2";
    public String getA() {
        return a;
    }
    public void setA(String value) {
        a = value;
    }
    public static void main(String[] args) {
        StaticTest staticTest1 = new StaticTest();
        StaticTest staticTest2 = new StaticTest();
        staticTest1.setA("abc");
        System.out.println(staticTest1.getA());
        System.out.println(staticTest2.getA());
    }
}
/* result:
abc
abc
*/

递归

递归边界,递归公式
递归次数过多容易造成栈溢出

尾递归可以复用栈帧

回调的写法

public interface Callback {
    abstract void callback(String result);
}
public class CallbackThread implements Runnable {
	boolean stop = false;
	ShellCallback callback = null;
	CallbackThread(Callback callback) {
		this.callback = callback;
	}
	@Override
    public void run() {
		String result = "abc";
		callback.callback(result);
	}
}
public class Test { // 如果是通过new Test()创建多个对象，那么这个对象里面的单线程线程池也会有多个，否则就只有一个线程
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		CallbackThread callbackThread = new CallbackThread(new Callback(){ // 在调用的时候设置回调方法执行方式
            @Override
            public void callback(String result) {
                System.out.println(result)
            }
        });
		ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("thread-call-runner-%d").build();
		ExecutorService singleThreadExecutor = new ThreadPoolExecutor(1, 1,
				0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
				new LinkedBlockingQueue<Runnable>(), namedThreadFactory);
		singleThreadExecutor.execute(callbackThread);
		//singleThreadExecutor.execute(callbackThread2); 写多份也只会有一个线程
	}
}

正则表达式

匹配出.数字.部分内容

String str = "a.b.32.cd.323.f";
Pattern pattern = Pattern.compile("\\.\\d+\\.");
Matcher matcher = pattern.matcher(str);
while(matcher.find()) {
	System.out.println(matcher.group());
}

java WEB 部署

注意: 部署多个tomcat 8080访问端口跟关闭端口都要改。

概念理解

值传递与引用传递

新建Test.java

/**
 * 值传递： 在方法被调用时，实参通过形参把它的内容副本传入方法内部，此时形参接收到的内容是实参值的一个拷贝，
 * 因此在方法内对形参的任何操作，都仅仅是对这个副本的操作，不影响原始值的内容。
 *
 */
public class Test {
	public static void change(int a) {
		a = 20; // 形参
		System.out.println(a);
	}

	public static void main(String[] args) {
		int a = 10; // 实参
		change(a);
		System.out.println(a);
	}
}

/***
 * 执行结果 
 * 20 
 * 10
 */

/**
 * 引用传递： "引用"也就是指向真实内容的地址值，在方法调用时，实参的地址通过方法调用被传递给相应的形参，在方法体内，
 * 形参和实参指向同一快内存地址，对形参的操作会影响真实内容。
 *
 * 如果是对基本数据类型的数据进行操作，由于原始内容和副本都是存储实际值，并且是在不同的栈区，因此形参的操作，不影响原始内容。
 * 如果是对引用类型的数据进行操作，分两种情况，一种是形参和实参保持指向同一个对象地址，则形参的操作，会影响实参指向的对象的内容。
 * 一种是形参被改动指向新的对象地址（如重新赋值引用），则形参的操作，不会影响实参指向的对象的内容。
 */
class Test2 {

	public static void main(String[] args) {
		Dog dog = new Dog(); // 实参
		Change.dogToNull(dog);
		dog.eat();// 會出現空指針異常嗎？
		System.out.println(dog.getAge());
	}
}

class Dog {
	
	int age = 0;

	void eat() {
		System.out.println("dog eat()");
	}

	public int getAge() {
		return age;
	}

	public void setAge(int age) {
		this.age = age;
	}
}

class Change {
    
	static void dogToNull(Dog dog) { // 会创建形参→指向实参传入的地址
		dog.setAge(5); // 形参与实参指向相同地址空间，内容会同时改变
		dog = null; // 改变形参数指向的地址为空，不影响实参
	}
}

/***
 * 执行结果：不会报空指针异常 
 * eat() 
 * 5
 */

class Person {
	
	private String name;

	public String getName() {
		return name;
	}

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

}

/**
 * 无论是基本类型和是引用类型，在实参传入形参时，都是值传递，也就是说传递的都是一个副本，而不是内容本身。
 * 引用传递，在Java中并不存在
 *
 */
class Test3 {
	
	public static void change(Person person) {
		System.out.println("传入的person的name：" + person.getName());
		person.setName("我是小白");
		System.out.println("方法内重新赋值后的name：" + person.getName());
	}

	public static void change2(Person person) {
		System.out.println("传入的person的name：" + person.getName());
		person = new Person();// 加多此行代码,并不会改变实参的地址指向.引用传递，在Java中并不存在
		person.setName("我是小白");
		System.out.println("方法内重新赋值后的name：" + person.getName());
	}

	// 测试
	public static void main(String[] args) {
		Person p = new Person(); // 实参
		p.setName("我是小明");
		change(p); // change2(p);
		System.out.println("方法执行后的name：" + p.getName());
	}
}

重写

子类重写父类方法的时候还可以继续调用父类的方法

@Override
public void handleTransportError(WebSocketSession session, Throwable exception) throws Exception {
	if (logger.isDebugEnabled()) {
		logger.debug("Transport error in " + session, exception);
	}
	super.handleTransportError(session, exception); // 调用父类的方法
}

