数组,变量作用域,字段和方法,static。

一、java数组

在C和C++里使用数组是非常危险的,因为那些数组只是内存块。若程序访问自己内存块以外的数组,或者在初始化之前使用内存(属于常规编程错误),会产生不可预测的后果。所以在C++里,应尽量不要使用数组,换用标准模板库里更安全的容器。

一个Java数组可以保证被初始化,而且不可在它的范围之外访问。由于系统自动进行范围检查,所以必然要付出一些代价:针对每个数组,以及在运行期间对索引的校验,都会造成少量的内存开销。但由此换回的是更高的安全性,以及更高的工作效率。为此付出少许代价是值得的。

创建对象数组时,实际创建的是一个句柄数组。而且每个句柄都会自动初始化成一个特殊值,并带有自己的关键字:null(空)。一旦Java看到null,就知道该句柄并未指向一个对象。正式使用前,必须为每个句柄都分配一个对象。若试图使用依然为null的一个句柄,就会在运行期报告问题。

因此,典型的数组错误在Java里就得到了避免。

也可以创建主类型数组。同样地,编译器能够担保对它的初始化,因为会将那个数组的内存划分成零。

我的理解:

C和C++中的创建数组没有校验机制,所以不安全,可能需要使用库中的数据结构保证安全。

而java中创建数组有两种方式:

  1. 静态初始化:程序员在初始化数组时为数组每个元素赋值;
  2. 动态初始化:数组初始化时,程序员只指定数组的长度,由系统为每个元素赋初值。

java数组其实是一种引用数据类型,数组变量并不是数组本身,数组变量是存放在栈内存中的,数组对象是存放在堆内存中的,数组变量指向堆内存中存放的数组对象。

因此,可以改变一个数组变量所引用的数组。因为只是改变指向罢了。所以可以这样:

这里不知道说对了没有,其实我一直在意的一个地方是,这里的数组变量有点像之前的句柄。听说javaGC回收的是堆内存,如果二者都是放栈中,那么GC的时候该如何回收栈中的资源呢?

这个之后需要回顾一下,初始化数组时jvm中到底发生了什么,gc的时候又是如何回收数组的。

二、变量作用域

Java对象不具备与主类型一样的存在时间。用new关键字创建一个Java对象的时候,它会超出作用域的范围之外。所以假若使用下面这段代码:

那么句柄s会在作用域的终点处消失。然而,s指向的String对象依然占据着内存空间。

在上面这段代码里,我们没有办法访问对象,因为指向它的唯一一个句柄已超出了作用域的边界。

在后面的章节里,大家还会继续学习如何在程序运行期间传递和复制对象句柄。(这个听起来似乎是挺玄乎的,所以我提前翻到后面看了看,发现基本上就是使用同一个对象,多个句柄指向同一对象什么的)

这样造成的结果便是:对于用new创建的对象,只要我们愿意,它们就会一直保留下去。这个编程问题在C和C++里特别突出。看来在C++里遇到的麻烦最大:由于不能从语言获得任何帮助,所以在需要对象的时候,根本无法确定它们是否可用。而且更麻烦的是,在C++里,一旦工作完成,必须保证将对象清除。

假如Java让对象依然故我,怎样才能防止它们大量充斥内存,并最终造成程序的“凝固”呢。在C++里,这个问题最令程序员头痛。但Java以后,情况却发生了改观。Java有一个特别的“垃圾收集器”,它会查找用new创建的所有对象,并辨别其中哪些不再被引用。随后,它会自动释放由那些闲置对象占据的内存,以便能由新对象使用。这意味着我们根本不必操心内存的回收问题。只需简单地创建对象,一旦不再需要它们,它们就会自动离去。这样做可防止在C++里很常见的一个编程问题:由于程序员忘记释放内存造成的“内存溢出”。

我的理解:

这里说java对象不具备与主类型一样的存在时间,之前好像提到过java中的主类型和句柄都是放在java栈里的,难道栈里的这些东西都有一定的存在时间吗?所以GC不需要在栈中进行回收吗?这个就需要好好研究下jvm了…

至于GC回收堆中的闲置对象,这个应该是老生常谈了…之后应该好好看看jvm相关的知识。

三、字段和方法

对象中的数据成员称为字段(我之前一直叫变量…),成员函数称为方法

一旦将变量作为类成员使用,就要特别注意由Java分配的默认值。这样做可保证主类型的成员变量肯定得到了初始化(C++不具备这一功能),可有效遏止多种相关的编程错误。

