摘 要：Java作為目前最流行的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，其龐大的知識(shí)體系讓很多初學(xué)者感到迷惑，本文從常規(guī)知識(shí)、微觀知識(shí)和宏觀知識(shí)三個(gè)層次對(duì)Java內(nèi)容進(jìn)行介紹和分析。

關(guān)鍵詞：Java虛擬機(jī)；設(shè)計(jì)模式；內(nèi)存分配

Java作為一門面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，在過(guò)去十年中取得了其它語(yǔ)言所無(wú)法比擬的成績(jī)，Java以其簡(jiǎn)單、面向?qū)ο?、可移植性、安全性等特點(diǎn)，成為了現(xiàn)在最主流的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言之一。

1 常規(guī)知識(shí)

Java常規(guī)知識(shí)指的是：Java基本語(yǔ)法、類和對(duì)象的概念及特征、接口、抽象類與包的運(yùn)用、Java API等等。

（1）基本語(yǔ)法。包括變量定義、操作符運(yùn)用、數(shù)組、控制流等，其中大部分的內(nèi)容與其它語(yǔ)言類似，比如學(xué)習(xí)C語(yǔ)言時(shí)涉及到的控制流。

（2）類和對(duì)象。Java的最核心概念，包括面向?qū)ο蟮娜齻€(gè)基本特征：封裝、繼承、多態(tài)，以及this、super、static、final等關(guān)鍵字的運(yùn)用。

（3）JavaAPI。Java API是運(yùn)行庫(kù)的集合，它提供了一套訪問(wèn)主機(jī)系統(tǒng)資源的標(biāo)準(zhǔn)方法，運(yùn)行Java程序時(shí)，虛擬機(jī)裝載程序的class文件所使用的Java API class文件，所有被裝載的class文件和所有已經(jīng)裝載的動(dòng)態(tài)庫(kù)共同組成了在Java虛擬機(jī)上運(yùn)行的整個(gè)程序。

2 Java微觀知識(shí)

Java微觀知識(shí)指的是：Java的工作原理、Java虛擬機(jī)的運(yùn)行方式、程序在內(nèi)存中的存儲(chǔ)等內(nèi)容。

（1）Java虛擬機(jī)。是運(yùn)行所有Java程序的抽象計(jì)算機(jī)，是Java語(yǔ)言的運(yùn)行環(huán)境，是Java語(yǔ)言底層實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，對(duì)于Java虛擬機(jī)的了解，有助于理解Java語(yǔ)言的一些性質(zhì)，也有助于使用Java語(yǔ)言。

Java虛擬機(jī)的主要任務(wù)是裝在class文件并且執(zhí)行其中的字節(jié)碼。Java虛擬機(jī)包含一個(gè)類裝載器，它可以從程序和 API中裝載class文件，Java API中只有程序執(zhí)行時(shí)需要的那些類才會(huì)被裝載，字節(jié)碼由執(zhí)行引擎來(lái)執(zhí)行。不同的Java虛擬機(jī)中，執(zhí)行引擎可能實(shí)現(xiàn)得非常不同，在由軟件實(shí)現(xiàn)的虛擬機(jī)中，最簡(jiǎn)單的執(zhí)行引擎就是一次性解釋字節(jié)碼。

（2）Java在內(nèi)存分配時(shí)涉及到的區(qū)域。寄存器：寄存器是內(nèi)存階層中的最頂端，也是系統(tǒng)獲得操作資料的最快速途徑，可用來(lái)暫存指令、數(shù)據(jù)和位址，程序人員無(wú)法控制。

棧：存放基本類型的數(shù)據(jù)和對(duì)象的引用，但對(duì)象本身不存放在棧中，而是存放在堆中。在函數(shù)中定義的一些基本類型的變量數(shù)據(jù)和對(duì)象的引用變量都在函數(shù)的棧內(nèi)存中分配。棧的優(yōu)勢(shì)是，存取速度比堆要快，僅次于寄存器，棧數(shù)據(jù)可以共享。但缺點(diǎn)是，存在棧中的數(shù)據(jù)大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。

