Java基础知识整理

不积跬步无以至千里,不积小流无以成江海
千里之行,始于足下

数据类型

基本类型

byte/8

char/16

short/16

int/32

float/32

long/64

double/64

boolean/~

boolean 只有两个值:true、false,可以使用 1 bit 来存储,但是具体大小没有明确规定。JVM 会在编译时期将 boolean 类型的数据转换为 int,使用 1 来表示 true,0 表示 false。JVM 并不支持 boolean 数组,而是使用 byte 数组来表示 int 数组来表示。

包装类型

基本类型都有对应的包装类型,基本类型与其对应的包装类型之间的赋值使用自动装箱与拆箱完成。

Integer x = 2; // 装箱 int y = x; // 拆箱

缓存池

new Integer(123) 与 Integer.valueOf(123) 的区别在于:

new Integer(123) 每次都会新建一个对象;

Integer.valueOf(123) 会使用缓存池中的对象,多次调用会取得同一个对象的引用。

Integer x = new Integer(123); Integer y = new Integer(123);
System.out.println(x == y); // false
Integer z = Integer.valueOf(123);
Integer k = Integer.valueOf(123);
System.out.println(z == k); // true

valueOf() 方法的实现比较简单,就是先判断值是否在缓存池中,如果在的话就直接返回缓存池的内容。

public static Integer valueOf(int i) { if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i);
}

在 Java 8 中,Integer 缓存池的大小默认为 -128~127。

static final int low = -128; static final int high;
static final Integer cache[];
static {
// high value may be configured by property
int h = 127;
String integerCacheHighPropValue =
sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
if (integerCacheHighPropValue != null) {
try {
int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
i = Math.max(i, 127);
// Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
} catch( NumberFormatException nfe) {
// If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
}
}
high = h;
cache = new Integer[(high - low) + 1];
int j = low;
for(int k = 0; k < cache.length; k++)
cache[k] = new Integer(j++);
// range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
assert IntegerCache.high >= 127;
}

编译器会在自动装箱过程调用 valueOf() 方法,因此多个 Integer 实例使用自动装箱来创建并且值相同,那么就会引用相同的对象。

Integer m = 123; Integer n = 123;
System.out.println(m == n); // true

基本类型对应的缓冲池如下:

boolean values true and false

all byte values

short values between -128 and 127

int values between -128 and 127

char in the range \u0000 to \u007F

在使用这些基本类型对应的包装类型时,就可以直接使用缓冲池中的对象。

String

概览
String 被声明为 final,因此它不可被继承。
在 Java 8 中,String 内部使用 char 数组存储数据。

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
/** The value is used for character storage. */
private final char value[];
}

在 Java 9 之后,String 类的实现改用 byte 数组存储字符串,同时使用 coder 来标识使用了哪种编码。

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
/** The value is used for character storage. */
private final byte[] value;
/** The identifier of the encoding used to encode the bytes in {@code value}. */
private final byte coder;
}

value 数组被声明为 final,这意味着 value 数组初始化之后就不能再引用其它数组。并且 String 内部没有改变 value 数组的方法,因此可以保证 String 不可变。

不可变的好处

可以缓存 hash 值
因为 String 的 hash 值经常被使用,例如 String 用做 HashMap 的 key。不可变的特性可以使得 hash 值也不可变,因此只需要进行一次计算。

String Pool 的需要
如果一个 String 对象已经被创建过了,那么就会从 String Pool 中取得引用。只有 String 是不可变的,才可能使用 String Pool。

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