然而,这种保证却并不适用于“局部”变量——那些变量并非一个类的字段。所以,假若在一个函数定义中写入下述代码:int x;
那么x会得到一些随机值(这与C和C++是一样的),不会自动初始化成零。我们责任是在正式使用x前分配一个适当的值。如果忘记,就会得到一条编译期错误,告诉我们变量可能尚未初始化。这种处理正是Java优于C++的表现之一。许多C++编译器会对变量未初始化发出警告,但在Java里却是错误。

我的理解:

字段这个说法要注意,如果没赋值有默认值。局部变量未初始化会在编译期间得到一个警告(虽说不能算严重错误)。

四、比较难懂的static关键字

这个是我比较少用的一个关键字,似乎正确使用能提升效率,需要好好了解。

但是我感觉think in java中讲解得不如别人总结得好…..所以干脆上别人的总结。

被static修饰的成员变量和成员方法独立于该类的任何对象。也就是说,它不依赖类特定的实例,被类的所有实例共享。

只要这个类被加载,Java虚拟机就能根据类名在运行时数据区的方法区内定找到他们。因此,static对象可以在它的任何对象创建之前访问,无需引用任何对象。

用public修饰的static成员变量和成员方法本质是全局变量和全局方法,当声明它类的对象时,不生成static变量的副本,而是类的所有实例共享同一个static变量。

这个static有三个重要作用:

(1)static变量

按照是否静态的对类成员变量进行分类可分两种:一种是被static修饰的变量,叫静态变量或类变量;另一种是没有被static修饰的变量,叫实例变量。

两者的区别是:

  1. 对于静态变量在内存中只有一个拷贝(节省内存),jvm只为静态分配一次内存,在加载类的过程中完成静态变量的内存分配,可用类名直接访问(方便),当然也可以通过对象来访问(但是这是不推荐的)。
  2. 对于实例变量,每创建一个实例,就会为实例变量分配一次内存,实例变量可以在内存中有多个拷贝,互不影响(灵活)。

所以一般在需要实现以下两个功能时使用静态变量:

  1. 在对象之间共享值时。
  2. 方便访问变量时。

我的理解:

感觉说得已经很详细了。

(2)静态方法

静态方法可以直接通过类名调用,任何的实例也都可以调用,因此静态方法中不能用this和super关键字,不能直接访问所属类的实例变量和实例方法(就是不带static的成员变量和成员成员方法),只能访问所属类的静态的成员变量和成员方法。因为static方法独立于任何实例,因此static方法必须被实现,而不能是抽象的abstract。

例如为了方便方法的调用,Java API中的Math类中所有的方法都是静态的,而一般类内部的static方法也是方便其它类对该方法的调用。

静态方法是类内部的一类特殊方法,只有在需要时才将对应的方法声明成静态的,一个类内部的方法一般都是非静态的。

我的理解:

static修饰的方法是类的方法,不需要创建对象就可以调用,而非静态方法,只有对象被创建了,才可以调用方法。

(3)static代码块

static代码块也叫静态代码块,是在类中独立于类成员的static语句块,可以有多个,位置可以随便放,它不在任何的方法体内,jvm加载类时会执行这些静态的代码块,如果static代码块有多个,jvm将按照它们在类中出现的先后顺序依次执行它们,每个代码块只会被执行一次。

我的理解:

我写过的static块主要是使用方法来进行资源的获取。

特别是这句话:只要这个类被加载,Java虚拟机就能根据类名在运行时数据区的方法区内定找到他们。因此,static对象可以在它的任何对象创建之前访问,无需引用任何对象。

这说明了:在创建对象前,编译器首先去找到要创建对象的类,加载之后马上就去初始化static部分(包括static字段和static块)。

个人认为,其实一般用static代码块,都是使用其优先初始化的特性做一些事情。

五、总结

总感觉有了不少收获,但是同时有了一些新的疑问。

  1. java栈中的句柄和主类型都是怎么回收的呢?有一定的存在时间吗?GC为什么不回收栈里的资源?
  2. static我一直用得挺少的,能不能在哪里用static改善一下自己的代码质量?如果一个变量、方法、代码块使用了static,那么jvm会分别采取什么动作?

我最近要多看看jvm相关的东西,希望能得到解答。

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