【Java学习笔记】java.lang包学习

简介: 作者:gnuhpc 出处:http://www.cnblogs.com/gnuhpc/ 1.特性——不用import 2.String String x = "abc"; String x= new String("abc"); 因为public final class java.lang.String; 而String x="The number " + y;中,在JAVA中不管是什么变量或者对象,在对String进行加和时都转化为String。

作者:gnuhpc
出处:http://www.cnblogs.com/gnuhpc/

1.特性——不用import
2.String
String x = "abc"; <=> String x= new String("abc");
因为public final class java.lang.String;
而String x="The number " + y;中,在JAVA中不管是什么变量或者对象,在对String进行加和时都转化为String。
3.Annotation
注解(Annotation) 为我们在代码中添加信息提供了一种形式化的方法,是我们可以在稍后某个时刻方便地使用这些数据(通过解析注解来使用这些数据)。注解的语法比较简单,除了@符号的使用以外,它基本上与java的固有语法一致,java内置了三种注解,定义在java.lang包中。
      @Override  表示当前方法是覆盖父类的方法。
      @Deprecated  表示当前元素是不赞成使用的。
      @SuppressWarnings 表示关闭一些不当的编译器警告信息。
# import java.lang.annotation.Documented; 
# import java.lang.annotation.Inherited; 
# import java.lang.annotation.Retention; 
# import java.lang.annotation.Target; 
# import java.lang.annotation.ElementType; 
# import java.lang.annotation.RetentionPolicy; 
# /*
#  * 元注解@Target,@Retention,@Documented,@Inherited
#  * 
#  *     @Target 表示该注解用于什么地方,可能的 ElemenetType 参数包括:
#  *         ElemenetType.CONSTRUCTOR 构造器声明
#  *         ElemenetType.FIELD 域声明(包括 enum 实例)
#  *         ElemenetType.LOCAL_VARIABLE 局部变量声明
#  *         ElemenetType.METHOD 方法声明
#  *         ElemenetType.PACKAGE 包声明
#  *         ElemenetType.PARAMETER 参数声明
#  *         ElemenetType.TYPE 类,接口(包括注解类型)或enum声明
#  *         
#  *     @Retention 表示在什么级别保存该注解信息。可选的 RetentionPolicy 参数包括:
#  *         RetentionPolicy.SOURCE 注解将被编译器丢弃
#  *         RetentionPolicy.CLASS 注解在class文件中可用,但会被VM丢弃
#  *         RetentionPolicy.RUNTIME VM将在运行期也保留注释,因此可以通过反射机制读取注解的信息。
#  *         
#  *     @Documented 将此注解包含在 javadoc 中
#  *     
#  *     @Inherited 允许子类继承父类中的注解
#  *   
#  */ 
下面是一个使用注解 和 解析注解的实例
package Test_annotation;
import java.lang.reflect.Method;
public class Test_1 {
/*
  * 被注解的三个方法
  */
@Test(id = 1, description = "hello method_1")
public void method_1() {
}
@Test(id = 2)
public void method_2() {
}
@Test(id = 3, description = "last method")
public void method_3() {
}
/*
  * 解析注解,将Test_1类 所有被注解方法的信息打印出来
  */
public static void main(String[] args) {
  Method[] methods = Test_1.class.getDeclaredMethods();
  for (Method method : methods) {
   /*
    * 判断方法中是否有指定注解类型的注解
    */
   boolean hasAnnotation = method.isAnnotationPresent(Test.class);
   if (hasAnnotation) {
    /*
     * 根据注解类型返回方法的指定类型注解
     */
    Test annotation = method.getAnnotation(Test.class);
