一個計算機專業學生幾年的程式設計經驗彙總(轉)（一）

======================================================================================================
想來學習Java也有兩個年頭了，永遠不敢說多麼精通，但也想談談自己的感受，寫給軟體學院的同仁們，幫助大家在技術的道路上少一點彎路。說得偉大一點是希望大家為軟體學院爭氣，其實最主要的還是大家自身的進步提升??

1． 關於動態載入機制??
學習Java比C++更容易理解OOP的思想，畢竟C++還混合了不少程式導向的成分。很多人都能背出來Java語言的特點，所謂的動態載入機制等等。當然概念往往是先記住而後消化的，可有多少人真正去體會過動態載入的機制，試圖去尋找過其中的細節呢?   提供大家一個方法：
在命令列視窗執行Java程式的時候，加上這個很有用的引數：

java   -verbose   *.class

這樣會清晰的列印出被載入的類檔案，大部分是jdk自身執行需要的，最後幾行會明顯的看到自己用到的那幾個類檔案被載入進來的順序。即使你宣告瞭一個類物件，不例項化也不會載入，說明只有真正用到那個類的例項即物件的時候，才會執行載入。這樣是不是大家稍微能明白一點動態載入了呢？^_^

2． 關於尋找class檔案原理??
建議大家在入門的時候在命令列視窗編譯和執行，不要藉助JCreator或者Eclipse等IDE去幫助做那些事情。嘗試自己這樣做：
javac     -classpath   yourpath   *.java
java     -classpath   yourpath   *.class
也許很多人都能看懂，設定classpath的目的就是告訴編譯器去哪裡尋找你的class檔案.   不過至少筆者今日才弄懂JVM去查詢類的原理，編譯器載入類要依靠classloader，   而classloader有3個級別，從高到低分別是BootClassLoader(名字可能不準確)   ,   ExtClassLoader,   AppClassLoader.

這3個載入器分別對應著編譯器去尋找類檔案的優先順序別和不同的路徑：BootClassLoader對應jre/classes路徑，是編譯器最優先尋找class的地方
ExtClassLoader對應jre/lib/ext路徑，是編譯器次優先尋找class的地方
AppClassLoader對應當前路徑，所以也是編譯器預設找class的地方

其實大家可以自己寫個程式簡單的測試，對任何class，例如A, 
呼叫new   A().getClass().getClassLoader().toString()   列印出來就可以看到，把class檔案放在不同的路徑下再次執行，就會看到區別。特別注意的是如果列印出來是null就表示到了最高階 BootClassLoader,   因為它是C++編寫的，不存在Java對應的類載入器的名字。

尋找的順序是一種向上迂迴的思想，即如果本級別找不到，就只能去本級別之上的找，不會向下尋找。不過似乎從Jdk1.4到Jdk1.6這一特點又有改變，沒有找到詳細資料。所以就不舉例子了。告訴大家設計這種體系的是Sun公司曾經的技術核心宮力先生，一個純種華人哦！^_^

這樣希望大家不至於迷惑為什麼總報錯找不到類檔案，不管是自己寫的還是匯入的第三方的jar檔案（J2ee中經常需要匯入的）。

3． 關於jdk和jre??
大家肯定在安裝JDK的時候會有選擇是否安裝單獨的jre，一般都會一起安裝，我也建議大家這樣做。因為這樣更能幫助大家弄清楚它們的區別：

Jre   是java   runtime   environment,   是java程式的執行環境。既然是執行，當然要包含jvm，也就是大家熟悉的虛擬機器啦，   還有所有java類庫的class檔案，都在lib目錄下打包成了jar。大家可以自己驗證。至於在windows上的虛擬機器是哪個檔案呢？   學過MFC的都知道什麼是dll檔案吧，那麼大家看看jre/bin/client裡面是不是有一個jvm.dll呢？那就是虛擬機器。

Jdk   是java   development   kit，是java的開發工具包，裡面包含了各種類庫和工具。當然也包括了另外一個Jre.     那麼為什麼要包括另外一個Jre呢？而且jdk/jre/bin同時有client和server兩個資料夾下都包含一個jvm.dll。   說明是有兩個虛擬機器的。這一點不知道大家是否注意到了呢？

