一、垃圾回收机制(Garbage Collection)
Java引入了垃圾回收机制，令C++程序员最头疼的内存管理问题迎刃而解。Java程序员可以将更多的精力放到业务逻辑上而不是内存管理工作上，大大的提高了开发效率。
1、垃圾回收原理和算法
·内存管理
Java的内存管理很大程度指的就是对象的管理，其中包括对象空间的分配和释放。
对象空间的分配：使用new关键字创建对象即可
对象空间的释放：将对象赋值null即可。垃圾回收器将负责回收所有”不可达”对象的内存空间。
·垃圾回收过程
任何一种垃圾回收算法一般要做两件基本事情：
1. 发现无用的对象
2. 回收无用对象占用的内存空间。
垃圾回收机制保证可以将“无用的对象”进行回收。无用的对象指的就是没有任何变量引用该对象。Java的垃圾回收器通过相关算法发现无用对象，并进行清除和整理。
·垃圾回收相关算法
1. 引用计数法
堆中每个对象都有一个引用计数。被引用一次，计数加1. 被引用变量值变为null，则计数减1，直到计数为0，则表示变成无用对象。优点是算法简单，缺点是“循环引用的无用对象”无法别识别。
【示例1-1】循环引用示例
public class Student {
String name;
Student friend;
public static void main(String[] args) {
Student s1 = new Student();
Student s2 = new Student();
s1.friend = s2;
s2.friend = s1;
s1 = null;
s2 = null;
}
}
s1和s2互相引用对方，导致他们引用计数不为0，但是实际已经无用，但无法被识别。
2. 引用可达法(根搜索算法)
程序把所有的引用关系看作一张图，从一个节点GC ROOT开始，寻找对应的引用节点，找到这个节点以后，继续寻找这个节点的引用节点，当所有的引用节点寻找完毕之后，剩余的节点则被认为是没有被引用到的节点，即无用的节点。
2、通用的分代垃圾回收机制
分代垃圾回收机制，是基于这样一个事实：不同的对象的生命周期是不一样的。因此，不同生命周期的对象可以采取不同的回收算法，以便提高回收效率。我们将对象分为三种状态：年轻代、年老代、持久代。JVM将堆内存划分为 Eden、Survivor 和 Tenured/Old 空间。
1. 年轻代
所有新生成的对象首先都是放在Eden区。 年轻代的目标就是尽可能快速的收集掉那些生命周期短的对象，对应的是Minor GC，每次 Minor GC 会清理年轻代的内存，算法采用效率较高的复制算法，频繁的操作，但是会浪费内存空间。当“年轻代”区域存放满对象后，就将对象存放到年老代区域。
2. 年老代
在年轻代中经历了N(默认15)次垃圾回收后仍然存活的对象，就会被放到年老代中。因此，可以认为年老代中存放的都是一些生命周期较长的对象。年老代对象越来越多，我们就需要启动Major GC和Full GC(全量回收)，来一次大扫除，全面清理年轻代区域和年老代区域。
3. 持久代
用于存放静态文件，如Java类、方法等。持久代对垃圾回收没有显著影响。
·Minor GC:
用于清理年轻代区域。Eden区满了就会触发一次Minor GC。清理无用对象，将有用对象复制到“Survivor1”、“Survivor2”区中(这两个区，大小空间也相同，同一时刻Survivor1和Survivor2只有一个在用，一个为空)
·Major GC：
用于清理老年代区域。
·Full GC：
用于清理年轻代、年老代区域。 成本较高，会对系统性能产生影响。
垃圾回收过程：
1、新创建的对象，绝大多数都会存储在Eden中，
2、当Eden满了（达到一定比例）不能创建新对象，则触发垃圾回收（GC），将无用对象清理掉， 然后剩余对象复制到某个Survivor中，如S1，同时清空Eden区
3、当Eden区再次满了，会将S1中的不能清空的对象存到另外一个Survivor中，如S2，同时将Eden区中的不能清空的对象，也复制到S1中，保证Eden和S1，均被清空。
4、重复多次(默认15次)Survivor中没有被清理的对象，则会复制到老年代Old(Tenured)区中，
5、当Old区满了，则会触发一个一次完整地垃圾回收（FullGC），之前新生代的垃圾回收称为（minorGC）
3、JVM调优和Full GC
在对JVM调优的过程中，很大一部分工作就是对于Full GC的调节。有如下原因可能导致Full GC：
1.年老代(Tenured)被写满
2.持久代(Perm)被写满
3.System.gc()被显式调用（程序建议GC启动，不是调用GC）
4.上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化
4、开发中容易造成内存泄露的操作
建议：
1. 在实际开发中，经常会造成系统的崩溃。如下这些操作我们应该注意这些使用场景。 请大家学完相关内容后，回头过来温习下面的内容。不要求此处掌握相关细节。
如下四种情况时最容易造成内存泄露的场景，请大家开发时一定注意：
· 创建大量无用对象
比如，我们在需要大量拼接字符串时，使用了String而不是StringBuilder。
String str = "";
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
str += i; //相当于产生了10000个String对象
}
· 静态集合类的使用
像HashMap、Vector、List等的使用最容易出现内存泄露，这些静态变量的生命周期和应用程序一致，所有的对象Object也不能被释放。
· 各种连接对象(IO流对象、数据库连接对象、网络连接对象)未关闭
IO流对象、数据库连接对象、网络连接对象等连接对象属于物理连接，和硬盘或者网络连接，不使用的时候一定要关闭。
· 监听器的使用
释放对象时，没有删除相应的监听器。
要点：
1. 程序员无权调用垃圾回收器。