    System.out.println("Test( method = " + method.getName()
      + " , id = " + annotation.id() + " , description = "
      + annotation.description() + " )");
   }
  }
}
}
输出结果如下:
    Test( method = method_1 , id = 1 , description = hello method_1 )
    Test( method = method_2 , id = 2 , description = no description )
    Test( method = method_3 , id = 3 , description = last method )
4.instrument
使用 Instrumentation,开发者可以构建一个独立于应用程序的代理程序(Agent),用来监测和协助运行在 JVM 上的程序,甚至能够替换和修改某些类的定义。有了这样的功能,开发者就可以实现更为灵活的运行时虚拟机监控和 Java 类操作了,这样的特性实际上提供了一种虚拟机级别支持的 AOP 实现方式,使得开发者无需对 JDK 做任何升级和改动,就可以实现某些 AOP 的功能了。在 Java SE 5 中,Instrument 要求在运行前利用命令行参数或者系统参数来设置代理类,在实际的运行之中,虚拟机在初始化之时(在绝大多数的 Java 类库被载入之前),instrumentation 的设置已经启动,并在虚拟机中设置了回调函数,检测特定类的加载情况,并完成实际工作。但是在实际的很多的情况下,我们没有办法在虚拟机启动之时就为其设定代理,这样实际上限制了 instrument 的应用。而 Java SE 6 的新特性改变了这种情况,通过 Java Tool API 中的 attach 方式,我们可以很方便地在运行过程中动态地设置加载代理类,以达到 instrumentation 的目的。
举例说明:我们想把如下程序中的6改为7
public class HelloWorld {
    public static void main(String arg[]) {
        System.out.println("The number six is 6");
    }
}
那么我们要设定一个Agent,这个类就会attach在主程序上了~
import java.lang.instrument.Instrumentation;
public class MySimpleAgent {
    public static void premain(String agentArgs,Instrumentation inst) {
        inst.addTransformer(new MySimpleTransformer());
    }
}
在这个Agent中有一个MySimpleTransformer类派生出对象作为转换器。我们看看如何定义MySimpleTransformer类。
import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;
import java.lang.instrument.IllegalClassFormatException;
import java.security.ProtectionDomain;
public class MySimpleTransformer implements ClassFileTransformer {
    public byte[] transform(ClassLoader classloader,
                            String classname,
                            Class redefinedclass,
                            ProtectionDomain protectiondomain,
                            byte b[]) throws IllegalClassFormatException {
        if(!classname.endsWith("HelloWorld"))
            return(null);
        String line = "";
        for(int i=0; i<b.length; i++) {
            line += Byte.toString(b[i]) + " ";
            if(line.length() > 60) {
                System.out.println(line);
                line = "";
            }
            if(b[i] == (byte)'6')
                b[i] = (byte)'7';
        }
        System.out.println(line);
        System.out.println("The number of bytes in HelloWorld: " + b.length);
        return(b);
    }
}
使用下列命令创建一个JAR包:
javac *.java 2>&1 | more
jar -cfm MyAgent.jar agentmantext MySimpleAgent.class MySimpleTransformer.class
其中的agentmantext的内容如下:
