前言

這本書(shū)不適合初學(xué)者，這本書(shū)適合已經(jīng)學(xué)過(guò)Java框架并做過(guò)一兩個(gè)項(xiàng)目的同學(xué)來(lái)看，這本書(shū)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解非常透徹。我在看的時(shí)候常常有一種醍醐灌頂?shù)母杏X(jué)，常常為“原來(lái)是這樣子的！”而激動(dòng)，確實(shí)是一本非常好的書(shū)。我在看書(shū)時(shí)將書(shū)本我覺(jué)得重點(diǎn)的內(nèi)容原封不動(dòng)的摘錄下來(lái)，給想看重點(diǎn)的同學(xué)看看，也為一些對(duì)某些基礎(chǔ)概念不是很懂的同學(xué)給個(gè)了解渠道。

第1章?????對(duì)象入門(mén)

1.1???抽象的進(jìn)步

?????? 所有編程語(yǔ)言的最終目的都是提供一種“抽象”方法。一種較有爭(zhēng)議的說(shuō)法是：解決問(wèn)題的復(fù)雜程度直接取決于抽象的種類及質(zhì)量。

?????? OOP允許我們根據(jù)問(wèn)題來(lái)描述問(wèn)題，而不是根據(jù)方案。

?????? “純粹”的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法：

?????? (1)所有東西都是對(duì)象。可將對(duì)象想象成一種新型變量；它保存著數(shù)據(jù)，但可要求它對(duì)自身進(jìn)行操作。理論上講，可從要解決的問(wèn)題身上提出所有概念性的組件，然后在程序中將其表達(dá)為一個(gè)對(duì)象。

?????? (2)程序是一大堆對(duì)象的組合；通過(guò)消息傳遞，各對(duì)象知道自己該做些什么。為了向?qū)ο蟀l(fā)出請(qǐng)求，需向那個(gè)對(duì)象“發(fā)送一條消息”。更具體地講，可將消息想象為一個(gè)調(diào)用請(qǐng)求，它調(diào)用的是從屬于目標(biāo)對(duì)象的一個(gè)子例程或函數(shù)。

?????? (3)每個(gè)對(duì)象都有自己的存儲(chǔ)空間，可容納其他對(duì)象。或者說(shuō)，通過(guò)封裝現(xiàn)有對(duì)象，可制作出新型對(duì)象。所以，盡管對(duì)象的概念非常簡(jiǎn)單，但在程序中卻可達(dá)到任意高的復(fù)雜程度。

?????? (4)每個(gè)對(duì)象都有一種類型。根據(jù)語(yǔ)法，每個(gè)對(duì)象都是某個(gè)“類”的一個(gè)“實(shí)例”。其中，“類”（Class）是“類型”（Type）的同義詞。一個(gè)類最重要的特征就是“能將什么消息發(fā)給它？”。

?????? (5)同一類所有對(duì)象都能接收相同的消息。這實(shí)際是別有含義的一種說(shuō)法，大家不久便能理解。由于類型為“圓”（Circle）的一個(gè)對(duì)象也屬于類型為“形狀”（Shape）的一個(gè)對(duì)象，所以一個(gè)圓完全能接收形狀消息。這意味著可讓程序代碼統(tǒng)一指揮“形狀”，令其自動(dòng)控制所有符合“形狀”描述的對(duì)象，其中自然包括“圓”。這一特性稱為對(duì)象的“可替換性”，是OOP[莫星燦1]?最重要的概念之一。

1.2 對(duì)象的接口

?????? 當(dāng)我們進(jìn)行面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)時(shí)，面臨的最大一項(xiàng)挑戰(zhàn)性就是：如何在“問(wèn)題空間”（問(wèn)題實(shí)際存在的地方）的元素與“方案空間”（對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行建模的地方，如計(jì)算機(jī)）的元素之間建立理想的“一對(duì)一”對(duì)應(yīng)或映射關(guān)系。

