Java系列（三）| 常用类

String

String 是 Java 基本数据类型吗？可以被继承吗？

String 是 Java 基本数据类型吗？

不是。Java 中的基本数据类型只有 8 个：byte、short、int、long、float、double、char、boolean；除了基本类型（primitive type），剩下的都是引用类型（reference type）。

String 是一个比较特殊的引用数据类型。

String 类可以继承吗？

不行。String 类使用 final 修饰，是所谓的不可变类，无法被继承。

String 和 StringBuilder、StringBuffer 的区别？

String：String 的值被创建后不能修改，任何对 String 的修改都会引发新的 String 对象的生成。
StringBuffer：跟 String 类似，但是值可以被修改，使用 synchronized 来保证线程安全。
StringBuilder：StringBuffer 的非线程安全版本，性能上更高一些。

String str1 = new String(“abc”) 和 String str2 = “abc” 和区别？

两个语句都会去字符串常量池中检查是否已经存在 “abc”，如果有则直接使用，如果没有则会在常量池中创建 “abc” 对象。

但是不同的是，String str1 = new String("abc") 还会通过 new String() 在堆里创建一个 “abc“ 字符串对象实例。所以后者可以理解为被前者包含。

String s = new String(“abc”) 创建了几个对象？

很明显，一个或两个。如果字符串常量池已经有 “abc”，则是一个；否则，两个。

当字符创常量池没有 “abc”，此时会创建如下两个对象：

一个是字符串字面量 “abc“ 所对应的、字符串常量池中的实例
另一个是通过 new String() 创建并初始化的，内容与 “abc“ 相同的实例，在堆中。

String 不是不可变类吗？字符串拼接是如何实现的？

String 的确是不可变的，“**+**” 的拼接操作，其实是会生成新的对象。

例如：

String a = "hello ";
String b = "world!";
String ab = a + b;

在 jdk1.8 之前，a 和 b 初始化时位于字符串常量池，ab 拼接后的对象位于堆中。经过拼接新生成了 String 对象。如果拼接多次，那么会生成多个中间对象。

内存如下：

在 Java8 时 JDK 对 “+” 号拼接进行了优化，上面所写的拼接方式会被优化为基于 StringBuilder 的 append 方法进行处理。Java 会在编译期对 “+” 号进行处理。

下面是通过 javap -verbose 命令反编译字节码的结果，很显然可以看到 StringBuilder 的创建和 append 方法的调用。

stack=2, locals=4, args_size=1
     0: ldc           #2                  // String hello
     2: astore_1
     3: ldc           #3                  // String world!
     5: astore_2
     6: new           #4                  // class java/lang/StringBuilder
     9: dup
    10: invokespecial #5                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
    13: aload_1
    14: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
    17: aload_2
    18: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
    21: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
    24: astore_3
    25: return

也就是说其实上面的代码其实相当于：

String a = "hello ";
String b = "world!";
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append(a);
sb.append(b);
String ab = sb.toString();

此时，如果再笼统的回答：通过加号拼接字符串会创建多个 String 对象，因此性能比 StringBuilder 差，就是错误的了。因为本质上加号拼接的效果最终经过编译器处理之后和 StringBuilder 是一致的。

当然，循环里拼接还是建议用 StringBuilder，为什么，因为循环一次就会创建一个新的 StringBuilder 对象，大家可以自行实验。

intern 方法有什么作用？

JDK 源码里已经对这个方法进行了说明：

* <p>
* When the intern method is invoked, if the pool already contains a
* string equal to this {@code String} object as determined by
* the {@link #equals(Object)} method, then the string from the pool is
* returned. Otherwise, this {@code String} object is added to the
* pool and a reference to this {@code String} object is returned.
* <p>

意思也很好懂：

如果当前字符串内容存在于字符串常量池（即 equals() 方法为 true，也就是内容一样），直接返回字符串常量池中的字符串
否则，将此 String 对象添加到池中，并返回 String 对象的引用

Integer

Integer a= 127，Integer b = 127；Integer c= 128，Integer d = 128；，相等吗?