Premain-Class: MySimpleAgent
而运行方法则如下:
java -javaagent:MyAgent.jar HelloWorld
5.java.lang.ref
Java 2 平台引入了 java.lang.ref 包,其中包括的类可以让您引用对象,而不将它们留在内存中。这些类还提供了与垃圾收集器(garbage collector)之间有限的交互。
先“由强到弱”(只的是和垃圾回收器的关系)明确几个基本概念:
strong references是那种你通常建立的reference,这个reference就是强可及的。这个不会被自动回收。例如:StringBuffer buffer = new StringBuffer();其中这个buffer就是强引用,之所以称为“强”是取决于它如何处理与Garbage Collector的关系的:它是无论如何都不会被回收的。够强的。强引用在某些时候是有个问题的,下边的一个哈希表实例就是很好的说明。而且还有一个问题就是在缓冲上,尤其是诸如图片等大的结构上。我们在内存中开辟一块区域放置图片缓冲,那我们就希望有个指针指向那块区域。此时若是使用强引用则回强迫图片留在内存,当你觉得不需要的时候你需要手动移除,否则就是内存泄漏。
WeakReference则类似于可有可无的东西。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中,一旦发现了只具有弱引用的对象,不管当前内存空间足够与否,都会回收它的内存,说白了就是一个没那么strong要求垃圾回收器将一个对象保留在内存中。不过,由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程,因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。常说的Unreachable和弱引用指代的是一个意思。这可能还是说不清楚,那么我举个例子:
你有一个类叫做Widget,但是由于某种原因它不能通过继承来添加一项功能。当我们想从这个对象中取出一些信息的时候怎么办呢?假设我们需要监视每个Widget的serial Number,但是这个Widget却偏偏没有这个属性,而且还不可继承...这时候我们想到了用HashMaps:serialNumberMap.put(widget, widgetSerialNumber);
这不就截了嘛~表面上看起来是ok的,但是正是Widget这个Strong Reference产生了问题。当我们设定某个Widget的SerialNumber不需要的时候,那么要从这个映射表中除去这个映射对,否则我们就有了内存泄漏或者是出错(移除了有效的SerialNumber)。这个问题听起来很耳熟,是的,在没有垃圾管理机制的语言中这是个常见问题,在JAVA中我们不用担心。因为我们有WeakReference。我们使用内置的WeakHashMap类,这个类和哈希表HashMap几乎一样,但就是在键key的地方使用了WeakReference,若一个WeakHashMap key成为了垃圾,那么它对应的入口就会自动被移除。这就解决了上述问题~
SoftReference则也类似于可有可无的东西。如果内存空间足够,垃圾回收器就不会回收它,如果内存空间不足了,就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它,该对象就可以被程序使用。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。弱引用与软引用的区别在于:具有WeakReference的对象拥有更短暂的生命周期。或者说SoftReference比WeakReference对回收它所指的对象不敏感。一个WeakReference对象会在下一轮的垃圾回收中被清理,而SoftReference对象则会保存一段时间。SoftReferences并不会主动要求与WeakReference有什么不同,但是实际上SoftReference对象一般在内存充裕时一般不会被移除,这就是说对于创建缓冲区它们是不错的选择。它兼有了StrongReference和WeakReference的好处,既能停留在内存中,又能在内存不足是去处理,这一切都是自动的!
PhantomReference为"虚引用",顾名思义,就是形同虚设,与其他几种引用都不同,虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用,那么它就和没有任何引用一样,在任何时候都可能被垃圾回收,也就是说其get方法任何时间都会返回null。虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收的活动。其必须和引用队列(ReferenceQueue)联合使用,这是与弱引用和软引用最大的不同。WeakReference是在垃圾回收活动之前将对象入队的,理论上讲这个对象还可以使用finalize()方法使之重生,但是WeakReference仍然是死掉了。PhantomReferences对象是在对象从内存中清除出去的时候才入队的。也就是说当垃圾回收器准备回收一个对象时,如果发现它还有虚引用,就会在回收对象的内存之前,把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。程序可以通过判断引用队列中是否已经加入了虚引用,来了解被引用的对象是否将要被垃圾回收。程序如果发现某个虚引用已经被加入到引用队列,那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取必要的行动。它限制了finalize()方法的使用,更安全也更高效。
我们看看这个包给我们提供了什么类?