?????? 如何利用對(duì)象完成真正有用的工作呢？必須有一種辦法能向?qū)ο蟀l(fā)出請(qǐng)求，令其做一些實(shí)際的事情，比如完成一次交易、在屏幕上畫(huà)一些東西或者打開(kāi)一個(gè)開(kāi)關(guān)等等。每個(gè)對(duì)象僅能接受特定的請(qǐng)求。我們向?qū)ο蟀l(fā)出的請(qǐng)求是通過(guò)它的“接口”（Interface）定義的，對(duì)象的“類型”或“類”則規(guī)定了它的接口形式。“類型”與“接口”的等價(jià)或?qū)?yīng)關(guān)系是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

?????? 以電燈泡為例：

?????? 在這個(gè)例子中，類型／類的名稱是 Light，可向 Light 對(duì)象發(fā)出的請(qǐng)求包括包括打開(kāi)（on）、關(guān)閉（off）、變得更明亮（brighten）或者變得更暗淡（dim）。通過(guò)簡(jiǎn)單地聲明一個(gè)名字（lt），我們?yōu)?Light 對(duì)象創(chuàng)建了一個(gè)“句柄”[莫星燦2]?。然后用new關(guān)鍵字新建類型為 Light 的一個(gè)對(duì)象。再用等號(hào)將其賦給句柄。為了向?qū)ο蟀l(fā)送一條消息，我們列出句柄名（lt），再用一個(gè)句點(diǎn)符號(hào)（.）把它同消息名稱（on）連接起來(lái)。[莫星燦3]?從中可以看出，使用一些預(yù)先定義好的類時(shí)，我們?cè)诔绦蚶锊捎玫拇a是非常簡(jiǎn)單和直觀的。

1.3 實(shí)現(xiàn)方案的隱藏

?????? 從根本上說(shuō)，大致有兩方面的人員涉足面向?qū)ο蟮木幊?#xff1a;“類創(chuàng)建者”（創(chuàng)建新數(shù)據(jù)類型的人）以及“客戶程序員”[莫星燦4]?（在自己的應(yīng)用程序中采用現(xiàn)成數(shù)據(jù)類型的人）。

?????? “接口”（Interface）規(guī)定了可對(duì)一個(gè)特定的對(duì)象發(fā)出哪些請(qǐng)求。然而，必須在某個(gè)地方存在著一些代碼，以便滿足這些請(qǐng)求。這些代碼與那些隱藏起來(lái)的數(shù)據(jù)便叫作“隱藏的實(shí)現(xiàn)”。站在程式化程序編寫(xiě)（Procedural Programming）的角度，整個(gè)問(wèn)題并不顯得復(fù)雜。一種類型含有與每種可能的請(qǐng)求關(guān)聯(lián)起來(lái)的函數(shù)。一旦向?qū)ο蟀l(fā)出一個(gè)特定的請(qǐng)求，就會(huì)調(diào)用那個(gè)函數(shù)。我們通常將這個(gè)過(guò)程總結(jié)為向?qū)ο蟆鞍l(fā)送一條消息”（提出一個(gè)請(qǐng)求）。對(duì)象的職責(zé)就是決定如何對(duì)這條消息作出反應(yīng)（執(zhí)行相應(yīng)的代碼）。

?????? Java采用三個(gè)顯式（明確）關(guān)鍵字以及一個(gè)隱式（暗示）關(guān)鍵字來(lái)設(shè)置類邊界：public，private，protected 以及暗示性的friendly[莫星燦5]?。若未明確指定其他關(guān)鍵字，則默認(rèn)為后者。這些關(guān)鍵字的使用和含義都是相當(dāng)直觀的，它們決定了誰(shuí)能使用后續(xù)的定義內(nèi)容。“public”（公共）意味著后續(xù)的定義任何人均可使用。而在另一方面，“private”（私有）意味著除您自己、類型的創(chuàng)建者以及那個(gè)類型的內(nèi)部函數(shù)成員，其他任何人都不能訪問(wèn)后續(xù)的定義信息。private在您與客戶程序員之間豎起了一堵墻。若有人試圖訪問(wèn)私有成員，就會(huì)得到一個(gè)編譯期錯(cuò)誤。“friendly”（友好的）涉及“包裝”或“封裝”（Package）的概念——即Java 用來(lái)構(gòu)建庫(kù)的方法。若某樣?xùn)|西是“友好的”，意味著它只能在這個(gè)包裝的范圍內(nèi)使用（所以這一訪問(wèn)級(jí)別有時(shí)也叫作“包裝訪問(wèn)”）。“protected”（受保護(hù)的）與“private”相似，只是一個(gè)繼承的類可訪問(wèn)受保護(hù)的成員，但不能訪問(wèn)私有成員。繼承的問(wèn)題不久就要談到。