相信大家都知道jdk的bin下有各種java程式需要用到的命令，與jre的bin目錄最明顯的區別就是jdk下才有javac，這一點很好理解，因為 jre只是一個執行環境而已。與開發無關，正因為如此，具備開發功能的jdk自己的jre下才會同時有client性質的jvm和server性質的 jvm，   而僅僅作為執行環境的jre下只需要client性質的jvm.dll就夠了。

記得在環境變數path中設定jdk/bin路徑麼？這應該是大家學習Java的第一步吧，   老師會告訴大家不設定的話javac和java是用不了的。確實jdk/bin目錄下包含了所有的命令。可是有沒有人想過我們用的java命令並不是 jdk/bin目錄下的而是jre/bin目錄下的呢？不信可以做一個實驗，大家可以把jdk/bin目錄下的java.exe剪下到別的地方再執行 java程式，發現了什麼？一切OK！

那麼有人會問了？我明明沒有設定jre/bin目錄到環境變數中啊？

試想一下如果java為了提供給大多數人使用，他們是不需要jdk做開發的，只需要jre能讓java程式跑起來就可以了，那麼每個客戶還需要手動去設定環境變數多麻煩啊？所以安裝jre的時候安裝程式自動幫你把jre的java.exe新增到了系統變數中，驗證的方法很簡單，大家看到了系統環境變數的 path最前面有“%SystemRoot%\system32;%SystemRoot%;”這樣的配置，那麼再去Windows/system32下面去看看吧，發現了什麼？有一個java.exe。

如果強行能夠把jdk/bin挪到system32變數前面，當然也可以迫使使用jdk/jre裡面的java，不過除非有必要，我不建議大家這麼做。使用單獨的jre跑java程式也算是客戶環境下的一種測試。

這下大家應該更清楚jdk和jre內部的一些聯絡和區別了吧？

PS:   其實還有滿多感想可以總結的，一次寫多了怕大家扔磚頭砸死我，怪我太羅唆。大家應該更加踏實更加務實的去做一些研究並互相分享心得，大方向和太前沿的技術討論是必要的但最好不要太多，畢竟自己基礎都還沒打好，什麼都講最新版本其實是進步的一大障礙！

#########################################################################################################################
Java   學習雜談（二）
鑑於上回寫的一點感想大家不嫌棄，都鼓勵小弟繼續寫下去，好不容易等到國慶黃金週，實習總算有一個休息的階段，於是這就開始寫第二篇了。希望這次寫的仍然對志同道合的朋友們有所幫助。上回講了Java動態載入機制、classLoader原理和關於jdk和jre三個問題。這次延續著講一些具體的類庫??

1．   關於集合框架類
相信學過Java的各位對這個名詞並不陌生，對   java.util.*這個package肯定也不陌生。不知道大家查詢API的時候怎麼去審視或者分析其中的一個package，每個包最重要的兩個部分就是interfaces和classes，介面代表了它能做什麼，實現類則代表了它如何去做。關注實現類之前，我們應該先理解清楚它的來源介面，不管在j2se還是j2ee中，都應該是這樣。那麼我們先看這三個介面：List、Set、Map。
也許有些人不太熟悉這三個名字，但相信大部分人都熟悉ArrayList，LinkedList，TreeSet，HashSet，HashMap，     Hashtable等實現類的名字。它們的區別也是滿容易理解的，List放可以重複的物件集合，Set放不可重複的物件組合，而Map則放   <Key,Value   > 這樣的名值對，   Key不可重複，Value可以。這裡有幾個容易混淆的問題：

到底Vector和ArrayList，Hashtable和HashMap有什麼區別？
很多面試官喜歡問這個問題，其實更專業一點應該這樣問：新集合框架和舊集合框架有哪些區別？新集合框架大家可以在這些包中找since   jdk1.2的，之前的如vector和Hashtable都是舊的集合框架包括的類。那麼區別是？
a.   新集合框架的命名更加科學合理。例如List下的ArrayList和LinkedList
b.   新集合框架下全部都是非執行緒安全的。建議去jdk裡面包含的原始碼裡面自己去親自看看vector和ArrayList的區別吧。當然如果是jdk5.0之後的會比較難看一點，因為又加入了泛型的語法，類似c++的template語法。