2. 程序员可以调用System.gc()，该方法只是通知JVM，并不是运行垃圾回收器。尽量少用，会申请启动Full GC，成本高，影响系统性能。
3. finalize方法，是Java提供给程序员用来释放对象或资源的方法，但是尽量少用。
二、this关键字
· 对象创建的过程和this的本质
构造方法是创建Java对象的重要途径，通过new关键字调用构造器时，构造器也确实返回该类的对象，但这个对象并不是完全由构造器负责创建。创建一个对象分为如下四步：
1. 分配对象空间，并将对象成员变量初始化为0或空
2. 执行属性值的显示初始化
3. 执行构造方法
4. 返回对象的地址给相关的变量
this的本质就是“创建好的对象的地址”! 由于在构造方法调用前，对象已经创建。因此，在构造方法中也可以使用this代表“当前对象” 。
this最常的用法：
1. 在程序中产生二义性之处，应使用this来指明当前对象;普通方法中，this总是指向调用该方法的对象。构造方法中，this总是指向正要初始化的对象。
2. 使用this关键字调用重载的构造方法，避免相同的初始化代码。但只能在构造方法中用，并且必须位于构造方法的第一句。
3. this不能用于static方法中。
【示例2-1】this代表“当前对象”示例
public class User {
int id; //id
String name; //账户名
String pwd; //密码
public User() {
}
public User(int id, String name) {
System.out.println("正在初始化已经创建好的对象："+this);
this.id = id; //不写this，无法区分局部变量id和成员变量id
this.name = name;
}
public void login(){
System.out.println(this.name+",要登录！"); //不写this效果一样
}
public static void main(String[] args) {
User u3 = new User(101,"高小七");
System.out.println("打印高小七对象："+u3);
u3.login();
}
}
【示例2-2】this()调用重载构造方法
public class TestThis {
int a, b, c;
TestThis() {
System.out.println("正要初始化一个Hello对象");
}
TestThis(int a, int b) {
// TestThis(); //这样是无法调用构造方法的！
this(); // 调用无参的构造方法，并且必须位于第一行！
a = a;// 这里都是指的局部变量而不是成员变量
// 这样就区分了成员变量和局部变量. 这种情况占了this使用情况大多数！
this.a = a;
this.b = b;
}
TestThis(int a, int b, int c) {
this(a, b); // 调用带参的构造方法，并且必须位于第一行！
this.c = c;
}
void sing() {
}
void eat() {
this.sing(); // 调用本类中的sing();
System.out.println("你妈妈喊你回家吃饭！");
}
public static void main(String[] args) {
TestThis hi = new TestThis(2, 3);
hi.eat();
}
}
三、static 关键字
在类中，用static声明的成员变量为静态成员变量，也称为类变量。 类变量的生命周期和类相同，在整个应用程序执行期间都有效。它有如下特点：
1. 为该类的公用变量，属于类，被该类的所有实例共享，在类被载入时被显式初始化。
2. 对于该类的所有对象来说，static成员变量只有一份。被该类的所有对象共享!!
3. 一般用“类名.类属性/方法”来调用。(也可以通过对象引用或类名(不需要实例化)访问静态成员。)
4. 在static方法中不可直接访问非static的成员。
核心要点：
static修饰的成员变量和方法，从属于类。
普通变量和方法从属于对象的。
【示例3-1】static关键字的使用
/**
* 测试static关键字的用法
* @author 某某
*
*/
public class User2 {
int id; // id
String name; // 账户名
String pwd; // 密码
static String company = "北京阿里巴巴"; // 公司名称
public User2(int id, String name) {
this.id = id;
this.name = name;
}
public void login() {
printCompany();
System.out.println(company);
System.out.println("登录：" + name);
}
public static void printCompany() {
// login();//调用非静态成员，编译就会报错
System.out.println(company);
}
public static void main(String[] args) {
User2 u = new User2(101, "高小七");
User2.printCompany();
User2.company = "北京阿里爷爷";
User2.printCompany();
}
}
运行结果如图3-1所示：
四、静态初始化块
构造方法用于对象的初始化!静态初始化块，用于类的初始化操作!在静态初始化块中不能直接访问非static成员。
注意事项：
静态初始化块执行顺序(学完继承再看这里)：
1. 上溯到Object类，先执行Object的静态初始化块，再向下执行子类的静态初始化块，直到我们的类的静态初始化块为止。
2. 构造方法执行顺序和上面顺序一样!!
