【Java學習筆記】java.lang包學習


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

1.特性——不用import
2.String
String x = "abc"; <=> String x= new String("abc");
因為public final class java.lang.String;
而String x="The number " + y;中,在JAVA中不管是什么變量或者對象,在對String進行加和時都轉化為String。
3.Annotation
注解(Annotation) 為我們在代碼中添加信息提供了一種形式化的方法,是我們可以在稍后某個時刻方便地使用這些數據(通過解析注解來使用這些數據)。注解的語法比較簡單,除了@符號的使用以外,它基本上與java的固有語法一致,java內置了三種注解,定義在java.lang包中。
      @Override  表示當前方法是覆蓋父類的方法。
      @Deprecated  表示當前元素是不贊成使用的。
      @SuppressWarnings 表示關閉一些不當的編譯器警告信息。
# 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 表示該注解用於什么地方,可能的 ElemenetType 參數包括:
#  *         ElemenetType.CONSTRUCTOR 構造器聲明
#  *         ElemenetType.FIELD 域聲明(包括 enum 實例)
#  *         ElemenetType.LOCAL_VARIABLE 局部變量聲明
#  *         ElemenetType.METHOD 方法聲明
#  *         ElemenetType.PACKAGE 包聲明
#  *         ElemenetType.PARAMETER 參數聲明
#  *         ElemenetType.TYPE 類,接口(包括注解類型)或enum聲明
#  *         
#  *     @Retention 表示在什么級別保存該注解信息。可選的 RetentionPolicy 參數包括:
#  *         RetentionPolicy.SOURCE 注解將被編譯器丟棄
#  *         RetentionPolicy.CLASS 注解在class文件中可用,但會被VM丟棄
#  *         RetentionPolicy.RUNTIME VM將在運行期也保留注釋,因此可以通過反射機制讀取注解的信息。
#  *         
#  *     @Documented 將此注解包含在 javadoc 中
#  *     
#  *     @Inherited 允許子類繼承父類中的注解
#  *   
#  */ 
下面是一個使用注解 和 解析注解的實例
package Test_annotation;
import java.lang.reflect.Method;
public class Test_1 {
/*
  * 被注解的三個方法
  */
@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,將Test_1類 所有被注解方法的信息打印出來
  */
public static void main(String[] args) {
  Method[] methods = Test_1.class.getDeclaredMethods();
  for (Method method : methods) {
   /*
    * 判斷方法中是否有指定注解類型的注解
    */
   boolean hasAnnotation = method.isAnnotationPresent(Test.class);
   if (hasAnnotation) {
    /*
     * 根據注解類型返回方法的指定類型注解
     */
    Test annotation = method.getAnnotation(Test.class);
    System.out.println("Test( method = " + method.getName()
      + " , id = " + annotation.id() + " , description = "
      + annotation.description() + " )");
   }
  }
}
}
輸出結果如下:
    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,開發者可以構建一個獨立於應用程序的代理程序(Agent),用來監測和協助運行在 JVM 上的程序,甚至能夠替換和修改某些類的定義。有了這樣的功能,開發者就可以實現更為靈活的運行時虛擬機監控和 Java 類操作了,這樣的特性實際上提供了一種虛擬機級別支持的 AOP 實現方式,使得開發者無需對 JDK 做任何升級和改動,就可以實現某些 AOP 的功能了。在 Java SE 5 中,Instrument 要求在運行前利用命令行參數或者系統參數來設置代理類,在實際的運行之中,虛擬機在初始化之時(在絕大多數的 Java 類庫被載入之前),instrumentation 的設置已經啟動,並在虛擬機中設置了回調函數,檢測特定類的加載情況,並完成實際工作。但是在實際的很多的情況下,我們沒有辦法在虛擬機啟動之時就為其設定代理,這樣實際上限制了 instrument 的應用。而 Java SE 6 的新特性改變了這種情況,通過 Java Tool API 中的 attach 方式,我們可以很方便地在運行過程中動態地設置加載代理類,以達到 instrumentation 的目的。
