2025 年最新 40 个 Java 基础核心知识点全面梳理一文掌握 Java 基础关键概念

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简介: 本文系统梳理了Java编程的40个核心知识点,涵盖基础语法、面向对象、集合框架、异常处理、多线程、IO流、反射机制等关键领域。重点包括:JVM运行原理、基本数据类型、封装/继承/多态三大特性、集合类对比(ArrayList vs LinkedList、HashMap vs TreeMap)、异常分类及处理方式、线程创建与同步机制、IO流体系结构以及反射的应用场景。这些基础知识是Java开发的根基,掌握后能为后续框架学习和项目开发奠定坚实基础。文中还提供了代码资源获取方式,方便读者进一步实践学习。

以下是40个Java基础知识点的系统梳理,涵盖语法、面向对象、集合框架、异常处理等核心领域:

一、Java语言基础

  1. JVM、JRE与JDK

    • JVM(Java虚拟机):执行字节码的虚拟计算机
    • JRE(Java运行环境):包含JVM和运行Java程序的核心类库
    • JDK(Java开发工具包):包含JRE和开发工具(如javac、java等)
  2. Java跨平台原理
    一次编译,到处运行:Java程序编译为字节码(.class),由不同平台的JVM解释执行。

  3. 基本数据类型

    • 整数型:byte(8位)、short(16位)、int(32位)、long(64位)
    • 浮点型:float(32位)、double(64位)
    • 布尔型:boolean
    • 字符型:char(16位,Unicode)
  4. 自动装箱与拆箱
    基本数据类型与对应包装类的自动转换,如Integer i = 10;(装箱)和int j = i;(拆箱)。

  5. String、StringBuilder与StringBuffer

    • String:不可变对象,每次操作生成新对象
    • StringBuilder:可变,非线程安全,性能高
    • StringBuffer:可变,线程安全,性能低

二、面向对象编程

  1. 类与对象
    类是对象的模板,对象是类的实例。通过new关键字创建对象。

  2. 访问修饰符

    • private:仅本类可见
    • protected:本类、同包、子类可见
    • public:全局可见
    • 默认(无修饰符):同包可见
  3. 封装
    通过访问控制符隐藏内部实现细节,提供公共方法访问私有属性。

  4. 继承
    子类通过extends关键字继承父类的属性和方法,支持单继承。

  5. 多态
    父类引用指向子类对象,通过方法重写实现不同行为,如Animal a = new Dog();

  6. 方法重载与重写

    • 重载(Overload):同一类中方法名相同,参数列表不同
    • 重写(Override):子类重写父类方法,方法签名相同

三、集合框架

  1. Collection接口
    存储单列数据的根接口,子接口包括List(有序可重复)、Set(无序唯一)。

  2. List实现类

    • ArrayList:动态数组,非线程安全
    • LinkedList:双向链表,适合频繁插入删除
    • Vector:线程安全(已过时,推荐使用Collections.synchronizedList
  3. Set实现类

    • HashSet:基于哈希表,无序
    • TreeSet:基于红黑树,有序(自然排序或自定义排序)
    • LinkedHashSet:基于哈希表和链表,保持插入顺序
  4. Map接口
    存储键值对,实现类包括HashMap(非线程安全)、TreeMap(按键排序)、Hashtable(线程安全)。

  5. 泛型
    参数化类型,如List<String>,提供编译时类型检查,避免类型转换异常。

四、异常处理

  1. 异常体系

    • Throwable是根类,分为Error(系统错误)和Exception(可处理异常)
    • Exception又分为Checked Exception(编译时检查)和RuntimeException(运行时异常)
  2. 异常处理机制

    • try-catch-finally:捕获并处理异常
    • throws:声明方法可能抛出的异常
    • throw:手动抛出异常
  3. 自定义异常
    继承Exception或其子类,创建自定义业务异常。

五、多线程编程

  1. 创建线程的方式

    • 继承Thread类,重写run()方法
    • 实现Runnable接口,重写run()方法
    • 实现Callable接口(有返回值),结合FutureTask使用
  2. 线程生命周期
    新建(New)、就绪(Runnable)、运行(Running)、阻塞(Blocked)、死亡(Terminated)。

  3. 线程同步

    • synchronized关键字:修饰方法或代码块
    • ReentrantLock:显式锁,提供更灵活的锁控制
  4. 线程通信

    • wait()notify()notifyAll():基于对象监视器
    • Condition接口:结合ReentrantLock使用

六、IO流

  1. IO流分类

    • 按方向:输入流(InputStream/Reader)、输出流(OutputStream/Writer
    • 按类型:字节流(处理二进制数据)、字符流(处理文本数据)
  2. 常用IO类

    • 文件操作:FileInputStreamFileOutputStreamFileReaderFileWriter
    • 缓冲流:BufferedInputStreamBufferedReader
    • 对象序列化:ObjectInputStreamObjectOutputStream
  3. 序列化与反序列化
    实现Serializable接口,通过ObjectOutputStreamObjectInputStream实现对象的持久化。

七、反射机制

  1. 反射概念
    在运行时动态获取类的信息(如属性、方法)并操作对象。

  2. 核心类
    ClassFieldMethodConstructor等。

  3. 应用场景
    框架开发(如Spring)、动态代理、注解处理等。

八、注解与泛型

  1. 内置注解

    • @Override:检查方法重写
    • @Deprecated:标记过时元素
    • @SuppressWarnings:抑制编译警告
  2. 自定义注解
    使用@interface定义,结合元注解(@Retention@Target等)指定注解的生命周期和使用范围。

  3. 泛型通配符

    • ? extends T:上界通配符(接受T及其子类)
    • ? super T:下界通配符(接受T及其父类)

九、常用工具类

  1. 日期时间API

    • 旧API:DateCalendar
    • 新API(Java 8+):LocalDateLocalDateTimeDateTimeFormatter
  2. 包装类
    IntegerDoubleBoolean等,提供基本类型与对象的转换。

  3. Math类
    提供数学运算方法,如Math.random()Math.sqrt()等。

  4. Arrays类
    数组操作工具类,提供排序(sort())、查找(binarySearch())等方法。

十、其他基础

  1. 静态关键字

    • static修饰的成员属于类,而非实例
    • 静态代码块在类加载时执行一次
  2. final关键字

    • 修饰类:不可被继承
    • 修饰方法:不可被重写
    • 修饰变量:常量,不可修改
  3. 抽象类与接口

    • 抽象类:包含抽象方法,不能实例化
    • 接口:完全抽象,支持多实现
  4. Java内存区域

    • 堆(Heap):存储对象实例
    • 栈(Stack):存储局部变量和方法调用
    • 方法区:存储类信息、静态变量等
    • 本地方法栈:Native方法调用
    • 程序计数器:记录执行位置

通过系统掌握以上40个知识点,可构建扎实的Java编程基础,为进一步学习框架和高级特性奠定坚实根基。


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代码获取方式
https://pan.quark.cn/s/14fcf913bae6


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