【示例4-1】static初始化块
public class User3 {
int id; //id
String name; //账户名
String pwd; //密码
static String company; //公司名称
static {
System.out.println("执行类的初始化工作");
company = "阿里巴巴";
printCompany();
}
public static void printCompany(){
System.out.println(company);
}
public static void main(String[] args) {
User3 u3 = new User3();
}
}
执行结果如图4-1所示：
五、参数传值机制
Java中，方法中所有参数都是“值传递”，也就是“传递的是值的副本”。 也就是说，我们得到的是“原参数的复印件，而不是原件”。因此，复印件改变不会影响原件。
· 基本数据类型参数的传值
传递的是值的副本。 副本改变不会影响原件。
· 引用类型参数的传值
传递的是值的副本。但是引用类型指的是“对象的地址”。因此，副本和原参数都指向了同一个“地址”，改变“副本指向地址对象的值，也意味着原参数指向对象的值也发生了改变”。
【示例5-1】 多个变量指向同一个对象
/**
* 测试参数传值机制
* @author 某某
*
*/
public class User4 {
int id; //id
String name; //账户名
String pwd; //密码
public User4(int id, String name) {
this.id = id;
this.name = name;
}
public void testParameterTransfer01(User4 u){
u.name="高小八";
}
public void testParameterTransfer02(User4 u){
u = new User4(200,"高三");
}
public static void main(String[] args) {
User4 u1 = new User4(100, "高小七");
u1.testParameterTransfer01(u1);
System.out.println(u1.name);
u1.testParameterTransfer02(u1);
System.out.println(u1.name);
}
}
执行结果如图5-1所示：
六、包
包机制是Java中管理类的重要手段。 开发中，我们会遇到大量同名的类，通过包我们很容易对解决类重名的问题，也可以实现对类的有效管理。 包对于类，相当于文件夹对于文件的作用。
七、package
我们通过package实现对类的管理，package的使用有两个要点：
1. 通常是类的第一句非注释性语句。
2. 包名：域名倒着写即可，再加上模块名，便于内部管理类。
【示例7-1】package的命名举例
com.sun.test;
com.oracle.test;
cn.sxt.gao.test;
cn.sxt.gao.view;
cn.sxt.gao.view.model;
注意事项：
1. 写项目时都要加包，不要使用默认包。
2. com.gao和com.gao.car，这两个包没有包含关系，是两个完全独立的包。只是逻辑上看起来后者是前者的一部分。
【示例7-2】package的使用
package cn.sxt;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("helloworld");
}
}
·在eclipse项目中新建包
在src目录上单击右键，选择new->package
在package窗口上输入包名即可
接下来，我们就可以在包上单击右键，新建类啦!
1、JDK中的主要包
2、导入类import
如果我们要使用其他包的类，需要使用import导入，从而可以在本类中直接通过类名来调用，否则就需要书写类的完整包名和类名。import后，便于编写代码，提高可维护性。
注意要点：
1. Java会默认导入java.lang包下所有的类，因此这些类我们可以直接使用。
2. 如果导入两个同名的类，只能用包名+类名来显示调用相关类：
java.util.Date date = new java.util.Date();
【示例7-3】导入同名类的处理
import java.sql.Date;
import java.util.*;//导入该包下所有的类。会降低编译速度，但不会降低运行速度。
public class Test{
public static void main(String[] args) {
//这里指的是java.sql.Date
Date now;
//java.util.Date因为和java.sql.Date类同名，需要完整路径
java.util.Date now2 = new java.util.Date();
System.out.println(now2);
//java.util包的非同名类不需要完整路径
Scanner input = new Scanner(System.in);
}
}
3、静态导入
静态导入(static import)是在JDK1.5新增加的功能，其作用是用于导入指定类的静态属性，这样我们可以直接使用静态属性。
【示例7-4】静态导入的使用
package cn.sxt;
//以下两种静态导入的方式二选一即可
import static java.lang.Math.*;//导入Math类的所有静态属性
import static java.lang.Math.PI;//导入Math类的PI属性
public class Test2{
public static void main(String [] args){
System.out.println(PI);
System.out.println(random());
}
}
执行结果如图7-3所示：
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