1.4 方案的重復(fù)使用

?????? 許多人認(rèn)為代碼或設(shè)計(jì)方案的重復(fù)使用是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)提供的最偉大的一種杠桿。

?????? 為重復(fù)使用一個(gè)類，最簡(jiǎn)單的辦法是僅直接使用那個(gè)類的對(duì)象。但同時(shí)也能將那個(gè)類的一個(gè)對(duì)象置入一個(gè)新類。我們把這叫作“創(chuàng)建一個(gè)成員對(duì)象”。新類可由任意數(shù)量和類型的其他對(duì)象構(gòu)成。無(wú)論如何，只要新類達(dá)到了設(shè)計(jì)要求即可。這個(gè)概念叫作“組織”——在現(xiàn)有類的基礎(chǔ)上組織一個(gè)新類。有時(shí)，我們也將組織稱作“包含”關(guān)系，比如“一輛車包含了一個(gè)變速箱”。

[莫星燦6]?1.5 繼承：重新使用接口

?????? 使用繼承時(shí)，相當(dāng)于創(chuàng)建了一個(gè)新類。這個(gè)新類不僅包含了現(xiàn)有類型的所有成員（盡管private 成員被隱藏起來(lái)，且不能訪問(wèn)），但更重要的是，它復(fù)制了基礎(chǔ)類的接口。也就是說(shuō)，可向基礎(chǔ)類的對(duì)象發(fā)送的所有消息亦可原樣發(fā)給衍生類的對(duì)象。根據(jù)可以發(fā)送的消息，我們能知道類的類型。這意味著衍生類具有與基礎(chǔ)類相同的類型！為真正理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的含義，首先必須認(rèn)識(shí)到這種類型的等價(jià)關(guān)系。

1.5.1 改善基礎(chǔ)類

?????? 為改善一個(gè)函數(shù)，只需為衍生類的函數(shù)建立一個(gè)新定義即可。我們的目標(biāo)是：“盡管使用的函數(shù)接口未變，但它的新版本具有不同的表現(xiàn)”。

1.5.2 等價(jià)與類似關(guān)系

?????? 但在許多時(shí)候，我們必須為衍生類型加入新的接口元素。所以不僅擴(kuò)展了接口，也創(chuàng)建了一種新類型。這種新類型仍可替換成基礎(chǔ)類型，但這種替換并不是完美的，因?yàn)椴豢稍诨A(chǔ)類里訪問(wèn)新函數(shù)。我們將其稱作“類似”關(guān)系；新類型擁有舊類型的接口，但也包含了其他函數(shù)，所以不能說(shuō)它們是完全等價(jià)的。

1.6 多形對(duì)象的互換使用

?????? 通常，繼承最終會(huì)以創(chuàng)建一系列類收?qǐng)?#xff0c;所有類都建立在統(tǒng)一的接口基礎(chǔ)上。我們用一幅顛倒的樹(shù)形圖來(lái)闡明這一點(diǎn)（注釋⑤）：

⑤：這兒采用了“統(tǒng)一記號(hào)法”，本書(shū)將主要采用這種方法。

?????? 對(duì)這樣的一系列類，我們要進(jìn)行的一項(xiàng)重要處理就是將衍生類的對(duì)象當(dāng)作基礎(chǔ)類的一個(gè)對(duì)象對(duì)待。這一點(diǎn)是非常重要的，因?yàn)樗馕吨覀冎恍杈帉?xiě)單一的代碼，令其忽略類型的特定細(xì)節(jié)，只與基礎(chǔ)類打交道。這樣一來(lái)，那些代碼就可與類型信息分開(kāi)。所以更易編寫(xiě)，也更易理解。此外，若通過(guò)繼承增添了一種新類型，如“三角形”，那么我們?yōu)椤皫缀涡螤睢毙骂愋途帉?xiě)的代碼會(huì)象在舊類型里一樣良好地工作。所以說(shuō)程序具備了“擴(kuò)展能力”，具有“擴(kuò)展性”。

