java语言编程基础知识有哪些思维导图

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2023-04-04

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java语言编程知识

Java语言知识

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语言

知识

学习Java要掌握不同数据类型的变量定义与使用，掌握不同运算符的运算规则，掌握流程控制语句的执行流程，编写方法的声明与调用，创建数组并访问数组元素等知识。

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思维导图大纲

Java语言编程基础知识

1) 注释

在程序开发工程中，用于解释和说明程序的文字我们称之为注释，Java中的注释分为以下几种：单行注释、多行注释、文档注释。

2) 关键字

了解Java关键字的含义及特点，掌握关键字使用的注意事项。

3) 标识符

了解什么是标识符，标识符的组成规则，以及标识符使用时的注意事项。

4) 常量与变量

理解常量与变量的含义，并掌握常量与变量的区别、变量的定义格式以及变量的赋值。

5) 数据类型

掌握Java语言的'数据类型，如基本数据类型：byte、short、int、long、float、double、char、boolean，以及引用类型：类、接口、数组。

6) 运算符

熟练掌握Java中的运算符：算术运算符、赋值运算符、比较运算符、逻辑运算符、位运算符、三目运算符。

7) 流程控制语句

了解什么是流程控制语句，掌握以下流程控制语句：顺序结构、选择结构、循环结构，并能够通过流程控制语句实现特定的功能。

8) 方法

掌握方法的定义及格式，并能正确的调用方法，理解方法的调用过程，同时清楚方法的注意事项;掌握方法重载及其特点。

9) 数组

了解数组的概念，掌握数组的定义格式、静态初始化、动态初始化，并能够理解Java中数组的内存图解。熟练掌握数组的遍历、获取最值、数组元素逆序、数组元素查找、数组排序和二分查找，以及二维数组的定义格式及初始化。

Java语言基础知识

1.JVM相关(包括了各个版本的特性)

对于刚刚接触Java的人来说，JVM相关的知识不一定需要理解很深，对此里面的概念有一些简单的了解即可。不过对于一个有着3年以上Java经验的资深开发者来说，不会JVM几乎是不可接受的。

JVM作为java运行的基础，很难相信对于JVM一点都不了解的人可以把java语言吃得很透。我在面试有超过3年Java经验的开发者的时候，JVM几乎就是一个必问的问题了。当然JVM不是唯一决定技术能力好坏的面试问题，但是可以佐证java开发能力的高低。

在JVM这个大类中，我认为需要掌握的知识有：

JVM内存模型和结构GC原理，性能调优调优：Thread Dump，分析内存结构。

class二进制字节码结构，class loader体系，class加载过程，实例创建过程。

方法执行过程：Java各个大版本更新提供的新特性(需要简单了解)。

2.Java的运行(基础必备)

这条可能出看很简单，java程序的运行谁不会呢?不过很多时候，我们只是单纯通过IDE去执行java程序，底层IDE又是如何执行java程序呢?很多人并不了解。

这个知识点是最最基本的java开发者需要掌握的，初学java，第一个肯定是教你如何在命令行中执行java程序，但是很多人一旦把java学完了，IDE用上了，就把这个都忘了。为什么强调要知道这个呢，知道了java最纯粹的启动方式之后，你才能在启动出问题的时候，去分析当时启动的目录多少，执行命名如何，参数如何，是否有缺失等。这样有利于你真正开发中去解决那些奇奇怪怪的可能和环境相关的问题。

在这里需要掌握的知识有：

javac编译java文件为class文件java命令的使用，带package的java类如何在命令行中启动java程序涉及到的各个路径(classpath，java。library。path，java运行的主目录等)。

3.数据类型

这条没有什么好多说的，无非就是Java中的基本类型和对象类型的掌握。可以再了解一些JDK如何自动转换方面的知识，包括装箱拆箱等，还要注意避免装箱之后的类型相等的判断。

主要知识点：

基本类型：int，long，float，double，boolean······

对应的对象类型：Integer等类型到基本类型的转换，装箱和拆箱Object类型：equals，hashcodeString类型的特点。

4.对象和实例，对象的创建

在这方面，开发者需要了解class和instance的概念以及之间的差别，这是java面向对象特性的一个基础。

主要知识点有：Class和Instance的概念;

