Java语言程序开发笔记
划重点！
1. 内存中的秘密：堆、栈、方法区（非堆）
很多同学搞不清楚对象到底在哪，这里画个简图：
· 栈 (Stack)：线程私有，存放局部变量、方法调用栈帧。方法执行完立即弹出。
· 堆 (Heap)：所有 new 出来的对象、数组。垃圾回收的主战场。
· 方法区 (Method Area)：存储类结构信息（字段、方法字节码）、静态变量、常量池。
```java
Person p = new Person();
// p 在栈上（局部变量），指向堆上的 Person 对象
// Person.class 的类信息在方法区
```
⭐ 关键误区：
· 你以为 String 是基本类型？错，它是对象。
· == 比较基本类型是值，比较对象是地址。想比内容用 .equals()。
2. 异常处理不只是 try-catch
2.1 分类体系
· Error：JVM内部错误（如栈溢出），程序无法处理。
· Exception：
· RuntimeException（非受检）：如 NullPointerException，ArithmeticException。编译器不强制处理。
· Checked Exception（受检）：如 IOException，SQLException。必须处理或声明 throws。
2.2 实战级写法
```java
try (FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt")) {
// 自动关闭资源（try-with-resources，Java7+）
} catch (FileNotFoundException e) {
System.out.println("文件不存在，请检查路径");
e.printStackTrace(); // 打印栈轨迹，便于排错
} catch (IOException e) {
// 多个catch按子类到父类排列
}
```
⭐ 最佳实践：不要吞掉异常（catch(e){} 留空），这会让线上问题无法排查。
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3. 集合框架：别只会用 ArrayList
3.1 体系脉络
```
Iterable → Collection → List/Set/Queue
↓
Map（与Collection同级，不是子接口）
```
3.2 底层数据结构对比
实现类 底层结构 特点 线程安全
ArrayList 动态数组 随机访问快，增删慢（除非末尾） 否
LinkedList 双向链表 增删快（两端），随机访问慢 否
HashSet HashMap（玄幻？） 不重复，无序，依赖 hashCode/equals 否
TreeSet 红黑树 有序（Comparable/Comparator） 否
HashMap 数组+链表/红黑树 key-value，允许null 否
Hashtable 类似，但方法同步 较慢，不允许null key 是
3.3 重点：HashMap 的 put 过程（面试高频）
1. 计算 key.hashCode()，再扰动得到桶下标 (n-1) & hash。
2. 若桶为空，直接放。
3. 若不为空，通过 equals() 判断 key 是否相同 → 覆盖 value；否则以链表/红黑树方式挂到后面。
4. 当链表长度超过 TREEIFY_THRESHOLD（8） 且数组长度 ≥64 → 转为红黑树（提升查找效率 O(log n)）。
⭐ 重写 equals 必须重写 hashCode，否则在 HashMap 中会找不到相同内容的 key。
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4. 泛型：编译期的保护伞
```java
// 避免这样（原始类型）
List list = new ArrayList();
list.add("hello");
list.add(123); // 编译通过，但取出时会 ClassCastException
// 应该这样
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("world");
// list.add(123); // 编译错误，类型安全
```
4.1 通配符上下界
· <? extends T>：T 或 T 的子类（读取时可转为 T，不能写入）
· <? super T>：T 或 T 的父类（可写入 T 类型，读取时只能用 Object）
示例：方法参数需要 只读 一个数字列表 -> public void sum(List<? extends Number> list)。
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5. Lambda 与 Stream：写代码像写SQL
5.1 函数式接口（只有一个抽象方法）
常见的：Predicate<T>，Function<T,R>，Consumer<T>。
5.2 Lambda 简化
```java
// 原匿名内部类
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("run");
}
}).start();
// Lambda 写法
new Thread(() -> System.out.println("run")).start();
```
5.3 Stream 流式操作（不改变原数据源）
```java
List<Student> list = getStudents();
// 筛选出成绩≥90的学生，按分数降序，取前3名姓名
List<String> top3 = list.stream()
.filter(s -> s.getScore() >= 90)
.sorted((a,b) -> b.getScore() - a.getScore())
.limit(3)
.map(Student::getName)
.collect(Collectors.toList());
```
⭐ 惰性求值：filter/map 等中间操作不会立即执行，遇到 collect 或 forEach 才触发。
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6. 多线程基础：锁的粗浅理解
6.1 创建线程的两种正确方式
· 继承 Thread（不推荐，单继承受限）
· 实现 Runnable（推荐）
6.2 可见性问题与 volatile
多个线程共享一个 boolean 标志时，加上 volatile 保证可见性（禁止指令重排），但它不保证原子性。
6.3 synchronized 用法
· 实例方法 -> 锁当前对象 this
· 静态方法 -> 锁 Class 对象
· 同步代码块：synchronized(lockObj){}
6.4 简单死锁示例（能看懂并避免）
线程A持有锁1，等待锁2；线程B持有锁2，等待锁1 → 卡死。解决方式：按固定顺序申请锁。
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7. 实用小贴士
1. equals 与 ==：永远用 "常量".equals(变量) 避免空指针。
2. 字符串拼接：循环内不要用 +，用 StringBuilder。
3. 尽早返回：减少嵌套 if，提高可读性。
4. 日志打印：线上用 log.info("用户:{}", user) 而非 System.out.println。