?????? 以上面的例子為基礎(chǔ)，假設(shè)我們用 Java 寫(xiě)了這樣一個(gè)函數(shù)：

Void doStuff(Shape s){ ? s.erase(); ? //… ? s.draw(); }

?????? 這個(gè)函數(shù)可與任何“幾何形狀”（Shape）通信，所以完全獨(dú)立于它要描繪（draw）和刪除（erase）的任何特定類型的對(duì)象。如果我們?cè)谄渌恍┏绦蚶锸褂?doStuff()函數(shù)：

?????? 那么對(duì)doStuff()的調(diào)用會(huì)自動(dòng)良好地工作，無(wú)論對(duì)象的具體類型是什么。

?????? 這實(shí)際是一個(gè)非常有用的編程技巧。請(qǐng)考慮下面這行代碼：

?????? doStuff(c);

?????? 此時(shí)，一個(gè) Circle（圓）句柄傳遞給一個(gè)本來(lái)期待 Shape（形狀）句柄的函數(shù)。由于圓是一種幾何形狀，所以doStuff()能正確地進(jìn)行處理。也就是說(shuō)，凡是 doStuff()能發(fā)給一個(gè) Shape的消息，Circle也能接收。所以這樣做是安全的，不會(huì)造成錯(cuò)誤。

?????? 我們將這種把衍生類型當(dāng)作它的基本類型處理的過(guò)程叫作“Upcasting”（上溯造型[莫星燦7]?）。其中，“cast”（造型）是指根據(jù)一個(gè)現(xiàn)成的模型創(chuàng)建；而“Up”（向上）表明繼承的方向是從“上面”來(lái)的——即基礎(chǔ)類位于頂部，而衍生類在下方展開(kāi)。所以，根據(jù)基礎(chǔ)類進(jìn)行造型就是一個(gè)從上面繼承的過(guò)程，即“Upcasting”。在面向?qū)ο蟮某绦蚶?#xff0c;通常都要用到上溯造型技術(shù)。這是避免去調(diào)查準(zhǔn)確類型的一個(gè)好辦法。請(qǐng)看看doStuff()里的代碼：

s.erase(); // ... s.draw();

?????? 注意它并未這樣表達(dá)：“如果你是一個(gè)Circle，就這樣做；如果你是一個(gè)Square，就那樣做；等等”。若那樣編寫(xiě)代碼，就需檢查一個(gè)Shape 所有可能的類型，如圓、矩形等等。這顯然是非常麻煩的，而且每次添加了一種新的 Shape類型后，都要相應(yīng)地進(jìn)行修改。在這兒，我們只需說(shuō)：“你是一種幾何形狀，我知道你能將自己刪掉，即erase()；請(qǐng)自己采取那個(gè)行動(dòng)，并自己去控制所有的細(xì)節(jié)吧。”

1.6.1 動(dòng)態(tài)綁定

?????? 將一條消息發(fā)給對(duì)象時(shí)，如果并不知道對(duì)方的具體類型是什么，但采取的行動(dòng)同樣是正確的，這種情況就叫作“多形性”（Polymorphism）。對(duì)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，它們用以實(shí)現(xiàn)多形性的方法叫作“動(dòng)態(tài)綁定[莫星燦8]?”。編譯器和運(yùn)行期系統(tǒng)會(huì)負(fù)責(zé)對(duì)所有細(xì)節(jié)的控制；我們只需知道會(huì)發(fā)生什么事情，而且更重要的是，如何利用它幫助自己設(shè)計(jì)程序。