Instance创建的过程：1.无继承：分配内存空间，初始化变量，调用构造函数;2.有继承：处理静态动作，分配内存空间，变量定义为初始值，从基类->子类，处理定义处的初始化，执行构造方法;

需要注意的点：静态属性等从基类->子类进行初始化;默认无参构造方法相关的特性。

5.访问控制

这也是java封装特性的一个基础需要掌握的有：public protected default private对于class，method，field的修饰作用。

6.流程控制

Java流程控制的基础，虽然有些语法不一定很常用，但是都需要了解，并且在合适的地方使用它们。需要掌握的有：

if，switch，loop，for，while等流程控制的语法。

7.面向对象编程的概念

这是一个java的核心概念，对于任何java开发者都需要熟练掌握。Java中很多特性或者说知识点都是和java面向对象编程概念相关的。在我的理解，一个好的开发者不仅仅需要了解这些特性(知识点)本身，也更需要知道这些对象在java的面向对象编程概念中是如何体现出来的，这样更有利于开发者掌握java这门开发语言，以及其他面向对象编程的语言。

主要的知识点包括有：面向对象三大特性：封装，继承，多态;各自的定义概念，有哪些特性体现出来，各自的使用场景静态多分派，动态单分派的概念重载的概念和使用继承：接口多实现，基类单继承抽象，抽象类，接口多态：方法覆盖的概念和使用接口回调。

8.Static

静态属性在java日常开发中也是经常使用，需要了解和static关键字相关的用法，还有和其他关键字的配合使用，如是否可以和abstract，final等关键字联合使用。

主要需要掌握的有：静态属性的定义，使用，以及类加载时如何初始化静态方法的定义和使用静态类的定义和使用静态代码块的定义和初始化时机。

9.基础知识点

这里主要罗列一些散落的，没有系统归类的一些java知识点。在日常的开发中用到也不少。

暂时归纳包括有：

equals，hashcode，string/stringbuffer，final，finally，finalize

10.集合框架

这个是一个需要多加掌握的部分，做java开发，可以说没有不用到集合框架的，这很重要。但是这里的知识点并不难，但是对于集合最好要了解内部的实现方式，因为这样有助于你在各个不同的场景选择适合的框架来解决问题，比如有1W个元素的集合，经常要进行contains判断操作，知道了集合的特性或者内部实现，就很容易做出正确的选择。

这里包括了如下内容(并发相关不包含在内)：集合框架的体系：基础Collection，Map具体集合实现的内容，List，Set，Map具体的实现，内部结构，特殊的方法，适用场景等集合相关的工具类Collections等的用法。

java语言特点

1.简单性

Java看起来设计得很像C++，但是为了使语言小和容易熟悉，设计者们把C++语言中许多可用的特征去掉了，这些特征是一般程序员很少使用的。例如，Java不支持goto语句，代之以提供break和continue语句以及异常处理。Java还剔除了C++的操作符过载(overload)和多继承特征，并且不使用主文件，免去了预处理程序。因为Java没有结构，数组和串都是对象，所以不需要指针。Java能够自动处理对象的引用和间接引用，实现自动的无用单元收集，使用户不必为存储管理问题烦恼，能更多的时间和精力花在研发上。

2.面向对象

Java是一个面向对象的语言。对程序员来说，这意味着要注意其中的数据和操纵数据的方法(method)，而不是严格地用过程来思考。在一个面向对象的系统中，类(class)是数据和操作数据的方法的集合。数据和方法一起描述对象(object)的状态和行为。每一对象是其状态和行为的封装。类是按一定体系和层次安排的，使得子类可以从超类继承行为。在这个类层次体系中有一个根类，它是具有一般行为的类。Java程序是用类来组织的。

Java还包括一个类的扩展集合，分别组成各种程序包(Package)，用户可以在自己的程序中使用。例如，Java提供产生图形用户接口部件的类(java.awt包)，这里awt是抽象窗口工具集(abstract windowing toolkit)的缩写，处理输入输出的类(java.io包)和支持网络功能的类(java.net包)。

