Java幾個重要的關鍵字詳析

1.extends

• 用於類繼承類，用法：class+子類名+extends+父類名+{}

class Animal{}//父類
class cat extends Animal{}//子類用extends實現繼承 

註意：一個類隻能用extends關鍵字聲明繼承一個父類

• 用於接口繼承接口，用法：interface+接口名+extends+接口名+{}

interface Clippers {}
interface Warriors {}
interface Lakers extends Clippers,Warriors {}//接口類用extends關鍵字繼承其他接口（可多個）

註意：

• 接口不能用extends聲明繼承別的類
• 接口隻能用extends聲明繼承別的接口，且可以繼承多個接口
• 當一個類用implements實現瞭一個接口時，不僅要實現該接口的方法，也要實現該接口繼承的接口的方法

2.implements

• 用於聲明一個類實現瞭一個接口類，用法：class+類名+implements+接口名+{}

class Nets implements Clippers,Warriors{}//用implements關鍵字聲明實現瞭兩個接口類

註意：

• 一個普通類可以implements關鍵字聲明實現多個接口，但必須實現所有接口中的所有方法
• 抽象類實現接口，可以不用實現接口的方法（因為抽象類中可以有抽象方法）

• 意義：可以用implements關鍵字聲明實現多個接口來實現類似多繼承

3.final

使用方法：

• 修飾類，使該類不能被繼承
• 修飾方法，使該方法不能被子類重寫 （仍可以被繼承和調用）
• 修飾屬性，使該屬性的值不能被修改（使為常量）
• 修飾局部變量，使該變量不能被修改（局部常量）

使用細節：

final修飾的屬性在定義時必須賦初值，且不能修改，可以在以下位置賦初值

• 定義時（顯示初始化）
• 在構造器中
• 在代碼塊中

static final：全局常量

• 如果final修飾的屬性是靜態（static）的，則不能在構造器中賦初值，原因：靜態屬性要求在類加載時就有初值，而構造器在創建對象時才被調用，所以可能導致調用靜態屬性時沒有創建對象而沒有給靜態屬性賦值
• final不能修飾構造方法，沒有意義
• 被final和static同時修飾的屬性在調用時不會導致類的加載，效率更高

4.native

基本介紹：

native用來修飾方法，被修飾的方法即成為瞭一個Java調用但非Java代碼實現的接口（本地方法） ，該方法在外部可以用任何語言去實現

"A native method is a java method whose implementation is provided by non-java code."

使用方法：

native修飾方法的位置必須在方法返回類型之前，和方法訪問修飾符位置沒有要求，如：public native int hashCode();

native細節：

• native方法沒有方法體，也沒有{}
• 用native修飾後的方法不能用abstract修飾，因為abstract指明該方法無實現體，而native方法是有實現體的，隻是用非Java代碼實現的
• native方法的返回類型可以是任意類型
• 如果一個有native方法的類被繼承，子類會繼承這個native方法，並且可以用java語言重寫

使用JNI(Java Native Interface) 與其他語言交互

JNI是Java平臺的一部分，它允許Java代碼和其他語言寫的代碼進行交互。

使用步驟：

• 編寫帶有native方法的java類，生成.java文件
• 使用javac命令編譯生成.class文件
• 使用javah -jni 類名 生成.h文件
• 使用C/C++（或者其他編程語言）實現native方法，創建.cpp（或其他）文件
• 將C/C++編寫的文件創建動態鏈接庫（生成DLL文件）
• native方法中使用System.loadLibrary()方法加載動態庫，將DLL文件名作為參數傳入，這時候再運行.java程序即可實現對本地方法的調用

詳細步驟參考

native意義：

Java無法直接訪問到操作系統底層（如系統硬件），但通過使用native關鍵字修飾方法可以借用其他的語言來擴展Java程序的功能，提高程序的效率

5.static

修飾變量，成為靜態變量或者類變量

• 使用方法：訪問修飾符+``static``+數據類型+變量名

註意事項：

• 靜態變量會被類的所有對象實例所共享，並且在類加載的時候就會初始化。
• 靜態變量的訪問方法（遵守相關訪問權限）：類名.靜態變量名 或者 對象名.靜態變量名

修飾方法，成為靜態方法或者類方法

• 使用方法：訪問修飾符+``static``+返回數據類型+方法名+{}

註意事項：

• 調用方法（遵守相關訪問權限）：類名.靜態方法名 或者 對象名.靜態方法名
• 靜態方法和普通方法都是隨著類加載而加載，將結構信息存儲在方法區
• 靜態方法中不允許使用this和super關鍵字
• 靜態方法中隻能訪問靜態變量和靜態方法
• 普通方法可以訪問靜態成員和普通成員
• 修飾代碼塊，成為靜態代碼塊：