舉例說明:我們想把如下程序中的6改為7
public class HelloWorld {
    public static void main(String arg[]) {
        System.out.println("The number six is 6");
    }
}
那么我們要設定一個Agent,這個類就會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());
    }
}
在這個Agent中有一個MySimpleTransformer類派生出對象作為轉換器。我們看看如何定義MySimpleTransformer類。
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);
    }
}
使用下列命令創建一個JAR包:
javac *.java 2>&1 | more
jar -cfm MyAgent.jar agentmantext MySimpleAgent.class MySimpleTransformer.class
其中的agentmantext的內容如下:
Premain-Class: MySimpleAgent
而運行方法則如下:
java -javaagent:MyAgent.jar HelloWorld
5.java.lang.ref
Java 2 平台引入了 java.lang.ref 包,其中包括的類可以讓您引用對象,而不將它們留在內存中。這些類還提供了與垃圾收集器(garbage collector)之間有限的交互。
先“由強到弱”(只的是和垃圾回收器的關系)明確幾個基本概念:
strong references是那種你通常建立的reference,這個reference就是強可及的。這個不會被自動回收。例如:StringBuffer buffer = new StringBuffer();其中這個buffer就是強引用,之所以稱為“強”是取決於它如何處理與Garbage Collector的關系的:它是無論如何都不會被回收的。夠強的。強引用在某些時候是有個問題的,下邊的一個哈希表實例就是很好的說明。而且還有一個問題就是在緩沖上,尤其是諸如圖片等大的結構上。我們在內存中開辟一塊區域放置圖片緩沖,那我們就希望有個指針指向那塊區域。此時若是使用強引用則回強迫圖片留在內存,當你覺得不需要的時候你需要手動移除,否則就是內存泄漏。
WeakReference則類似於可有可無的東西。在垃圾回收器線程掃描它所管轄的內存區域的過程中,一旦發現了只具有弱引用的對象,不管當前內存空間足夠與否,都會回收它的內存,說白了就是一個沒那么strong要求垃圾回收器將一個對象保留在內存中。不過,由於垃圾回收器是一個優先級很低的線程,因此不一定會很快發現那些只具有弱引用的對象。常說的Unreachable和弱引用指代的是一個意思。這可能還是說不清楚,那么我舉個例子:
你有一個類叫做Widget,但是由於某種原因它不能通過繼承來添加一項功能。當我們想從這個對象中取出一些信息的時候怎么辦呢?假設我們需要監視每個Widget的serial Number,但是這個Widget卻偏偏沒有這個屬性,而且還不可繼承...這時候我們想到了用HashMaps:serialNumberMap.put(widget, widgetSerialNumber);
這不就截了嘛~表面上看起來是ok的,但是正是Widget這個Strong Reference產生了問題。當我們設定某個Widget的SerialNumber不需要的時候,那么要從這個映射表中除去這個映射對,否則我們就有了內存泄漏或者是出錯(移除了有效的SerialNumber)。這個問題聽起來很耳熟,是的,在沒有垃圾管理機制的語言中這是個常見問題,在JAVA中我們不用擔心。因為我們有WeakReference。我們使用內置的WeakHashMap類,這個類和哈希表HashMap幾乎一樣,但就是在鍵key的地方使用了WeakReference,若一個WeakHashMap key成為了垃圾,那么它對應的入口就會自動被移除。這就解決了上述問題~
SoftReference則也類似於可有可無的東西。如果內存空間足夠,垃圾回收器就不會回收它,如果內存空間不足了,就會回收這些對象的內存。只要垃圾回收器沒有回收它,該對象就可以被程序使用。軟引用可用來實現內存敏感的高速緩存。弱引用與軟引用的區別在於:具有WeakReference的對象擁有更短暫的生命周期。或者說SoftReference比WeakReference對回收它所指的對象不敏感。一個WeakReference對象會在下一輪的垃圾回收中被清理,而SoftReference對象則會保存一段時間。SoftReferences並不會主動要求與WeakReference有什么不同,但是實際上SoftReference對象一般在內存充裕時一般不會被移除,這就是說對於創建緩沖區它們是不錯的選擇。它兼有了StrongReference和WeakReference的好處,既能停留在內存中,又能在內存不足是去處理,這一切都是自動的!
