Java实践（一）---程序设计基本概念

JVM（Java Virtual Machine）

1-1、ClassLoader基本概念

Java程序并不是一个可执行文件，而是由许多独立的类文件组成的，每一个文件的对应一个Java类，而且，这些类文件并非全部装入内存，而是根据程序需要逐渐装入。

ClassLoader是JVM实现的一部分，它包括bootstrap classloader（启动类加载器）。

ClassLoader在JVM运行是加载Java核心API，以满足Java程序最基本的需求，其中包括用户自定义的ClassLoader。

用户自定义的ClassLoader：是指通过Java程序实现的2个ClassLoader：

• ExtClassLoader：加载Java的扩展API，即/jre/lib/ext中的类
• AppClassLoader：加载用户机器上CLASSPATH设置目录中的Class

1-2、ClassLoader加载流程

当运行一个程序时：

1. JVM启动
2. 运行bootstrap classloader
3. 该ClassLoader加载Java核心API和ExtClassLoader、AppClassLoader
4. ExtClassLoader加载扩展API & AppClassLoader加载CLASSPATH目录下定义的Class

一个类加载的过程使用一种父类委托的模式，这样的的原因如下：

• 避免重复加载
• 考虑到安全因素

1-3、一些重要的方法

1. loadClass：是ClassLoader的入口点
2. defineClass：接受由原始字节组成的数组，并把它转换成Class对象
3. findSystemClass：从本地文件系统装入文件
4. resolveClass：可以不带解析装入类，也可以带解析装入类
5. findLoadedClass：充当一个缓存，当请求loadclass装入类时，调用该方法查看ClassLoader是否已经装入这个类
6. findClass： 从本地文件系统使用实现的类装载器装载一个类
7. getSystemClassLoader:如果覆盖findClass或loadClass，该方法能以实际的ClassLoader对象来访问系统ClassLoader
8. forName:用来加载class

JVM加载类的时候，需要经过三个步骤：

• 装载：找到相应的class文件，读入JVM
• 连接：
• 初始化：1-验证class是否符合规格；2-为类变量分配内存的同时是设置默认初始值；3-解释（可选）

2-1、 JVM使用的字符

在Java中字符只以一种形式存在，那就是Unicode（不选择任何特定的编码，直接使用它们在字符集中的编号，这是统一的唯一方法）

在Java中指的是，JVM中，内存中，在代码里声明的每一个char、String类型的变量中

例如：
编写如下代码

public class T1 {
    public static void main(String[] args) {
        char achar = '爱';
        System.out.println(achar);
        System.out.format("%x",(int)achar);//%d 则输出十进制
        System.out.println();

        char bchar = 0x7231;//十六进制
        System.out.println(bchar);
    }
}

输出结果

爱
7231
爱

在内存中的相应区域，这个字符就表示为0x7231，同时用Unicode码也找到了这个字符

只要正确读入一个字符，那么它在内存中的表示形式就是唯一的，使用Unicode码

2-2、字符编码方案

JVM的这种约定使得一个字符分为两部分：

• JVM内部：统一使用Unicode表示，当这个字符被从JVM内部移到外部（即保存到系统的文件系统中的一个文件的内容时）就进行编码转换，使用具体的编码方案
• OS的文件系统：所以的编码转换只发生在边界的地方，JVM和OS的交界处（各种输入/输出流即Reader、Writer类起作用的地方）

Java中文件与流参考这里：http://blog.youkuaiyun.com/wee_mita/article/details/71157964

所有的I/O基本上可以分为2大阵营：

• 面向字节的输入输出：如果面向字节，那么这类工作要保证系统中的文件二进制内容和读入JVM内部的二进制内容一致，不能变化任何0和1的顺序【这种输入/输出方式适合读入视频音频文件，或者任何不需要变换的文件内容】
• 面向字符的输入输出：如果面向字符，那么这类工作要保证系统中的文件的字符和读入JVM的字符要一致

例如：

假设在文件系统中有一个GBK保存的文本文件，其中保存了一个汉字，不论这个汉字的GBK码是什么，当我们使用面向字符的I/O把它读入内存并保存在一个char型变量中时，不关心这个char变量具体的二进制内容是什么，只要这个字符读进来之后仍然是该汉字就行。

从中可以看出，面向字符的I/O（Reader和Writer类）实际上隐式地做了编码转换，在输出时，将内存中Unicode字符使用系统默认的编码方式进行编码，在输入时，将系统已经编码过的字符使用默认编码方案进行还原

Reader和Writer只进行默认的编码转换，即GBK<—>Unicode,如果使用其他编码方案的文件，必须采用编码转换（字符与字节之间的转换，InputStreamReader和OutputStreamWriter）

3-1、关于i++

i++和++i的区别在于，前者是程序完毕后自增，后者是程序开始前自增；

int i= 0 ;
i = i++ + ++i;

1. 执行i++，并不自增，i=0
2. 执行++i，执行自增，i=1
3. 此时，程序执行完毕，执行i++的自增，i=2
4. i = 0+2

int j = 0;
j = j++;

Java中用了中间缓存变量的机制，j = j++;转变为如下：

temp =  j;
j = j+1;
j = temp;

所以j依然为0；