Java快速掃盲指南

• JVM：java 虛擬機，負責將編譯產生的位元組碼轉換為特定機器代碼，實現一次編譯多處執行；

• JRE：java運行時環境，包含了java虛擬機jvm，java基礎類庫。是使用java語言編寫的程序運行所需要的軟體環境；

• JDK：java開發工具包，是編寫java程序所需的開發工具。JDK包含了JRE，同時還包含了編譯器javac，調試和分析工具，JavaDoc。

Java是如何編譯和執行的？

上圖表示了Java代碼是怎麼編譯和載入的

整個流程從 Java 源碼開始，經過 javac 程序處理后得到類文件，這個文件中保存的是編譯源碼后得到的 Java 位元組碼。類文件是 Java 平台能處理的最小功能單位，也是把新代碼傳給運行中程序的唯一方式。

新的類文件通過類載入機制載入虛擬機，從而把新類型提供給解釋器執行。

Object的重要方法

所有類都直接或間接擴展 java.lang.Object 類。這個類定義了很多有用的方法，而且你可以根據需求來重寫這些方法。

toString方法

toString 方法的作用是返回對象的文本表示形式。連接字元串或使用 System.out.println 等方法時，會自動在對象上調用這個方法。給對象提供文本表示形式，十分利於調試或記錄日誌，而且精心編寫的 toString 方法還能給報告生成等任務提供幫助。

Object 類中的 toString 方法返回的字元串由對象所屬的類名和對象的十六進位形式哈希碼（由 hashCode 方法計算得到，本章節稍後會介紹）組成。這個默認的實現方式提供了對象的類型和標識兩個基本信息，但一般並沒什麼用。

equals方法

== 運算符測試兩個引用是否指向同一個對象（比較兩個內存單元的內容是否一樣）。如果要測試兩個不同的對象是否相等，必須使用 equals 方法。任何類都能覆蓋 equals 方法，定義專用的相等比較方式。Object.equals 方法直接使用 == 運算符，只有兩個對象是同一個對象時，才判定二者相等。

很多類以及自定義類的equals方法都需要重寫，是需要根據場景與需求來定製的。JDK自帶的許多類往往都是：

• 對比一些簡單的屬性值

• 再對比複雜的屬性值or對比業務上最快能區分對象的值

• 再對比其他的值or對比地址、長度

主要為了將那些不匹配的情況儘快排除

hashCode方法

Java中的hashCode方法就是根據一定的規則將與對象相關的信息（比如對象的存儲地址，對象的欄位等）映射成一個數值，這個數值稱作為散列值。 如果集合中已經存在一萬條數據或者更多的數據，如果採用equals方法去逐一比較，效率必然是一個問題。此時hashCode方法的作用就體現出來了，當集合要添加新的對象時，先調用這個對象的hashCode方法，得到對應的hashcode值，實際上在HashMap的具體實現中會用一個table保存已經存進去的對象的hashcode值，如果table中沒有該hashcode值，它就可以直接存進去，不用再進行任何比較了；如果存在該hashcode值，就調用它的equals方法與新元素進行比較，相同的話就不存了，不相同就散列其它的地址，所以這裡存在一個衝突解決的問題，這樣一來實際調用equals方法的次數就大大降低了。

另外注意，默認的hashCode會發起native調用，如果用hashCode對兩個對象對比，會導致開銷增大。

hashcode方法的作用

只要覆蓋了 equals 方法，就必須覆蓋 hashCode 方法。hashCode 方法返回一個整數，用於哈希表數據結構。如果兩個對象經 equals 方法測試是相等的，它們就要具有相同的哈希碼。不相等的對象要具有不相等的哈希碼（為了哈希表的操作效率），這一點很重要，但不是強制要求，最低要求是不相等的對象不能共用一個哈希碼。為了滿足最低要求，hashCode 方法要使用稍微複雜的演算法或位操作。

Object.hashCode 方法和 Object.equals 方法協同工作，返回對象的哈希碼。這個哈希碼基於對象的身份生成，而不是對象的相等性。（如果需要使用基於身份的哈希碼，可以通過靜態方法 System.identityHashCode 獲取 Object.hashCode 方法的返回值。）

hashCode和equal方法

• hashCode的存在主要是用於查找的快捷性，如Hashtable，HashMap等，hashCode是用來在散列存儲結構中確定對象的存儲地址的；

• 如果兩個對象相同，就是適用於equals(java.lang.Object) 方法，那麼這兩個對象的hashCode一定要相同；

• 如果對象的equals方法被重寫，那麼對象的hashCode也盡量重寫，並且產生hashCode使用的對象，一定要和equals方法中使用的一致，否則就會違反上面提到的第2點；

• 兩個對象的hashCode相同，並不一定表示兩個對象就相同，也就是不一定適用於equals(java.lang.Object)方法，只能夠說明這兩個對象在散列存儲結構中，如Hashtable，他們"存放在同一個籃子里"。

HashCode和equal方法

Comparable::compareTo方法

如果一個類實現了 Comparable 介面，就可以比較一個實例是小於、大於還是等於另一個實例。這也表明，實現 Comparable 介面的類可以排序。

因為 compareTo 方法不在 Object 類中聲明，所以由每個類自行決定實例能否排序。如果能排序就定義 compareTo 方法，實現實例排序的方式。

compareTo 方法返回一個 int 類型的值，這個值需要進一步說明。如果當前對象（this）小於傳入的對象，compareTo 方法應該返回一個負數；如果兩個對象相等，應該返回 0；如果當前對象大於傳入的對象，應該返回一個正數。

clone方法

Object 類定義了一個名為 clone 的方法，這個方法的作用是返回一個對象，並把這個對象的欄位設為和當前對象一樣。clone 方法不常用，原因有兩個。其一，只有類實現了 java.lang.Cloneable 介面，這個方法才有用。Cloneable 介面沒有定義任何方法（是個標記介面），因此若想實現這個介面，只需在類簽名的 implements 子句中列出這個介面即可。其二，clone 方法聲明為 protected，因此，如果想讓其他類複製你的對象，你的類必須實現 Cloneable 介面，並覆蓋 clone 方法，而且要把 clone 方法聲明為 public。

clone 方法很難正確實現，而副本構造方法實現起來更容易也更安全。

finalize方法

一種古老的資源管理技術叫終結（finalization），開發者應該知道有這麼一種技術。然而，這種技術幾乎完全廢棄了，任何情況下，大多數 Java 開發者都不應該直接使用。

只有少數應用場景適合使用終結，而且只有少數 Java 開發者會遇到這種場景。如果有任何疑問，就不要使用終結，處理資源的 try 語句往往是正確的替代品。

終結機制的作用是自動釋放不再使用的資源。垃圾回收自動釋放的是對象使用的內存資源，不過對象可能會保存其他類型的資源，例如打開的文件和網路連接。垃圾回收程序不會為你釋放這些額外的資源，因此，終結機制的作用是讓開發者執行清理任務，例如關閉文件、中斷網路連接、刪除臨時文件，等等。

終結機制的工作方式是這樣的：如果對象有 finalize 方法（一般叫作終結方法），那麼不再使用這個對象（或對象不可達）后的某個時間會調用這個方法，但要在垃圾回收程序回收分配給這個對象的空間之前調用。終結方法用於清理對象使用的資源。

另外注意，這是一個實例方法。而在類上，沒有等效的機制。