那麼大家是否想過為什麼要從舊集合框架預設全部加鎖防止多執行緒訪問更新到新集合框架全部取消鎖，預設方式支援多執行緒？(當然需要的時候可以使用collections的靜態方法加鎖達到執行緒安全)
筆者的觀點是任何技術的發展都未必是遵循它們的初衷的，很多重大改變是受到客觀環境的影響的。大家知道Java的初衷是為什麼而開發的麼？是為嵌入式程式開發的。記得上一篇講到classLoader機制麼？那正是為了節約嵌入式開發環境下記憶體而設計的。而走到今天，Java成了人們心中為網際網路誕生的語言。網際網路意味著什麼？多執行緒是必然的趨勢。客觀環境在變，Java技術也隨著飛速發展，導致越來越脫離它的初衷。據說Sun公司其實主打的是J2se，結果又是由於客觀環境影響，J2se幾乎遺忘，留在大家談論焦點的一直是j2ee。

技術的細節這裡就不多說了，只有用了才能真正理解。解釋這些正是為了幫助大家理解正在學的和將要學的任何技術。之後講j2ee的時候還會再討論。
多扯句題外話：幾十年前的IT巨人是IBM，Mainframe市場無人可比。微軟如何打敗IBM？正是由於硬體飛速發展，對個人PC的需求這個客觀環境，讓微軟通過OS稱為了第二個巨人。下一個打敗微軟的呢？Google。如何做到的？如果微軟並不和IBM爭大型機，Google藉著網際網路飛速發展這個客觀環境作為決定性因素，避開跟微軟爭OS，而是走搜尋引擎這條路，稱為第3個巨人。那麼第4個巨人是誰呢？很多專家預言將在亞洲或者中國出現，   Whatever，客觀環境變化趨勢才是決定大方向的關鍵。當然筆者也希望會出現在中國，^_^~~

2．   關於Java設計模式
身邊的很多在看GOF的23種設計模式，似乎學習它無論在學校還是在職場，都成了一種流行風氣。我不想列舉解釋這23種Design   Pattern，   我寫這些的初衷一直都是談自己的經歷和看法，希望能幫助大家理解。
首先我覺得設計模式只是對一類問題的一種通用解決辦法，只要是物件導向的程式設計預言都可以用得上這23種。理解它們最好的方法就是親自去寫每一種，哪怕是一個簡單的應用就足夠了。如果程式碼實現也記不住的話，記憶它們對應的UML圖會是一個比較好的辦法，當然前提是必須瞭解UML。
同時最好能利用Java自身的類庫幫助記憶，例如比較常用的觀察者模式，在java.util.*有現成的Observer介面和Observable這個實現類，看看原始碼相信就足夠理解觀察者模式了。再比如裝飾器模式，大家只要寫幾個關於java.io.*的程式就可以完全理解什麼是裝飾器模式了。有很多人覺得剛入門的時候不該接觸設計模式，比如圖靈設計叢書系列很出名的那本《Java設計模式》，作者:   Steven   John   Metsker，大部分例子老實說令現在的我也很迷惑。但我仍然不同意入門跟學習設計模式有任何衝突，只是我們需要知道每種模式的概念的和典型的應用，這樣我們在第一次編寫   FileOutputStream、BufferedReader、PrintWriter的時候就能感覺到原來設計模式離我們如此之近，而且並不是多麼神祕的東西。

另外，在學習某些模式的同時，反而更能幫助我們理解java類庫的某些特點。例如當你編寫原型(Prototype)模式的時候，你必須瞭解的是   java.lang.Cloneable這個介面和所有類的基類Object的clone()這個方法。即深copy和淺copy的區別：
Object.clone()預設實現的是淺copy，也就是複製一份物件拷貝，但如果物件包含其他物件的引用，不會複製引用，所以原物件和拷貝共用那個引用的物件。
深copy當然就是包括物件的引用都一起復制啦。這樣原物件和拷貝物件，都分別擁有一份引用物件。如果要實現深copy就必須首先實現   java.lang.Cloneable介面，然後重寫clone()方法。因為在Object中的clone()方法是protected簽名的，而   Cloneable介面的作用就是把protected放大到public，這樣clone()才能被重寫。