堆：存放用new關(guān)鍵字所產(chǎn)生的對(duì)象。Java的堆是一個(gè)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)，對(duì)象被存儲(chǔ)在堆中。這些對(duì)象通過(guò)new等指令建立，它們不需要程序代碼來(lái)顯式的釋放。堆是由垃圾回收來(lái)負(fù)責(zé)的，堆的優(yōu)勢(shì)是可以動(dòng)態(tài)地分配內(nèi)存大小，生存期也不必事先告訴編譯器，因?yàn)樗窃谶\(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的，Java的垃圾收集器會(huì)自動(dòng)收走這些不再使用的數(shù)據(jù)。

靜態(tài)域：存放在對(duì)象中用static定義的靜態(tài)成員。

常量池：存放常量，指的是在編譯期被確定，并被保存在已編譯的.class文件中的一些數(shù)據(jù)。除了包含代碼中所定義的各種基本類型（如int、long等等）和對(duì)象型（如String）的常量值。

（3）Java class文件。Java class文件主要在平臺(tái)無(wú)關(guān)性和網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性方面使Java更適合網(wǎng)絡(luò)，它在平臺(tái)無(wú)關(guān)性方面的任務(wù)是：為Java程序提供獨(dú)立于底層主機(jī)平臺(tái)的二進(jìn)制形式的服務(wù)，這種途徑途徑打破了C或者C++等語(yǔ)言所遵循的傳統(tǒng)，使用這些傳統(tǒng)語(yǔ)言寫(xiě)的程序通常首先被編譯，然后被連接成單獨(dú)的、專門支持特定硬件平臺(tái)和操作系統(tǒng)的二進(jìn)制文件。

3 Java宏觀知識(shí)

Java的宏觀知識(shí)指的是：Java的設(shè)計(jì)模式和設(shè)計(jì)原則。設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)模式就是在大量的實(shí)踐中總結(jié)和理論化之后優(yōu)選的代碼結(jié)構(gòu)、編程風(fēng)格及解決問(wèn)題的思考方式。模式有助于提高思考層次，改變學(xué)習(xí)思維定式，成為更加高效的程序人員。

Java的設(shè)計(jì)模式過(guò)多，在這里只介紹一些常用模式：適配器模式、工廠模式、代理模式。

（1）適配器模式。適配器模式：把一個(gè)類的接口變換成客戶端所期待的另一種接口，從而使原本因接口原因不匹配而無(wú)法一起工作的兩個(gè)類能夠一起工作。適配類可以根據(jù)參數(shù)返還一個(gè)合適的實(shí)例給客戶端。

（2）工廠模式?？蛻纛惡凸S類分開(kāi)。消費(fèi)者任何時(shí)候需要某種產(chǎn)品，只需向工廠請(qǐng)求即可。消費(fèi)者無(wú)須修改就可以接納新產(chǎn)品。缺點(diǎn)是當(dāng)產(chǎn)品修改時(shí)，工廠類也要做相應(yīng)的修改。

（3）代理模式。代理模式給某一個(gè)對(duì)象提供一個(gè)代理對(duì)象，并由代理對(duì)象控制對(duì)源對(duì)象的引用。代理就是一個(gè)人或一個(gè)機(jī)構(gòu)代表另一個(gè)人或者一個(gè)機(jī)構(gòu)采取行動(dòng)。某些情況下，客戶不想或者不能夠直接引用一個(gè)對(duì)象，代理對(duì)象可以在客戶和目標(biāo)對(duì)象直接起到中介的作用?？蛻舳朔直娌怀龃碇黝}對(duì)象與真實(shí)主題對(duì)象。代理模式可以并不知道真正的被代理對(duì)象，而僅僅持有一個(gè)被代理對(duì)象的接口，這時(shí)候代理對(duì)象不能夠創(chuàng)建被代理對(duì)象，被代理對(duì)象必須有系統(tǒng)的其他角色代為創(chuàng)建并傳入。

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