1.6.2 抽象的基礎(chǔ)類和接口

?????? 設(shè)計(jì)程序時(shí)，我們經(jīng)常都希望基礎(chǔ)類只為自己的衍生類提供一個(gè)接口。也就是說(shuō)，我們不想其他任何人實(shí)際創(chuàng)建基礎(chǔ)類的一個(gè)對(duì)象，只對(duì)上溯造型成它，以便使用它們的接口。[莫星燦9]?為達(dá)到這個(gè)目的，需要把那個(gè)類變成“抽象”的——使用abstract 關(guān)鍵字。若有人試圖創(chuàng)建抽象類的一個(gè)對(duì)象，編譯器就會(huì)阻止他們。這種工具可有效強(qiáng)制實(shí)行一種特殊的設(shè)計(jì)。

?????? 亦可用abstract 關(guān)鍵字描述一個(gè)尚未實(shí)現(xiàn)的方法——作為一個(gè)“根”使用，指出：“這是適用于從這個(gè)類繼承的所有類型的一個(gè)接口函數(shù)，但目前尚沒(méi)有對(duì)它進(jìn)行任何形式的實(shí)現(xiàn)。”抽象方法也許只能在一個(gè)抽象類里創(chuàng)建。繼承了一個(gè)類后，那個(gè)方法就必須實(shí)現(xiàn)，否則繼承的類也會(huì)變成“抽象”類。通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)抽象方法，我們可以將一個(gè)方法置入接口中，不必再為那個(gè)方法提供可能毫無(wú)意義的主體代碼。

?????? interface（接口）關(guān)鍵字將抽象類的概念更延伸了一步，它完全禁止了所有的函數(shù)定義。“接口”是一種相當(dāng)有效和常用的工具。另外如果自己愿意，亦可將多個(gè)接口都合并到一起（不能從多個(gè)普通class 或abstract class 中繼承）。

1.7 對(duì)象的創(chuàng)建和存在時(shí)間

從技術(shù)角度說(shuō)，OOP（面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)）只是涉及抽象的數(shù)據(jù)類型、繼承以及多形性，但另一些問(wèn)題也可能顯得非常重要。本節(jié)將就這些問(wèn)題進(jìn)行探討。

最重要的問(wèn)題之一是對(duì)象的創(chuàng)建及破壞方式。對(duì)象需要的數(shù)據(jù)位于哪兒，如何控制對(duì)象的“存在時(shí)間”呢？針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，解決的方案是各異其趣的。

第二個(gè)方法是在一個(gè)內(nèi)存池中動(dòng)態(tài)創(chuàng)建對(duì)象，該內(nèi)存池亦叫“堆”或者“內(nèi)存堆”。若采用這種方式，除非進(jìn)入運(yùn)行期，否則根本不知道到底需要多少個(gè)對(duì)象，也不知道它們的存在時(shí)間有多長(zhǎng)，以及準(zhǔn)確的類型是什么。這些參數(shù)都在程序正式運(yùn)行時(shí)才決定的。若需一個(gè)新對(duì)象，只需在需要它的時(shí)候在內(nèi)存堆里簡(jiǎn)單地創(chuàng)建它即可。由于存儲(chǔ)空間的管理是運(yùn)行期間動(dòng)態(tài)進(jìn)行的，所以在內(nèi)存堆里分配存儲(chǔ)空間的時(shí)間比在堆棧里創(chuàng)建的時(shí)間長(zhǎng)得多（在堆棧里創(chuàng)建存儲(chǔ)空間一般只需要一個(gè)簡(jiǎn)單的指令，將堆棧指針向下或向下移動(dòng)即可）。由于動(dòng)態(tài)創(chuàng)建方法使對(duì)象本來(lái)就傾向于復(fù)雜，所以查找存儲(chǔ)空間以及釋放它所需的額外開(kāi)銷不會(huì)為對(duì)象的創(chuàng)建造成明顯的影響。除此以外，更大的靈活性對(duì)于常規(guī)編程問(wèn)題的解決是至關(guān)重要的。

1.7.1 集合與繼承器

針對(duì)一個(gè)特定問(wèn)題的解決，如果事先不知道需要多少個(gè)對(duì)象，或者它們的持續(xù)時(shí)間有多長(zhǎng)，那么也不知道如何保存那些對(duì)象。既然如此，怎樣才能知道那些對(duì)象要求多少空間呢？事先上根本無(wú)法提前知道，除非進(jìn)入運(yùn)行期。

