簡介

本文是筆者對《JAVA編程思想》的學習筆記，以自己的思維理解來寫下這篇文章，盡可能地簡練，易懂，本文將隨本人學習進度實時更新

物件導論

抽象程序

匯編語言是對底層機器碼的抽象，而面向程序的語言是對匯編語言的抽象，這些語言在解決問題時都是基于計算機的結構，而不是需要解決的問題的結構來考慮的，而面向物件的編程中，可以把每個物件看作是一臺微型計算機——它具有自己的屬性和方法(類似現實世界的特征與行為)，

1. 萬物皆為物件
2. 程式是物件的集合，它們互相發送訊息(或者說發送呼叫請求)來告知彼此需要做的，
3. 每個物件都有自己的由其他物件所構成的存盤，
   • 也即當前物件是由其他物件的組成的,它的屬性可以是其他類的物件，以此組合成一個更為復雜的物件，EX.房子物件中含有椅子物件、電視物件等，
4. 每個物件都有它的型別
   • 也即物件是某個類(class)的實體(instance)
5. 某一特定型別的所有物件都可以接受同樣的資訊，
   • 同一類的物件能接受相同的方法呼叫，

綜上，每一個物件都有其獨立內部資料(也即屬性或狀態)和方法，在記憶體里都分配著唯一的地址，彼此區分，

每個物件都有一個介面

所有的物件都是唯一的，但這些具有相同特性和行為的物件可以被歸屬于一個類(class)^[1]，這樣做的好處就是你可以通過自定義類來解決對應問題，而不用拘泥于編譯器中的基本型別(比如資料型別)，編譯器對你所自定義的類會像處理內置型別一樣對待，而且一旦這個類被創建，你可以隨心所欲地創建任意多個物件，介面(interface)確定了對某一特定物件所能發出的請求(或者說方法呼叫)，這個程序可以描述為:向某個物件"發送訊息"(產生請求)，該物件執行對應的程式代碼(方法)

每個物件都提供服務

將物件想象成一種"Service Provider"服務提供者，程式本身通過呼叫其他物件提供的服務來向用戶提供服務，這樣有助于提高物件的內聚性，高內聚是軟體設計的基本質量要求之一，不要試圖將太多的功能方法塞在一個物件中，而要分解性地看待問題，

被隱藏的具體實作

把程式員按照角色分成類的創建者(那些創建新的資料型別的程式員)和客戶端程式員(那些在其應用中使用資料型別的類消費者)，類創建者的目標是構建類，這些類只對客戶端程式員暴露必須的部分而隱藏其他部分，這樣做約束客戶端程式員，防止其改動物件內部脆弱的部分以減少程式BUG，而客戶端程式員的目的就是呼叫各種用于實作特定目的類的物件來組合成新的類，

這里涉及了一個概念——訪問控制，訪問控制優勢如下:

1. 讓客戶端程式員無法觸及他們不該觸及的部分——這些部分對資料型別的操作是必需的但不是客戶端程式員解決特定問題所需的介面，
2. 讓客戶端程式員輕松看出來哪些東西對他們是重要的，哪些可以忽略，
3. 允許庫的設計者修改類內部的作業方式而不用擔心影響到客戶端程式員，也就是說可以優化一些演算法使程式運行更流暢而不影響到實際使用，

復用具體實作

復用可以表現為：一個類創建多個物件；也有在一個類中使用另一個類的物件，

組合：新的類可以由任意數量、任何型別的其他物件以任意形式組合起來以實作新類想要實作的功能，組合常常被視作擁有(has-a)關系,在創建一個新的類的時候，我們更應該考慮使用組合而不是繼承

繼承

當你要創建的新類與原來的類比較，只是功能上的擴充或者修改的時候，建議使用繼承，繼承的特點是

1. 當父類修改后，子類也會反映這些變動，
2. 子類與父類具有相同的型別，
3. 子類繼承父類的所有屬性與方法，
4. 可以通過在子類中新增方法或者覆寫原父類的方法來達成差異性，
5. 在java中使用單根繼承，且所有的類都繼承自終極基類Object，這使得垃圾回收變得容易

前期系結：在非面向物件的編程中，編譯器產生的函式呼叫會引起所謂的前期系結，即程式執行前進行系結，在出現函式呼叫的時候，會產生對具體函式名字的參考，就會把執行邏輯直接決議到這個方法的絕對地址上，在JAVA中final,static,private,構造方法,成員變數(包括非靜態和靜態)也都屬于前期系結，