WeakReference 类
WeakReference weakref = new WeakReference(ref);
这样 weakref 就是 ref 指向对象的一个 weak reference。要引用这个 weak reference 指向的对象可以用 get 方法。把对象的 weak reference 放入 Hashtable 或者缓存中,当没有 strong reference 指向他们的时候,对象就可以被垃圾收集器回收了。实际上,有一个 WeakHashMap 就是专门做这个事的。一旦WeakReference使用get方法返回null的时候,它指向的对象已经变成了垃圾,这个weakref对象也没什么用处了。这就需要有一些清理工作了。而ReferenceQueue类就是做这个的,要是你向ReferenceQueue类传递了一个WeakReference的构造方法,那么当引用所指的对象成为垃圾时,这个引用的对象就会被自动插入到这个引用队列中。你可以在一定时间间隔内处理这个队列。
SoftReference 类
可用来实现智能缓存(java.lang.ref.SoftReference is a relatively new class, used to implement smart caches.)假定你有一个对象引用,指向一个大数组:
Object obj = new char[1000000];
并且如果可能的话,你打算一直保存这个数组,但是如果内存极其短缺的话,你乐于释放这个数组。你可以使用一个
soft reference:
SoftReference ref = new SoftReference(obj);
Obj是这个soft reference的引用。在以后你用以下的方式检测这个引用:
if (ref.get() == null)// (referent has been cleared)
else// (referent has not been cleared)
如果这个引用已经被清除了,那么垃圾回收器会收回它所使用的空间,并且你缓存的对象也已经消失。需要注意的是,如果这个指示物还有对它的别的引用,那么垃圾回收器将不会清除它。这个方案可以被用来实现各种不同类型的缓存,这些缓存的特点是只要有可能对象就会被一直保存下来,但是如果内存紧张对象就被清除掉。
注意:软引用可以和一个引用队列(ReferenceQueue)联合使用,如果软引用所引用的对象被垃圾回收,Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。
PhantomReference 类

举个例子:
import java.lang.ref.*;
public class References {
  public static void main(String[] args) {
    Object weakObj, phantomObj;
    Reference ref;
    WeakReference weakRef;
    PhantomReference phantomRef;
    ReferenceQueue weakQueue, phantomQueue;
    weakObj    = new String("Weak Reference");
    phantomObj = new String("Phantom Reference");
    weakQueue    = new ReferenceQueue();
    phantomQueue = new ReferenceQueue();
    weakRef    = new WeakReference(weakObj, weakQueue);
    phantomRef = new PhantomReference(phantomObj, phantomQueue);
    // Print referents to prove they exist.  Phantom referents
    // are inaccessible so we should see a null value.
    System.out.println("Weak Reference: " + weakRef.get());
    System.out.println("Phantom Reference: " + phantomRef.get());
    // Clear all strong references
    weakObj    = null;
    phantomObj = null;
    // Invoke garbage collector in hopes that references
    // will be queued
    System.gc();
    // See if the garbage collector has queued the references
    System.out.println("Weak Queued: " + weakRef.isEnqueued());
    // Try to finalize the phantom references if not already
    if(!phantomRef.isEnqueued()) {
      System.out.println("Requestion finalization.");
      System.runFinalization();
    }
    System.out.println("Phantom Queued: " + phantomRef.isEnqueued());
    // Wait until the weak reference is on the queue and remove it
    try {
      ref = weakQueue.remove();
      // The referent should be null
      System.out.println("Weak Reference: " + ref.get());
      // Wait until the phantom reference is on the queue and remove it
      ref = phantomQueue.remove();
      System.out.println("Phantom Reference: " + ref.get());
      // We have to clear the phantom referent even though
      // get() returns null
      ref.clear();
    } catch(InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      return;
    }
  }
}
5.java.lang.reflect
可以让你从public的方法和变脸中获取信息,称为reflect是因为Java称之为reflective,本来用来设计优化器和调试器的,可以使用getclass()方法得到相关类。getFields()方法使我们能得到其中的一些变量信息。而getMethods()方法则得到类的相关方法信息。getInterfaces()方法可以得到相关接口信息。
例如:
import java.lang.reflect.Field;
public class FieldList {
    public int x;
    public double y;
    public static void main(String arg[]) {
        FieldList flist = new FieldList();
        Class thisClass = flist.getClass();
        Field field[] = thisClass.getFields();
        for(int i=0; i<field.length; i++)
            System.out.println(field[i]);
    }
}
-------------------------------------
import java.lang.reflect.Method;
public class MethodList {
    public static void main(String arg[]) {
        MethodList mlist = new MethodList();
        Class mlistClass = mlist.getClass();
        Method method[] = mlistClass.getMethods();
        for(int i=0; i<method.length; i++)
            System.out.println(method[i]);
    }
    public double sum(int x,float y) {
        return((double)(x + y));
    }
}
----------------------------------------
import javax.swing.event.ChangeListener;
import javax.swing.event.ChangeEvent;
import java.awt.event.ItemListener;
import java.awt.event.ItemEvent;
public class InterfaceList implements ChangeListener, ItemListener {
    public static void main(String arg[]) {