答案是 a 和 b 相等，c 和 d 不相等。

对于基本数据类型 == 比较的值
对于引用数据类型 == 比较的是地址

Integer a= 127 这种赋值，是用到了 Integer 自动装箱的机制。自动装箱的时候会去缓存池里取 Integer 对象，没有取到才会创建新的对象。

如果整型字面量的值在 - 128 到 127 之间，那么自动装箱时不会 new 新的 Integer 对象，而是直接引用缓存池中的 Integer 对象，超过范围 a1==b1 的结果是 false

public static void main(String[] args) {
        Integer a = 127;
        Integer b = 127;
        Integer b1 = new Integer(127);
        System.out.println(a == b); //true
        System.out.println(b==b1);  //false

        Integer c = 128;
        Integer d = 128;
        System.out.println(c == d);  //false
    }

什么是 Integer 缓存？

因为根据实践发现大部分的数据操作都集中在值比较小的范围，因此 Integer 搞了个缓存池，默认范围是 -128 到 127，可以根据通过设置JVM-XX:AutoBoxCacheMax=来修改缓存的最大值，最小值改不了。

实现的原理是 int 在自动装箱的时候会调用 Integer.valueOf，进而用到了 IntegerCache。

很简单，就是判断下值是否在缓存范围之内，如果是的话去 IntegerCache 中取，不是的话就创建一个新的 Integer 对象。

IntegerCache 是一个静态内部类，在静态块中会初始化好缓存值。

private static class IntegerCache {
     static {
            //创建Integer对象存储
            for(int k = 0; k < cache.length; k++)
                cache[k] = new Integer(j++);
     } 
 }

String 怎么转成 Integer 的？原理？

PS: 这道题印象中在一些面经中出场过几次。

String 转成 Integer，主要有两个方法：

Integer.parseInt(String s)
Integer.valueOf(String s)

不管哪一种，最终还是会调用 Integer 类内中的parseInt(String s, int radix)方法。

抛去一些边界之类的看看核心代码：

public static int parseInt(String s, int radix) throws NumberFormatException
    {
        int result = 0;
        //是否是负数
        boolean negative = false;
        //char字符数组下标和长度
        int i = 0, len = s.length();
        int digit;
        //判断字符长度是否大于0，否则抛出异常
        if (len > 0) {
            while (i < len) {
                // Accumulating negatively avoids surprises near MAX_VALUE
                //返回指定基数中字符表示的数值。（此处是十进制数值）
                digit = Character.digit(s.charAt(i++),radix);
                //进制位乘以数值
                result *= radix;  
                result -= digit;
            }
        } 
        //根据上面得到的是否负数，返回相应的值
        return negative ? result : -result;
    }

去掉枝枝蔓蔓（当然这些枝枝蔓蔓可以去看看，源码 cover 了很多情况），其实剩下的就是一个简单的字符串遍历计算，不过计算方式有点反常规，是用负的值累减。

Object

Object 类的常见方法?

Object 类是一个特殊的类，是所有类的父类，也就是说所有类都可以调用它的方法。它主要提供了以下 11 个方法，大概可以分为六类：

对象比较：

public native int hashCode() ：native 方法，用于返回对象的哈希码，主要使用在哈希表中，比如 JDK 中的 HashMap。
public boolean equals(Object obj)：用于比较 2 个对象的内存地址是否相等，String 类对该方法进行了重写用户比较字符串的值是否相等。

对象拷贝：

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException：naitive 方法，用于创建并返回当前对象的一份拷贝。一般情况下，对于任何对象 x，表达式 x.clone() != x 为 true，x.clone().getClass() == x.getClass() 为 true。Object 本身没有实现 Cloneable 接口，所以不重写 clone 方法并且进行调用的话会发生 CloneNotSupportedException 异常。

对象转字符串：

public String toString()：返回类的名字 @实例的哈希码的 16 进制的字符串。建议 Object 所有的子类都重写这个方法。

多线程调度：

public final native void notify()：native 方法，并且不能重写。唤醒一个在此对象监视器上等待的线程 (监视器相当于就是锁的概念)。如果有多个线程在等待只会任意唤醒一个。
public final native void notifyAll()：native 方法，并且不能重写。跟 notify 一样，唯一的区别就是会唤醒在此对象监视器上等待的所有线程，而不是一个线程。
public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException：native 方法，并且不能重写。暂停线程的执行。注意：sleep 方法没有释放锁，而 wait 方法释放了锁。timeout 是等待时间。
public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException：多了 nanos 参数，这个参数表示额外时间（以毫微秒为单位，范围是 0-999999）。所以超时的时间还需要加上 nanos 毫秒。
public final void wait() throws InterruptedException：跟之前的 2 个 wait 方法一样，只不过该方法一直等待，没有超时时间这个概念