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Chp1 Hello World!

本章是全书的第一章，本章会向你介绍开始学习 Java 之前的准备知识。

1 Java 语言介绍

1.1 Java 语言的历史

前部分是发展史，本人目前看不懂

那么，Java 语言究竟有什么魔力，能够在众多语言中脱颖而出，成为世界第一大语言呢？

主要源于下面的一些语言特性：

• 纯面向对象：

相对于另一种面向对象的语言 C++，Java 语言是一种非常纯粹的面向对象的语言。对于 C++而言，写程序除了可以使用面向对象的方式之外，还可以采用面向过程、面向模板等多种方式；而相对的，Java 语言只能采用面向对象的方式进行编程。

• 简单 VS 复杂

  由于 Java 语言相对 C++来说是一种纯粹的面向对象的语言，因此 Java 语言在理解和学习方面，都要比 C++语言更简单。
  Java 的简单性，指的是 Java 语言的这种特点：

  1. Java 语言本身的特点非常简单，没有复杂和晦涩的语法细节；
  2. Java 语言倾向于让程序员能够简洁清晰的完成任务。

  而 Java 语言同时也是复杂的，体现在：

  1. 虽然 Java 语言本身非常简单，但是它有大量强大而扎实的类库，这些类库极大的丰富了 Java 语言的特性；
  2. Java 语言最主要的阵地是企业级应用，这种应用本身，由于涉及到多线程、分布式、数据库、网络等各种各样的领域，因此，需求非常复杂。为了应对这种复杂的需求，Java 语言也提供了各种对应的特性，因此从这个角度来看，Java 语言是复杂的。或许，我们可以拿一句英语来总结 Java 语言的简单和复杂：“Simple thing should be simple, Complex thing should be possible”。

• 开放性

Java 语言是一种开放的语言。这种开放集中体现在 Sun 公司：Sun 公司已经对 Java 语言开源，任何人都可以读到 Java 语言的代码；Sun 公司接受任何人提交的 JSR，也就是说，任何程序员都可以对 Java 语言未来的发展提出自己的开发和建议；Sun 公司提供了 Java 语言的免费下载。
现在，Java 社区有大量开源、免费的东西可供下载和使用，这在一定程度上也帮助了Java 语言的发展和推广。

• 跨平台性

这是溶入 Java 血液中的一个机制。这个机制决定了，运行 Java 可以在各种平台上面，包括常见的桌面 Windows 系统，也包括企业级应用需要的 Unix 系统。这意味着 Java 语言既能够轻快的在桌面上运行，也能够扎实稳定的在企业级操作系统中运行。这种在不同平台下运行的能力使 Java 语言在企业级应用中有着深远的影响。

1.2 Java 语言的运行机制

1. 首先，我们简单介绍一下什么是计算机语言。对于计算机来说，真正能够直接执行的是所谓的“计算机指令”。这种计算机指令，一方面跟操作系统有关系，也就是说，Windows系统和 Linux 系统下的指令不同；另一方面，也跟计算机的硬件有关系，不同的 CPU 具有不同的指令集。

2. 直接操作计算机指令，使用的是机器语言以及汇编语言。然而，对于程序员来说，直接使用汇编语言来编写程序，开发起来非常的慢，也非常的辛苦。为了能让程序开发的速度提升，我们设计出了计算机高级语言。

3. 所谓的计算机高级语言，实际上指的：人为的规定一些语法。然后，在遵循这些语法的
   前提下，写出一个文本文件，最后利用某种方式，把文本文件转化为机器指令进行执行。我
   们现在所谓的编程，往往指的就是编写文本文件的这个部分。这个文本文件一般我们称之为
   源文件。

4. 那么，应当如何把一个源文件转化为机器指令进行执行呢？在现代计算机语言中，主要
   有两种方式：一种是编译型，一种是解释型。

5. 什么叫编译型语言呢？这指的是，通过一个编译器软件，把源文件转化为可执行文件。
   可执行文件的内容，就是一些机器指令，以及相关的一些数据。在 Windows 中，可执行文
   件往往以.exe 作为后缀名。在执行程序的时候，不需要源代码文件，只需要可执行文件即可。
   示意如下：

源文件 -- 编译器--> 可执行文件 运行可执行文件 --> 机器指令

• 与编译型语言相对的是解释型语言。解释型语言需要一个解释器软件，这个软件会读源
  文件，在读文件的过程中，同时完成将源文件内容翻译成机器指令以及执行的过程。换句话
  说，解释器将读取源文件、翻译成机器指令、执行指令这三步同时完成。示意如下：

文本文件 ---解释器-> 直接翻译成机器指令

• 由上可知，编译型语言在将源文件编译成可执行文件之后，运行程序只需要可执行文件，
  不再需要重复编译的过程。而解释型语言每次运行时必须重复翻译源文件，因此从运行效率
  上来说，解释型语言远远不如编译型语言。

• 当然，解释型语言也有自己的优势：跨平台性较好。由于编译型语言运行时只需要可执
  行文件，而可执行文件又与平台紧密相连，这也就意味着，对于不同的平台，必须要有不同
  的可执行文件才行。而相对而言，解释型语言就没有这么麻烦，对于不同的平台，只需要有
  不同的解释器就可以了，源代码几乎不用进行修改。