后期系結：程式在運行前，虛擬機并不知道類的型別，運行時根據物件的型別進行系結，后期系結中虛擬機通過給物件中安置某種"配置資訊"，然后利用該段資訊，虛擬機計算出該物件的方法地址，然后呼叫，實作型別的識別和方法的呼叫，在C++中需要通過關鍵字virtual來使用這一特性，但在JAVA中，動態系結是默認行為

轉型(cast)：把匯出類(子類)看作是基類(父類)的程序叫向上轉型(upcasting)，反之則叫向下轉型

[例] Circle有area()方法,Rectangle也有area()方法，當我們想要使用列印面積方法printArea(Shape shape)時可以將Circle和Rectangle都向上轉型為Shape類，這樣我們不需要關心具體實作也無需在函式內判斷這些形狀，編譯器會處理好相關細節

引數化型別(泛型)

當使用向下轉型時，虛擬機在運行時會進行檢查，占用額外的運行時間，而且向下轉型是及其危險的，如果轉型出錯，會報運行時例外，當我們創建一個容器，能讓虛擬機知道自己所要保存的物件的型別，不需要向下轉型也能達成目的，我們稱這一解決方案為引數化型別機制，在java里也叫泛型，泛型會在編譯時進行檢查，

物件的生命周期

C++為了追求效率與執行速度，物件的存盤空間和生命周期可以在撰寫程式的時候確認，可以通過把物件放在堆疊或者靜態區域來實作，這樣雖然有價值，但也失去了靈活性，所以在java中采用了第二種方式——動態記憶體分配方式，不同于在堆上創建物件，編譯器對生命周期一無所知，JAVA允許在堆疊上創建物件，使得編譯器可以確認物件的存活時間，并依此自動銷毀物件，JAVA提供了被稱為“垃圾回識訓制”的機制，它可以自動得知物件的生命周期，并在不用的時候銷毀它，這減少了代碼量也避免了隱性的記憶體泄漏問題，

例外處理：處理錯誤

例外處理雖然不是面向物件的特征，但在JAVA里內置了例外處理，而且強制你必須使用，如果你沒有撰寫正確處理例外的代碼，在編譯時會報錯，例外表現為一種物件，它可以從錯誤發生地拋出，并被專門處理的例外處理器“捕獲”，不再是只能退出程式，你可以經常進行校正，并恢復程式的執行，

并發編程

把問題拆分成多個可獨立運行的部分，從而提高程式的回應能力，這樣的概念稱之為“并發”，彼此獨立運行的部分叫做“執行緒”，處理的時候有一個隱患“共享資源”，當多個執行緒訪問同一資源的時候會出問題，所以JAVA執行緒在使用某一共享資源時鎖定，防止其他任務訪問使用，

Java與Internet

1. 客戶/服務器計算技術

它的核心思想就是，在中心位置有個中央資訊存盤池(central repository of information)用于存盤資料，你可以根據需要把它發布出去提供給多個資訊消費者，資訊存盤池、用于發布資訊的軟體以及資訊與軟體所存在的硬體服務器或機群被總稱為服務器，而安裝在用戶機器上的軟體與服務器進行通信，獲取并處理資訊，然后將之顯示在客戶機的用戶機器上，

為了減輕服務器負載，我們通常會將盡可能多的任務分配給客戶機或者中間件(服務端的其他機器)處理，

2. WEB是一臺巨型服務器

Web實際上是一個巨型的Client/Server系統，最初Web是單向地找服務器要檔案，發展到后面，人們需要更完整的C/S服務器功能，比如需要向服務器端發送一些表單資料，或者查詢資料庫等等，

Web瀏覽器有這樣一個概念：一段資訊可以在不經過處理的情況下在任何計算機上顯示出來，但是早期，瀏覽器只是一個觀察器，無法做任何計算處理，這使得服務器端性能很吃緊，所以為了解決這一問題，通過引入在客戶端中運行程式的能力，這被稱之為“客戶端編程”，

