Java基础类库

2020-12-16 本文已影响0人曾梦想仗剑天涯

StringBuffer类

String类特点：
- 每一个字符串常量都属于一个String类的匿名对象，并且不可更改；
- String有两个常量池：静态常量池、运行时常量池；
- String类对象实例化建议使用直接赋值的形式完成，这样可以直接将对象保存在对象池之中以方便下次重用；
StringBuffer并不像String类那样拥有两种对象实例化方式，StringBuffer必须像普通类对象那样首先进行对象实例化，而后才可以调用方法执行处理，这个时候可以考虑使用StringBuffer类中的如下方法：
- 构造方法：public StringBuffer()
- 构造方法：public StringBuffer(String str)
- 数据追加：public StringBuffer append(数据类型变量)

//String类对象引用传递
public class StringBufferFun {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "Hello";
        change(str);
        System.out.println(str);
    }
    public static void change(String temp) {
        temp += " World";
    }
}

//StringBuffer类对象引用传递
public class StringBufferFun {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer str = new StringBuffer("Hello");
        change(str);
        System.out.println(str);
    }
    public static void change(StringBuffer temp) {
        temp.append(" World!");
    }
}

在StringBuffer类里面除了提供有字符串修改之外，实际上也提供有一些String所不具备的方法：
- 插入数据：public StringBuffer insert(int offset, 数据类型 b)
- 删除制定范围的数据：public StringBuffer delete(int start, int end)
- 字符串内容反转：public StringBuffer reverse()

//插入数据
public class StringBufferFun {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer str = new StringBuffer();
        str.append(" World").insert(0, "Hello");
        System.out.println(str);
    }
}

//删除数据
public class StringBufferFun {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer str = new StringBuffer("Hello World!");
        str.delete(5, 12);
        System.out.println(str);
    }
}

//字符串反转
public class StringBufferFun {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer str = new StringBuffer("Hello World!");
        str.reverse();
        System.out.println(str);
    }
}

实际上与StringBuffer类还有一个类似的功能类：StringBuilder类，这个类是JDK1.5的时候提供的，该类中提供的方法与StringBuffer功能相同，最大的区别在于StringBuffer类中的方法属于线程安全的，全部使用了synchronized关键字进行标注，而StringBuilder类属于非线程安全的；

CharSequence接口

CharSequence是一个描述字符串结构的接口，在这个接口里面一般发现有三种常用的子类：

String类	StringBuffer类	StringBuilder类
public final class String extends Object implements Serializable, Comparable<String>, CharSequence	public final class StringBuffer extends Object implements Serializable, CharSequence	public final class StringBuilder extends Object implements Serializable, CharSequence

此图来源于李兴华老师

现在只要有字符串就可以为CharSequence接口实例化

public class JavaFun {
    public static void main(String[] args) {
        CharSequence str = "Hello World";       //子类实例向父接口转型
    }
}

CharSequence本身是一个接口，在该接口中也定义有如下操作方法：
- 获取指定索引字符：public char charAt(int index)
- 获取字符串的长度：public int length()
- 截取部分字符串：CharSequence subSequence(int start, int end)

AutoCloseable接口

AutoCloseable主要是用于资源开发的处理上，以实现资源的自动关闭（释放资源），例如：在进行文件、网络、数据库开发的过程之中，由于服务器的资源有限，所以使用之后一定要关闭资源，这样才可以被更多的使用者所使用；

//模拟消息发送
package com.company;
interface IMessage {
    public void send();
}
class NetMessage implements IMessage {
    private String msg;
    public NetMessage(String msg) {
        this.msg = msg;
    }
    public boolean open() {
        System.out.println("消息链接成功");
        return true;
    }
    @Override
    public void send() {
        if (this.open()) {
            System.out.println("消息发送：" + this.msg);
        }
    }
    public void close() {
        System.out.println("消息断开链接");
    }
}
public class AutoCloseableApi {
    public static void main(String[] args) {
        NetMessage nm = new NetMessage("Hello World");
        nm.send();
        nm.close();
    }
}

此时会有一个疑问：既然所有的资源完成处理之后都需要进行关闭操作，那么是否可以实现一种自动关闭的功能呢，所以推出了AutoCloseable访问接口，这个接口是在JDK1.7的时候提供的，并且该接口只提供有一个方法：public void close() throws Exception；

此图来源于李兴华老师

要想实现自动关闭处理，除了要使用AutoCloseable之外，还需要结合异常处理语句才可以正常调用；

package com.company;
interface IMessage extends AutoCloseable {
    public void send();
}
class NetMessage implements IMessage {
    private String msg;
    public NetMessage(String msg) {
        this.msg = msg;
    }
    public boolean open() {
        System.out.println("消息链接成功");
        return true;
    }
    @Override
    public void send() {
        if (this.open()) {
            System.out.println("消息发送：" + this.msg);
        }
    }
    public void close() {
        System.out.println("消息断开链接");
    }
}
public class AutoCloseableApi {
    public static void main(String[] args) {
        try (NetMessage nm = new NetMessage("Hello World")) {
            nm.send();
        } catch (Exception e) {}
    }
}

Runtime类

Runtime描述的是运行时的状态，在整个的JVM之中，Runtime类是唯一一个与JVM运行状态有关的类，并且都会默认提供有一个该类的实例化对象；
由于在每一个JVM进程里面只允许提供有一个Runtime类的对象，所以这个类的构造方法被默认私有化了，那么就证明该类使用的是单例设计模式，并且单例设计模式一定会提供有一个static方法获取本类实例；