靜態代碼塊會在類加載時被加載，優先級和靜態屬性一樣，有多個靜態代碼塊和靜態屬性時，初始化順序按定義順序執行

好處：static關鍵字的使用，將類中的一些成員修飾成靜態的，這樣我們不需要創建該類的對象就可以調用該成員，大大提高瞭編程效率

6.transient

基本介紹：

transient用於修飾實現瞭Serilizable接口的類中的成員變量，在該類的實例對象進行序列化處理時，被transient修飾的成員變量不會進行序列化。

使用例子：

import java.io.FileOutputStream;

import java.io.IOException;

import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
public class outStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        String filePath = "d:\Cat.txt";
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(filePath));
        oos.writeObject(new Cat("小花貓", 3));
        oos.close();
    }
}
class Cat implements Serializable {
    private String name;
    private int age; //沒有用transient修飾
    public Cat(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Car{" +

                "name='" + name + ''' +

                ", age=" + age +

                '}';
    }
}
public class inStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        String filePath = "d:\Cat.txt";
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(filePath));
        System.out.println(ois.readObject());
        ois.close();
    }
}

可以在Cat.txt文件內看到兩個成員變量都能被序列化，並且能被反序列化讀出信息。

當小花貓覺得自己的年齡是隱私不想被讀出時，用transient修飾成員變量age:

......
private String name;
private transient int age; //使用transient修飾
......

這時在Cat.txt文件中可以看到隻有name一個成員變量被序列化，反序列化後的成員變量age讀出的是int類型的默認值，說明對於transient修飾的成員變量，在類的實例對象序列化的過程中會被忽略

transient細節

• 對transient修飾的成員變量可以理解為：不會參與進行對象的序列化和反序列化過程，生存周期僅存於調用者的內存而不會寫進磁盤裡進行持久化
• static修飾的成員變量（靜態變量）也是不可序列化的，不論被transient修飾與否

因為序列化是保存的實例對象的狀態，而靜態變量保存的是類的狀態

• transient關鍵字隻能修飾變量，不能修飾方法和類
• transient關鍵字不能修飾局部變量
• 如transient關鍵字修飾的是自定義類的變量，則該類需要實現Serilizable接口

註意：

實現Serilizable接口的類的實例對象是自動進行序列化的，如果序列化對象的類實現的是Externalizable接口，則序列化不會自動進行，需要實現接口內的方法指定要序列化的變量，這時與有無Transient修飾無關

7.synchronized

基本介紹：

關鍵字synchronized可以保證在同一時刻，隻有一個線程可以執行被synchronized修飾的方法或代碼塊

線程同步：

程序中多個線程都要使用同一個方法，而這個方法用synchronized進行瞭修飾，在多個線程調用這個方法時必須遵循同步機制

線程同步機制：

當一個線程使用synchronized修飾的方法時，其他線程想使用這個方法時就必須等待，直到這個線程使用完synchronized方法

synchronized使用方法：

• 普通同步方法：public synchronized void m () {}

public class syn implements Runnable {
    static int i = 0;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        syn test = new syn();
        Thread t1 = new Thread(test);
        Thread t2 = new Thread(test);
        t1.start();
        t2.start();
    }
    public synchronized void increase() {//被synchronized修飾的同步方法
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "調用：" + i++);

    }
    @Override
    public void run() {
        for (int j = 0; j < 100; j++) {
            increase();
        }
    }
}

兩個線程同時調用一個對象的一個同步方法，由於一個對象隻有一把鎖，所以隻有一個線程能夠獲得該對象的鎖，另一個線程無法獲得，就不能調用該對象的synchronized方法，需要等對象被釋放後才能調用。

從運行結果中可以證明線程1搶到瞭鎖，線程0必須等待線程1執行完畢，否則不能訪問該同步方法。

• 靜態同步方法：public static synchronized void m () {}

public class syn implements Runnable {
    static int i = 0;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        syn test = new syn();
        syn test1 = new syn();
        Thread t1 = new Thread(test);//傳入實例對象test
        Thread t2 = new Thread(test1);//傳入實例對象test1
        t1.start();
        t2.start();
    }
    public static synchronized void increase() {//同步靜態方法
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "調用：" + i++);
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int j = 0; j < 100; j++) {
            increase();
        }
    }
}

雖然兩個線程實例化瞭兩個不同的對象，但是synchronized修飾的是靜態方法，兩個線程仍然發生瞭互斥，因為靜態方法是依附與類的而不是對象，線程1先搶到瞭類的鎖，而線程0必須等待線程1執行完畢釋放才能調用同步方法