        InterfaceList ilist = new InterfaceList();
        Class thisClass = ilist.getClass();
        Class iface[] = thisClass.getInterfaces();
        for(int i=0; i<iface.length; i++)
            System.out.println(iface[i]);
    }
    public void stateChanged(ChangeEvent e) {
    }
    public void itemStateChanged(ItemEvent e) {
    }
}
----------------------------------
import java.lang.reflect.Modifier;
import java.lang.reflect.Constructor;
public class ModifierList {
    public ModifierList() {
    }
    public static void main(String arg[]) {
        ModifierList mlist = new ModifierList();
        Class mlistClass = mlist.getClass();
        Constructor constructor[] = mlistClass.getConstructors();
        int mod = constructor[0].getModifiers();
        System.out.println("The constructor is:");
        if(Modifier.isAbstract(mod))
            System.out.println("abstract");
        else
            System.out.println("not abstract");
        if(Modifier.isFinal(mod))
            System.out.println("final");
        else
            System.out.println("not final");
        if(Modifier.isInterface(mod))
            System.out.println("interface");
        else
            System.out.println("not interface");
        if(Modifier.isNative(mod))
            System.out.println("native");
        else
            System.out.println("not native");
        if(Modifier.isPrivate(mod))
            System.out.println("private");
        else
            System.out.println("not private");
        if(Modifier.isProtected(mod))
            System.out.println("protected");
        else
            System.out.println("not protected");
        if(Modifier.isPublic(mod))
            System.out.println("public");
        else
            System.out.println("not public");
        if(Modifier.isStatic(mod))
            System.out.println("static");
        else
            System.out.println("not static");
        if(Modifier.isStrict(mod))
            System.out.println("strict");
        else
            System.out.println("not strict");
        if(Modifier.isSynchronized(mod))
            System.out.println("synchronized");
        else
            System.out.println("not synchronized");
        if(Modifier.isTransient(mod))
            System.out.println("transient");
        else
            System.out.println("not transient");
        if(Modifier.isVolatile(mod))
            System.out.println("volatile");
        else
            System.out.println("not volatile");
    }
}
--------------------------------------------------
6.java.lang.management
你可以看看JVM是怎么处理内存的。JVM处理内存分为两部分:
Heap堆,加载类和对象的,这个就是垃圾回收器作用的地方。
Non-Heap,有些Garbage Collector也作用于此。
看下边这个例子:
import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.lang.management.MemoryMXBean;
import java.lang.management.MemoryUsage;
public class ShowMemory {
    static String x;
    public static void main(String arg[]) {
        ShowMemory sm = new ShowMemory();
        sm.show();
        x = "";
        for(int i=0; i<1000; i++)
            x += " string number " + i;
        sm.show();
        x = null;
        sm.show();
        MemoryMXBean mem = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
        mem.gc();
        sm.show();
    }
    void show() {
        MemoryMXBean mem = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
        MemoryUsage heap = mem.getHeapMemoryUsage();
        System.out.println("Heap committed=" + heap.getCommitted() +
                            " init=" + heap.getInit() +
                            " max=" + heap.getMax() +
                            " used=" + heap.getUsed());
    }
}
还可以支持你看看系统信息:
import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.lang.management.OperatingSystemMXBean;
public class ShowSystem {
    public static void main(String arg[]) {
        OperatingSystemMXBean op = ManagementFactory.getOperatingSystemMXBean();
        System.out.println("Architecture: " + op.getArch());
        System.out.println("Processors: " + op.getAvailableProcessors());
        System.out.println("System name: " + op.getName());
        System.out.println("System version: " + op.getVersion());
        System.out.println("Last minute load: " + op.getSystemLoadAverage());
    }
}
还可以知道编译信息、类加载信息、JVM的信息、线程信息。

作者:gnuhpc
出处:http://www.cnblogs.com/gnuhpc/


               作者:gnuhpc
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