3.分布性

Java设计成支持在网络上应用，它是分布式语言。Java既支持各种层次的网络连接，又以Socket类支持可靠的流(stream)网络连接，所以用户可以产生分布式的客户机和服务器。

网络变成软件应用的分布运载工具。Java程序只要编写一次，就可到处运行。

4.编译和解释性

Java编译程序生成字节码(byte-code)，而不是通常的机器码。Java字节码提供对体系结构中性的目标文件格式，代码设计成可有效地传送程序到多个平台。Java程序可以在任何实现了Java解释程序和运行系统(run-time system)的系统上运行。

在一个解释性的环境中，程序开发的标准"链接"阶段大大消失了。如果说Java还有一个链接阶段，它只是把新类装进环境的过程，它是增量式的、轻量级的过程。因此，Java支持快速原型和容易试验，它将导致快速程序开发。这是一个与传统的、耗时的"编译、链接和测试"形成鲜明对比的精巧的开发过程。

5.稳健性

Java原来是用作编写消费类家用电子产品软件的语言，所以它是被设计成写高可靠和稳健软件的。Java消除了某些编程错误，使得用它写可靠软件相当容易。

Java是一个强类型语言，它允许扩展编译时检查潜在类型不匹配问题的功能。Java要求显式的方法声明，它不支持C风格的隐式声明。这些严格的要求保证编译程序能捕捉调用错误，这就导致更可靠的程序。

可靠性方面最重要的增强之一是Java的存储模型。Java不支持指针，它消除重写存储和讹误数据的可能性。类似地，Java自动的"无用单元收集"预防存储漏泄和其它有关动态存储分配和解除分配的有害错误。Java解释程序也执行许多运行时的检查，诸如验证所有数组和串访问是否在界限之内。

异常处理是Java中使得程序更稳健的另一个特征。异常是某种类似于错误的异常条件出现的信号。使用try/catch/finally语句，程序员可以找到出错的处理代码，这就简化了出错处理和恢复的任务。

6.安全性

Java的存储分配模型是它防御恶意代码的主要方法之一。Java没有指针，所以程序员不能得到隐蔽起来的内幕和伪造指针去指向存储器。更重要的是，Java编译程序不处理存储安排决策，所以程序员不能通过查看声明去猜测类的实际存储安排。编译的Java代码中的存储引用在运行时由Java解释程序决定实际存储地址。

Java运行系统使用字节码验证过程来保证装载到网络上的代码不违背任何Java语言限制。这个安全机制部分包括类如何从网上装载。例如，装载的类是放在分开的名字空间而不是局部类，预防恶意的小应用程序用它自己的版本来代替标准Java类。

7.可移植性

Java使得语言声明不依赖于实现的方面。例如，Java显式说明每个基本数据类型的大小和它的运算行为(这些数据类型由Java语法描述)。

Java环境本身对新的硬件平台和操作系统是可移植的。Java编译程序也用Java编写，而Java运行系统用ANSIC语言编写。

8.高性能

Java是一种先编译后解释的语言，所以它不如全编译性语言快。但是有些情况下性能是很要紧的，为了支持这些情况，Java设计者制作了"及时"编译程序，它能在运行时把Java字节码翻译成特定CPU(中央处理器)的机器代码，也就是实现全编译了。

Java字节码格式设计时考虑到这些"及时"编译程序的需要，所以生成机器代码的过程相当简单，它能产生相当好的代码。

9.多线程性

Java是多线程语言，它提供支持多线程的执行(也称为轻便过程)，能处理不同任务，使具有线索的程序设计很容易。Java的lang包提供一个Thread类，它支持开始线索、运行线索、停止线索和检查线索状态的方法。

Java的线索支持也包括一组同步原语。这些原语是基于监督程序和条件变量风范，由C.A.R.Haore开发的广泛使用的同步化方案。用关键词synchronized，程序员可以说明某些方法在一个类中不能并发地运行。这些方法在监督程序控制之下，确保变量维持在一个一致的状态。

10.动态性

Java语言设计成适应于变化的环境，它是一个动态的语言。例如，Java中的类是根据需要载入的，甚至有些是通过网络获取的。