PhantomReference為"虛引用",顧名思義,就是形同虛設,與其他幾種引用都不同,虛引用並不會決定對象的生命周期。如果一個對象僅持有虛引用,那么它就和沒有任何引用一樣,在任何時候都可能被垃圾回收,也就是說其get方法任何時間都會返回null。虛引用主要用來跟蹤對象被垃圾回收的活動。其必須和引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用,這是與弱引用和軟引用最大的不同。WeakReference是在垃圾回收活動之前將對象入隊的,理論上講這個對象還可以使用finalize()方法使之重生,但是WeakReference仍然是死掉了。PhantomReferences對象是在對象從內存中清除出去的時候才入隊的。也就是說當垃圾回收器准備回收一個對象時,如果發現它還有虛引用,就會在回收對象的內存之前,把這個虛引用加入到與之關聯的引用隊列中。程序可以通過判斷引用隊列中是否已經加入了虛引用,來了解被引用的對象是否將要被垃圾回收。程序如果發現某個虛引用已經被加入到引用隊列,那么就可以在所引用的對象的內存被回收之前采取必要的行動。它限制了finalize()方法的使用,更安全也更高效。
我們看看這個包給我們提供了什么類?
WeakReference 類
WeakReference weakref = new WeakReference(ref);
這樣 weakref 就是 ref 指向對象的一個 weak reference。要引用這個 weak reference 指向的對象可以用 get 方法。把對象的 weak reference 放入 Hashtable 或者緩存中,當沒有 strong reference 指向他們的時候,對象就可以被垃圾收集器回收了。實際上,有一個 WeakHashMap 就是專門做這個事的。一旦WeakReference使用get方法返回null的時候,它指向的對象已經變成了垃圾,這個weakref對象也沒什么用處了。這就需要有一些清理工作了。而ReferenceQueue類就是做這個的,要是你向ReferenceQueue類傳遞了一個WeakReference的構造方法,那么當引用所指的對象成為垃圾時,這個引用的對象就會被自動插入到這個引用隊列中。你可以在一定時間間隔內處理這個隊列。
SoftReference 類
可用來實現智能緩存(java.lang.ref.SoftReference is a relatively new class, used to implement smart caches.)假定你有一個對象引用,指向一個大數組:
Object obj = new char[1000000];
並且如果可能的話,你打算一直保存這個數組,但是如果內存極其短缺的話,你樂於釋放這個數組。你可以使用一個
soft reference:
SoftReference ref = new SoftReference(obj);
Obj是這個soft reference的引用。在以后你用以下的方式檢測這個引用:
if (ref.get() == null)// (referent has been cleared)
else// (referent has not been cleared)
如果這個引用已經被清除了,那么垃圾回收器會收回它所使用的空間,並且你緩存的對象也已經消失。需要注意的是,如果這個指示物還有對它的別的引用,那么垃圾回收器將不會清除它。這個方案可以被用來實現各種不同類型的緩存,這些緩存的特點是只要有可能對象就會被一直保存下來,但是如果內存緊張對象就被清除掉。
注意:軟引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用,如果軟引用所引用的對象被垃圾回收,Java虛擬機就會把這個軟引用加入到與之關聯的引用隊列中。
PhantomReference 類

舉個例子:
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
可以讓你從public的方法和變臉中獲取信息,稱為reflect是因為Java稱之為reflective,本來用來設計優化器和調試器的,可以使用getclass()方法得到相關類。getFields()方法使我們能得到其中的一些變量信息。而getMethods()方法則得到類的相關方法信息。getInterfaces()方法可以得到相關接口信息。
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是怎么處理內存的。JVM處理內存分為兩部分:
Heap堆,加載類和對象的,這個就是垃圾回收器作用的地方。
Non-Heap,有些Garbage Collector也作用於此。
看下邊這個例子:
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());
    }
}
還可以支持你看看系統信息:
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());
    }
}
還可以知道編譯信息、類加載信息、JVM的信息、線程信息。

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


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