3. 客戶端編程

最初，互動性內容完全由服務器提供，客戶端瀏覽器只能解釋并顯示服務器產生的靜態頁面，最基本的超文本標記語言HTML(HyperText Markup Language)包含最簡單的資料收集機制——表單：文本輸入框、復選框、單選框、串列和提交按鈕等，這種提交動作通過Web服務器的通用網關介面(Common Gateway Interface,CGI)傳遞，傳統的Web瀏覽器甚至不能流暢地看動圖，因為圖形互動格式(Graphic Interchange Format,GIF)的檔案必須在服務器創建每個圖形版本然后再逐幀發給客戶端，這就很難受，于是就提出了客戶端編程，

• 插件：這是指將一段代碼插入到瀏覽器的適當位置，以此來給瀏覽器添加一些新的功能，它允許專家級程式員不需要經過瀏覽器廠商的許可，開發某種語言的擴展，創建新的客戶端編程語言，但是撰寫插件不是一件簡單的事情，
• 腳本語言：插件引起了腳本語言的開發，程式員只需要將需要在客戶端運行的源代碼嵌入到HTML頁面中就行了，當然，這也使得原始碼會暴露給任何人瀏覽或竊取，所以通常我們不會使用腳本語言做復雜的事情，其中JavaScript語言是個典型(之所以這樣命名是為了碰瓷當時如日中天的Java語言)，起初各個Web瀏覽器廠商還是用彼此相異的方式來解釋執行JS的，后面以ECMAScript的形式實作對JS的支持，各個廠商開始費勁地支持這一標準化，得益于JS的垃圾錯誤處理機制，JS難用的一批，直到近些年才有牛皮的大佬寫出真正復雜的代碼，JS通常用于創建豐富的互動性圖形化用戶界面(Graphic User Interface,GUI),但其實，腳本語言可以解決客戶端編程中遇到的80%的問題，所以如果你的問題恰好在這個范圍內，建議你使用腳本語言這種更容易、快捷的開發方式，而不是Java這種復雜的東西，
• Java：腳本語言可以解決掉80%，剩下20%的硬骨頭建議用Java來啃，因為Java是功能強大、安全、跨平臺、國際化的編程語言，他可以很優雅地處理并發、資料庫訪問、網路編程和分布式計算，Java是通過applet與Java Web Start來進行客戶端編程的，applet可以理解為一個附著在瀏覽器的小程式，當applet被激活時，他向服務器提出需要執行一個程式，然后服務器自動下發最新版程式，交給瀏覽器執行(前提是瀏覽器有內置的Java解釋器)，又由于Java是一種成熟的編程語言，所以它可以執行一些復雜的校驗表單操作并迅速標出錯誤資料，不用再等服務器標記并傳回圖片了，這就提高了回應速度，降低網路擁塞，
• 備選方案：由于需要安裝Java運行時環境"JRE"對于當時的用戶來說，占帶寬、麻煩，IE并沒有內置JRE，所以在當時并未得到廣泛的運用，所以當時受Micro公司的Flex支持的Flash在98%的瀏覽器上都可以使用，安裝更新都很便捷，ActionScript也是基于ECMAScript的，所以這是一個不錯的備選方案，
• .NET與C#.NET平臺大致相當于java虛擬機(JVM,即執行Java程式的平臺)，除了只支持Widows外，C#充分吸收了Java的優點，又改進了Java的一些做的不夠好的地方，這使得Java開始重視這一競爭對手，并在之后的java SES中做出了重大改進，.NET也提出開始支持在Linux上運行，
  4.服務端編程

大多數應用情形都是——客戶端向服務端發送一個“請給我一個檔案”的請求，諸如請求HTML頁面、圖片、JavaScript等，更復雜的請求通常涉及資料庫事務，比如注冊用戶，搜索資訊等，一般在服務端將檢索到的資訊生成一個HTML頁面后回傳給瀏覽器(如果客戶端裝有Java或者其他腳本程式，服務端就可以發送一些原始資料交給客戶端編排格式，這樣有助于減少服務端的負載)，這些資料庫的請求都必須通過服務器端的某些代碼來處理，這就是所謂的服務端編程，過去都是通過Perl、Python、C++或者其他語言撰寫CGI來實作的，單卻造成了更復雜的系統，

總結

面向程序的語言，偏向于使用資料定義和函式的呼叫，他們傾向于解釋計算機要做什么，而面向物件的編程則更傾向于解釋我們需要解決什么樣的問題，

標籤：Java

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