开发中可能会遇到的处理

用整数表示下拉框多个值

比如 3的二进制11 代表 1,2 。每个二进制位可以代表一个下拉框输入项

// 处理方式循环二进制字符串位数,把各个位数非0的数值计算出来. 1*2 + 1*1 →　'2,1'
public String numHandlingCheckBox(String str) {
	if (str != null) {
		Integer value = Integer.parseInt(str);
		String display = Integer.toBinaryString(value);
		String resultValue = "";
		for (int i=0; i<display.length(); i++) {
			int oper = Integer.parseInt(String.valueOf(display.charAt(i))) * (int)Math.pow(2, display.length()-1-i);
			if(oper != 0) {
				resultValue = resultValue + oper + ",";
			}
		}
		return resultValue;
	}
	return null;
}

运行

jar包运行方式

1. java -jar xxx.jar 。 需要jar包中manifest.mf文件包含入口类内容 Main-Class: xxx.xx.XxxMainClass
2. .sh .bat 执行脚本。可以通过脚本配置各种启动参数环境变量，方便引用第三方包。例子：创建test.sh,lib目录，下面放入a.jar,b.jar,c.jar,启动AppMain.class可以放在其中jar中

   #!/bin/bash
   dir=`dirname $0`
   workpath=`cd $dir;pwd`
   JAVA_OPTS="-server"
   JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Xmx1024m"
   JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Duser.dir=$workpath"
   for oneJar in ./lib/*.jar
   do cp=$cp:$oneJar
   done
   java $JAVA_OPTS -classpath $cp vip.infotech.AppMain
   echo "  =============================================================================="
   echo $dir
   echo $0
   echo $JAVA_OPTS
   echo $cp
   echo $oneJar
   echo "java" $JAVA_OPTS "-classpath" $cp "vip.infotech.AppMain"

   运行结果

   ==============================================================================
   .
   ./test.sh
   -server -Xmx1024m -Duser.dir=/root
   :./lib/a.jar:./lib/b.jar:./lib/c.jar
   ./lib/c.jar
   java -server -Xmx1024m -Duser.dir=/root -classpath :./lib/a.jar:./lib/b.jar:./lib/c.jar vip.infotech.AppMain

war

web项目tomcat下用的是war包。可以用7zip压缩包工具更新war包中的文件。

新特性

声明式编程

类似sql语句。

int count = students.stream()
	.filter(s -> s.getAge<18)
	.count();

其他功能

• Runtime.getRuntime().addShutdownHook(shutdownHook);当jvm关闭的时候，会执行系统中已经设置的所有通过方法addShutdownHook添加的钩子，当系统执行完这些钩子后，jvm才会关闭。所以这些钩子可以在jvm关闭的时候进行内存清理、对象销毁等操作
• 实体类类型统一，比如对于数据库bigint使用Long类型存储，其他整型都统一使用Integer

异常可能原因

栈溢出

调用层级过深或者递归调用没有正常退出，函数无限循环调用自己等

gc overhead limit exceeded

由于数据库问题，业务积压也可能导致内存不够用。也就是本来业务处理完内存是要释放的，由于某些原因导致业务无法完全执行完毕，新业务有过来处理。
while循环创建对象？
读取大文件
-XX:-UseGCOverheadLimit 延后出错时间

java.net.SocketTimeoutException: Read timed out

增加超时时长
删掉超时时长配置

tomcat配置,增加disableUploadTimeout="true"或者keepAliveTimeout="100000"

<!--disableUploadTimeout默认值是false-->
<Connector executor="tomcatThreadPool"
        port="8080" protocol="HTTP/1.1"
        connectionTimeout="20000"
		keepAliveTimeout="100000"
        redirectPort="8443" />

集合工具类

/**
* lambada test
*/
public class FilterUtils {
	/**
     * 从map中根据key模糊匹配map项
     */
    public static Map<String, Object> parseMapForFilter(Map<String, Object> map, String filters) {
        if (map == null) {
            return null;
        } else {
            map = map.entrySet().stream()
                    .filter((e) -> e.getKey().contains(filters)) // contains实现就是indexOf，还可以用startsWith
                    .collect(Collectors.toMap(
                            (e) -> (String) e.getKey(),
                            (e) -> e.getValue()
                    ));
        }
        return map;
    }

    /**
     * 从map中根据key模糊匹配返回key Set
     */
    public static Set<String> parseSetForFilter(Map<String, Object> map, String filters) {
        Set set = null;
        if (map == null) {
            return null;
        } else {
            set = map.keySet().stream()
                    .filter(o -> o.contains(filters))
                    .collect(Collectors.toSet());
        }
        return (Set<String>) set;
    }
	public static void main(String[] args) {
        Map<String,Object> params = new HashMap<>(16);
        params.put("abc-123","123");
		params.put("def-123","123");
		Map<String, Object> map = parseMapForFilter(params, "a");
        System.out.println(JSON.toJSONString(map));
		Set<String> set = parseSetForFilter(params, "de");
        System.out.println(JSON.toJSONString(set));
	}
}

参考

• 关于Java Lambda表达式看这一篇就够了
• java本地方法 hashcode是怎样生成的？hashcode与地址有关系吗？
• 消除if…else判断的技巧，帮你实现更优雅的编程！
• java.lang.OutOfMemoryError:GC overhead limit exceeded
• GC overhead limit exceeded 问题分析与解决