此图来源于李兴华老师

由于Runtime类属于单例设计模式，如果想要获取实例化对象，那么就可以依靠类中的getRuntime()方法完成：
- 获取实例化对象：public static Runtime getRuntime()
通过Runtime类中的availableProcessors()方法可以获取本机的CPU内核数：public int availableProcessors()

//获取Runtime类对象
public class RuntimeApi {
    public static void main(String[] args) {
        Runtime run = Runtime.getRuntime();
        System.out.println(run.availableProcessors());
    }
}

除了以上的方法之外，在Runtime类里面还提供有一下四个重要的操作方法：
- 获取最大可用内存空间：public long maxMemory()，默认的配置为本机系统内存的四分之一；
- 获取可用内存空间：public long totalMemory()，默认的配置为本机系统内存的六十四分之一；
- 获取空闲内存空间：public long freeMemory()
- 手工进行GC处理：public void gc()

//观察内存状态
public class RuntimeApi {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Runtime run = Runtime.getRuntime();
        System.out.println("【1】MAX_MEMORY " + run.maxMemory());
        System.out.println("【1】TOTAL_MEMORY " + run.totalMemory());
        System.out.println("【1】FREE_MEMORY " + run.freeMemory());
        String str = "";
        for (int x = 0; x < 30000; x ++) {
            str += x;
        }
        System.out.println("【2】MAX_MEMORY " + run.maxMemory());
        System.out.println("【2】TOTAL_MEMORY " + run.totalMemory());
        System.out.println("【2】FREE_MEMORY " + run.freeMemory());
        run.gc();
        System.out.println("【3】MAX_MEMORY " + run.maxMemory());
        System.out.println("【3】TOTAL_MEMORY " + run.totalMemory());
        System.out.println("【3】FREE_MEMORY " + run.freeMemory());
    }
}

System类

System定义的处理方法：
- 数组拷贝：public static void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)
- 获取当前的日期时间数值：public static long currentTimeMillis()
- 进行垃圾回收：public static void gc()

//操作耗时的统计
public class SystemApi {
    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        String str = "";
        for (int x = 0; x < 30000; x ++) {
            str += x;
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);
    }
}

在System类里面会发现也提供有一个gc()方法，但是这个gc()方法并不是重新定义的新方法，而是调用了Runtime.getRuntime().gc()；

Cleaner类

Cleaner类是在JDK1.9之后提供的对象清理操作，其主要功能是进行finalize()方法的替代，在C++语言里面有两种特殊的函数：构造函数、析构函数（对象的手工回收），在Java里面所有的垃圾空间都是通过GC自动回收的，所有很多情况下是不需要使用析构函数的，也正是因为如此，Java也没有提供这方面的支持；
但是Java本身依然提供了给用户收尾的操作，每一个实例化对象在回收之前至少给它一个喘息的机会，最初实现对象收尾处理的方法是Object类中所提供的finalize()方法，这个方法定义如下：
- @Deprecated(since="9") protected void finalize() throws Throwable
该替换指的是不建议继续使用这个方法了，而是说子类可以继续使用这个方法名称，这个方法最大的特征是抛出了一个Throwable异常类型，而这个异常类型分为两个子类型：Error、Exception，平常所处理的都是Exception；

//传统回收
import java.lang.ref.Cleaner;
class Member {
    public Member() {
        System.out.println("对象产生");
    }
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        System.out.println("对象回收");
        throw new Exception("程序继续执行");
    }
}
public class CleanerApi {
    public static void main(String[] args) {
        Member mb = new Member();
        mb = null;
        System.gc();
        System.out.println("程序结束");
    }
}

//Cleaner回收
class Member implements Runnable {
    public Member() {
        System.out.println("对象产生");
    }
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("对象回收");
    }
}
class MemberCleaning implements AutoCloseable {
    public static final Cleaner cleaner = Cleaner.create();
    private Member member;
    private Cleaner.Cleanalbe cleanalbe;
    public MemberCleaning() {
        this.member = member;
        this.cleanalbe = this.cleaner.register(this, this.member);
    }
    @Override
    public void close() throws Exception {
        this.cleanalbe.clear();
    }
}
public class CleanerApi {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        try(MemberCleaning mc = new MemberCleaning()) {

        } catch (Exception e) {}
    }
}

对象克隆

对象克隆指的就是对象的复制，而且属于全新的复制，即：使用已有对象内容创建一个新的对象，如果要想进行对象克隆需要使用到Object类中的clone()方法：protected Object clone() throws CloneNotSupportedException，所有的类都会继承Object父类，所以所有的类都一定会有clone()方法，但是并不是所有的类都希望被克隆，如果当前对象需要被克隆，那么对象所在类需要实现一个Cloneable接口，此接口并没有任何的方法提供，是因为它描述的是一种能力；

class MemberClone implements Cloneable {
    private String name;
    private int age;
    public MemberClone(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "【" + super.toString() + "】name='" + this.name + '\'' + ", age=" + this.age;
    }
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}
public class ObjectClone {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MemberClone mcA = new MemberClone("张三", 18);
        MemberClone mcB = (MemberClone) mcA.clone();
        System.out.println(mcA);
        System.out.println(mcB);
    }
}

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StringBuffer类

CharSequence接口

AutoCloseable接口

Runtime类

System类

Cleaner类

对象克隆

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