• 而 Java 语言，则兼具有编译型和解释型两种语言的特点：Java 语言运行时，采用的是
  先编译、后解释的方式运行。

• 首先，Java 源代码要写在后缀名为.java 的源文件中。然后，通过一个编译器，编译生
  成.class 文件，这个文件被称为“二进制字节码文件”。

• 而.class 文件并不能够直接在机器上执行。执行.class 文件，需要一个解释器，这个解释
  器会把.class 中的指令翻译成真正机器上的指令。也就是说，需要解释执行.class 文件。

• 示意如下：

.java 源文件 -- 编译 --> .class 字节码文件 -- 解释执行 --> 真正的机器指令

• 字节码文件是平台中立的，也就是说，运行在不同平台上的.class 文件内容相同，与所
  在平台无关。

• 那么.class 文件中保存的是什么内容呢？这个文件中保存的也是计算机指令，所不同的
  是，这些计算机指令不是真实计算机所拥有的指令，而是一些虚拟的指令。在解释执行.class
  文件的指令时，为了能让这些虚拟的计算机指令能够转换成真正的计算机指令，我们需要一
  个 Java 虚拟机（Java Virtual Machine，简称 JVM）。

• JVM 事实上是一个软件,这个软件为 Java 程序模拟出一个统一的运行环境。Java 程序只
  需要适应这个虚拟的环境，而与底层真正的硬件环境及操作系统环境无关。换句话说，JVM
  的作用在于，它屏蔽了底层不同平台的差异。

• Java 虚拟机接收.class 文件中的虚拟指令，这些指令很类似于真正的汇编语言指令，但
  这些指令与底层的操作系统平台和硬件平台无关，完全是另外设计出的一套独立体系。而不
  同平台下的 Java 虚拟机，在执行时，会把.class 文件中的虚拟机指令翻译成对应平台上真正
  的计算机指令。因此，我们可以修改上面的示意如下：
  .java 源文件 -- 编译 --> .class 字节码文件 –在 JVM 中解释执行--> 真正的机器指令

• Java 语言这种“先编译，后解释”的运行机制，使得其同时拥有了编译型语言的高效性
  和解释型语言的跨平台性，Sun 公司给出了最好的注解：“Write once , run anywhere”

1.3 JRE 与 JDK

• 如果一个程序员要发布 Java 程序，一般来说，会发布.class 文件。而如果要运行 Java
  程序，同样指的是运行.class 文件。因此，运行 Java 程序，只需要 Java 虚拟机和解释器就可
  以运行。即 JRE，也就是 Java Runtime Environment 的缩写，指的是 Java 的运行环境。包括
  JVM 和 Java 解释器。
• 但是仅仅有 JRE，只能是完成.从 class 文件到真正的机器指令这一步，而无法把一个源
  文件编译成一个.class 文件。在 Sun 公司的网站上，有一个术语叫做 JDK。所谓的 JDK，指
  的是 Java Development Kit，Java 开发工具包。从内容上说，

JDK = JRE + 工具（编译器、调试器、其他工具„„） + 类库

Chp2 Java 语言基础

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索引

什么是索引

索引就是通过事先排好序，从而在查找时可以应用二分查找等高效率的算法。
一般的顺序查找，复杂度为O(n)，而二分查找复杂度为O(log2n)。当n很大时，二者的效率相差及其悬殊。

数据查询方式

不管数据表有无索引，首先在SGA的数据缓冲区中查找所需要的数据，如果数据缓冲区中没有需要的数据时，服务器进程才去读磁盘。
1、无索引，直接去读表数据存放的磁盘块，读到数据缓冲区中再查找需要的数据。
2、有索引，先读入索引表，通过索引表直接找到所需数据的物理地址，并把数据读入数据缓冲区中

集合

集合分类.png

• Connection都实现了Iterator接口。
  • List:有序可以重复的集合

    • Arraylist: 底层数据结构是数组，查询快，增删慢;线程不安全，效率高.数组的特性是可以使用索引的方式来快速定位对象的位置,因此对于快速的随机取得对象的需求,使用ArrayList实现执行效率上会比较好.

    • LinkedList: 底层数据结构是链表，查询慢，增删快;线程不安全，效率高LinkedList是采用链表的方式来实现List接口的,它本身有自己特定的方法，如: addFirst(),addLast(),getFirst(),removeFirst()等. 由于是采用链表实现的,因此在进行insert和remove动作时在效率上要比ArrayList要好得多!适合用来实现Stack(堆栈)与Queue(队列),前者先进后出，后者是先进先出.

  • set
    • hashset和treeset 底层都是实现了hashmap和treemap
• map

  • hashmap：

    • AbstractMap抽象类：(HashMap继承AbstractMap)覆盖了equals()和hashCode()方法以确保两个相等映射返回相同的哈希码。如果两个映射大小相等、包含同样的键且每个键在这两个映射中对应的值都相同，则这两个映射相等。映射的哈希码是映射元素哈希码的总和，其中每个元素是Map.Entry接口的一个实现。因此，不论映射内部顺序如何，两个相等映射会报告相同的哈希码。

  • treemap

    • SortedMap接口：（TreeMap继承自SortedMap）它用来保持键的有序顺序。SortedMap接口为映像的视图(子集)，包括两个端点提供了访问方法。除了排序是作用于映射的键以外，处理SortedMap和处理SortedSet一样。添加到SortedMap实现类的元素必须实现Comparable接口，否则您必须给它的构造函数提供一个Comparator接口的实现。TreeMap类是它的唯一一份实现。