那麼又有個問題了？如果引用的物件又引用了其他物件呢？這樣一直判斷並複製下去，是不是顯得很麻煩？曾經有位前輩告訴我的方法是重寫clone方法的時候直接把原物件序列化到磁碟上再反序列化回來，這樣不用判斷就可以得到一個深copy的結果。如果大家不瞭解序列化的作法建議看一看   ObjectOutputStream和ObjectInputStream

歸根結底，模式只是思想上的東西，把它當成前人總結的經驗其實一點都不為過。鼓勵大家動手自己去寫，例如代理模式，可以簡單的寫一個Child類，   Adult類。Child要買任何東西由Adult來代理實現。簡單來說就是Adult裡的buy()內部實際呼叫的是Child的buy()，可是暴露在main函式的卻是Adult.buy()。這樣一個簡單的程式就足夠理解代理模式的基本含義了。 
################################################################################################################
Java   雜談（三）
        這已經筆者寫的第三篇Java雜記了，慶幸前兩篇一直得到論壇朋友們的支援鼓勵，還望大家繼續指正不足之處。筆者也一直渴望通過這樣方式清醒的自審，來尋找自己技術上的不足之處，希望和共同愛好Java的同仁們一起提高。
        前兩次分別講述了關於jvm、jdk、jre、collection、classLoader和一些Design   Pattern的自我理解。這次仍然不準備開始過渡到j2ee中，因為覺得還有一些瑣碎的j2se的問題沒有總結完畢。
    
          1．   關於Object類理解
        大家都知道Object是所有Java類的基類，   意味著所有的Java類都會繼承了Object的11個方法。建議大家去看看Object的   11個成員函式的原始碼，就會知道預設的實現方式。比如equals方法，預設實現就是用"=="來比較，即直接比較記憶體地址，返回true   或者   false。而toString()方法，返回的串組成方式是??
        "getClass().getName()   +   "@"   +   Integer.toHexString(hashCode())"
        其實不用我過多的解釋，大家都能看懂這個串的組成。接下來再看看hashCode()：
        public   native   int   hashCode()；
      
        由於是native方法，跟OS的處理方式相關，原始碼裡僅僅有一個宣告罷了。我們有興趣的話完全可以去深究它的hashCode到底是由OS怎麼樣產生的呢？但筆者建議最重要的還是先記住使用它的幾條原則吧！首先如果equals()方法相同的物件具有相通的hashCode，但equals   ()物件不相通的時候並不保證hashCode()方法返回不同的整數。而且下一次執行同一個程式，同一個物件未必還是當初的那個hashCode()   哦。
        其餘的方法呢？nofigy()、notifyAll()、clone()、wait()都是native方法的，說明依賴於作業系統的實現。最後一個有趣的方法是finalize()，類似C++的解構函式，簽名是protected，證明只有繼承擴充套件了才能使用，方法體是空的，默示什麼也不做。它的作用據筆者的瞭解僅僅是通知JVM此物件不再使用，隨時可以被銷燬，而實際的銷燬權還是在於虛擬機器手上。那麼它真的什麼也不做麼？未必，實際上如果是執行緒物件它會導致在一定範圍內該執行緒的優先順序別提高，導致更快的被銷燬來節約記憶體提高效能。其實從常理來說，我們也可以大概這樣猜測出jvm做法的目的。

        2．   關於過載hashCode()與Collection框架的關係
筆者曾經聽一位搞Java培訓多年的前輩說在他看來hashCode方法沒有任何意義，僅僅是為了配合證明具有同樣的hashCode會導致equals   方法相等而存在的。連有的前輩都犯這樣的錯誤，其實說明它還是滿容易被忽略的。那麼hashCode()方法到底做什麼用？
      