• 同步代碼塊：synchronized(object) {}

public class syn implements Runnable {
    static Object object = new Object();//共享對象
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        syn test = new syn();
        syn test1 = new syn();
        Thread t1 = new Thread(test);
        Thread t2 = new Thread(test1);
        t1.start();
        t2.start();

    }
    @Override
    public void run() {
        synchronized (object) {//代碼塊用靜態成員變量上鎖
            for (int j = 0; j < 100; j++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "調用第" + j + "次");
            }
        }
    }
}

同步代碼塊用兩個實例變量共享的靜態成員object對象來上鎖，雖然是兩個線程實例化兩個不同的對象，但是對整個syn類來說隻有一個共享的object對象，所以隻有一把鎖，每當有線程來訪問代碼塊時需持有鎖，對象鎖被其他線程持有時需等待。線程1需要等線程0執行完畢才能訪問同步代碼塊

同步的局限性：

由於同步的方法或代碼塊隻能同一時間讓一個線程訪問，所以會導致程序的執行效率降低

盡可能讓synchronized修飾的范圍最小化，來減少互斥對程序執行帶來的影響

8.volatile

基本介紹：

volatile用於修飾變量，用volatile修飾的變量的值被某個線程修改時，會強制將修改的值立即寫入主存中，主存中的值更新會使得緩存中的該變量的值失效，對比與非volatile變量，可能會被其他線程讀取到更新前的值。

使用方法：

//現在有線程1和線程2同時執行下列代碼
int i = 0;
i = i + 1;

執行完畢後預想的結果是 i = 2;但是可能存在這樣一種情況：兩個線程先同時把i的值讀取到自己的工作內存中，然後再分別執行 i = i + 1 的操作，再將結果寫入主存，這樣兩個線程寫入的都是 i = 1，最終 i 的結果是 1 ，而不是 2

但如果 i 是 volatile 修飾的變量就會不一樣瞭，在一個線程修改 i的值後，會立即強制在主存中更新 i 的值，這樣會導致另一個線程的工作內存中 i 的緩存值無效，所以另一個線程再次從主存中讀取新的 i 的值，這樣保證瞭i的值是最新並正確的

並發編程的三大概念：

• 原子性：執行一個操作時，要麼全部步驟執行完畢且不被中斷，要麼就不執行

x = 100;//是原子性操作
y = x;//不是原子性操作，可分解為：1.先讀取x的值    2.將x的值寫入主存
x ++;//不是原子性操作，可分解為：1.讀取x的值    2.進行加一操作    3.寫入主存

• 可見性：多個線程對同一個變量進行操作時，一個線程修改瞭變量的值，其他線程能立即看到修改的值
• 有序性：程序執行的順序按照代碼的先後順序執行

volatile的意義

• 保證瞭不同線程對變量進行修改時的可見性：因為對於volatile變量來說，被修改後新值對其他線程來說是立即可見的
• 保證瞭有序性：volatile禁止瞭指令重排，它能保證在對volatile修飾的變量進行操作時，之前的代碼語句已經全部被執行，並且後面的語句都未執行，但是對其他語句的順序是不做保證的

註意： volatile不能保證原子性,因為不能保證對變量的操作是原子性操作

9.this

• 在方法中修飾屬性，this理解為當前對象，用來區別成員方法和形參，通常省略
• 修飾方法，this理解為當前對象，通常省略；不能在靜態方法中使用
• 調用構造器，在構造器中使用this(形參列表)顯式調用指定的其他構造器
  • 必須在首行調用其他構造器
  • 一個構造器中不能調用多個其他構造器
  • 不能在構造器中調用遞歸調用，不能成環調用

10.super

super可以理解為：父類的

• 修飾屬性：去父類中找對應屬性，用來區分子父類重名的屬性
• 修飾方法：調用重寫之前的方法
• 調用構造器：使用super(形參列表)指定調用父類構造器
  • super(形參列表)必須放在構造器的首行
  • super(形參列表)和this(形參列表)隻能二選一
  • 在構造器首行如果沒有顯式聲明super(形參列表)或this(形參列表)則默認調用父類的空參構造器super()（如果此時父類中沒有空參構造器就會報錯）
• 不能在靜態方法中使用

當一個方法和屬性被static屬性修飾時，這些方法和屬性是優先於對象加載進入內存的，是隨著類的加載而加載的；this是當前對象的引用，super是指父類的引用，當靜態方法加載進內存進棧時，如果在靜態方法中有this和super關鍵字時,this和super也被加載到瞭內存，但是這個時候並沒有對象的引用，this和super沒有初始化，所有編譯會報錯。

10.1.子類對象實例化的過程

11.訪問修飾符

public修飾類：

• 一個類中最多隻能有一個public類，且文件名要和public類一致
• 如果沒有public類，文件名可以任意

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