        學過資料結構的課程大家都會知道有一種結構叫hash   table，目的是通過給每個物件分配一個唯一的索引來提高查詢的效率。那麼Java也不會肆意扭曲改變這個概念，所以hashCode唯一的作用就是為支援資料結構中的雜湊表結構而存在的，換句話說，也就是隻有用到集合框架的   Hashtable、HashMap、HashSet的時候，才需要過載hashCode()方法，
這樣才能使得我們能人為的去控制在雜湊結構中索引是否相等。筆者舉一個例子：
        曾經為了寫一個求解類程式，需要隨機列出1,2,3,4組成的不同排列組合，所以筆者寫了一個陣列類用int[]來存組合結果，然後把隨機產生的組合加入一個HashSet中，就是想利用HashSet不包括重複元素的特點。可是HashSet怎麼判斷是不是重複的元素呢？當然是通過   hashCode()返回的結果是否相等來判斷啦，可做一下這個實驗：
        int[]   A   =   {1,2,3,4};
        int[]   B   =   {1,2,3,4};
        System.out.println(A.hashCode());
        System.out.println(B.hashCode());

        這明明是同一種組合，卻是不同的hashCode，加入Set的時候會被當成不同的物件。這個時候我們就需要自己來重寫hashCode()方法了，如何寫呢？其實也是基於原始的hashCode()，畢竟那是作業系統的實現，   找到相通物件唯一的標識，實現方式很多，筆者的實現方式是：
        首先重寫了toString()方法:
        return     A[0]“+”   A[1]“+”   A[2]“+”   A[3];   //顯示上比較直觀
        然後利用toString()來計算hashCode()：
        return     this.toString().hashCode()；
        這樣上述A和B返回的就都是”1234”，在測試toString().hashCode()，由於String在記憶體中的副本是一樣的，”1234”.hashCode()返回的一定是相同的結果。

        說到這，相信大家能理解得比我更好，今後千萬不要再誤解hashCode()方法的作用。

        3．   關於Class類的成員函式與Java反射機制
        很早剛接觸Java就聽很多老師說過Java的動態執行時機制、反射機制等。確實它們都是Java的顯著特點，執行時載入筆者在第一篇介紹過了，現在想講講反射機制。在Java中，主要是通過java.lang包中的Class類和Method類來實現記憶體反射機制的。
        熟悉C++的人一定知道下面這樣在C++中是做不到的：   執行時以字串引數傳遞一個類名，就可以得到這個類的所有資訊，包括它所有的方法，和方法的詳細資訊。還可以例項化一個物件，並通過查到的方法名來呼叫該物件的任何方法。這是因為Java的類在記憶體中除了C++中也有的靜態動態資料區之外，還包括一份對類自身的描述，也正是通過這描述中的資訊，才能幫助我們才執行時讀取裡面的內容，得到需要載入目標類的所有資訊，從而實現反射機制。大家有沒有想過當我們需要得到一個JavaBean的例項的時候，怎麼知道它有哪些屬性呢？再明顯簡單不過的例子就是自己寫一個JavaBean的解析器：

        a.   通過Class.forName(“Bean的類名”)得到Class物件，例如叫ABeanClass
        b.   通過ABeanClass的getMethods()方法，得到Method[]物件
        c.   按照規範所有get方法名後的單詞就代表著該Bean的一個屬性
        d.   當已經知道一個方法名，可以呼叫newInstance()得到一個例項，然後通過invoke()方法將方法的名字和方法需要用的引數傳遞進去，就可以動態呼叫此方法。

        當然還有更復雜的應用，這裡就不贅述，大家可以參考Class類和Method類的方法。

        4．   坦言Synchronize的本質
        Synchronize大家都知道是同步、加鎖的意思，其實它的本質遠沒有大家想得那麼複雜。宣告Synchronize的方法被呼叫的時候，鎖其實是載入物件上，當然如果是靜態類則是加在類上的鎖，呼叫結束鎖被解除。它的實現原理很簡單，僅僅是不讓第二把鎖再次被加在同一個物件或類上，僅此而已。一個簡單的例子足以說明問題：
        class   A{
synchronized   void   f(){}
void   g(){}
        }

        當A的一個物件a被第一個執行緒呼叫其f()方法的時候，第二個執行緒不能呼叫a的synchronized方法例如f()，因為那是在試圖在物件上加第二把鎖。但呼叫g()卻是可以的，因為並沒有在同一物件上加兩把鎖的行為產生。
        這樣大家能理解了麼？明白它的原理能更好的幫助大家設計同步機制，不要濫用加鎖。

        PS：下篇筆者計劃開始對J2ee接觸到的各個方面來進行總結，談談自己的經驗和想法。希望大家還能一如既往的支援筆者寫下去，指正不足之處。
#############################################################################################################