“繼續(xù)器”（Iterator），它屬于一種對(duì)象，負(fù)責(zé)選擇集合內(nèi)的元素，并把它們提供給繼

承器的用戶。作為一個(gè)類，它也提供了一級(jí)抽象。利用這一級(jí)抽象，可將集合細(xì)節(jié)與用于訪問(wèn)那個(gè)集合的代碼隔離開(kāi)。通過(guò)繼承器的作用，集合被抽象成一個(gè)簡(jiǎn)單的序列。繼承器允許我們遍歷那個(gè)序列，同時(shí)毋需關(guān)心基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是什么——換言之，不管它是一個(gè)矢量、一個(gè)鏈接列表、一個(gè)堆棧，還是其他什么東西。這樣一來(lái)，我們就可以靈活地改變基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，不會(huì)對(duì)程序里的代碼造成干擾。

1.7.2 單根結(jié)構(gòu)

在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)中，由于C++的引入而顯得尤為突出的一個(gè)問(wèn)題是：所有類最終是否都應(yīng)從單獨(dú)一個(gè)基礎(chǔ)類繼承。在Java 中（與其他幾乎所有OOP語(yǔ)言一樣），對(duì)這個(gè)問(wèn)題的答案都是肯定的，而且這個(gè)終級(jí)基礎(chǔ)類的名字很簡(jiǎn)單，就是一個(gè)“Object[莫星燦10]?”。

?????? 單根結(jié)構(gòu)中的所有對(duì)象都有一個(gè)通用接口，所以它們最終都屬于相同的類型。

?????? 單根結(jié)構(gòu)中的所有對(duì)象（比如所有 Java 對(duì)象）都可以保證擁有一些特定的功能。

?????? 利用單根結(jié)構(gòu)，我們可以更方便地實(shí)現(xiàn)一個(gè)垃圾收集器。與此有關(guān)的必要支持可安裝于基礎(chǔ)類中，而垃圾收集器可將適當(dāng)?shù)南l(fā)給系統(tǒng)內(nèi)的任何對(duì)象。如果沒(méi)有這種單根結(jié)構(gòu)，而且系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)句柄來(lái)操縱對(duì)象，那么實(shí)現(xiàn)垃圾收集器的途徑會(huì)有很大的不同，而且會(huì)面臨許多障礙。

1.7.3 集合庫(kù)與方便使用集合

由于集合是我們經(jīng)常都要用到的一種工具，所以一個(gè)集合庫(kù)是十分必要的，它應(yīng)該可以方便地重復(fù)使用。這樣一來(lái)，我們就可以方便地取用各種集合，將其插入自己的程序。Java 提供了這樣的一個(gè)庫(kù)，盡管它在Java1.0和 1.1中都顯得非常有限。

1. 下溯造型與模板／通用性

為了使這些集合能夠重復(fù)使用，或者“再生”，Java 提供了一種通用類型，以前曾把它叫作“Object”。單根結(jié)構(gòu)意味著、所有東西歸根結(jié)底都是一個(gè)對(duì)象”！所以容納了Object 的一個(gè)集合實(shí)際可以容納任何東西。這使我們對(duì)它的重復(fù)使用變得非常簡(jiǎn)便。

為使用這樣的一個(gè)集合，只需添加指向它的對(duì)象句柄即可，以后可以通過(guò)句柄重新使用對(duì)象。但由于集合只能容納Object，所以在我們向集合里添加對(duì)象句柄時(shí)，它會(huì)上溯造型成 Object，這樣便丟失了它的身份或者標(biāo)識(shí)信息。再次使用它的時(shí)候，會(huì)得到一個(gè)Object 句柄，而非指向我們?cè)缦戎萌氲哪莻€(gè)類型的句柄。所以怎樣才能歸還它的本來(lái)面貌，調(diào)用早先置入集合的那個(gè)對(duì)象的有用接口呢？

在這里，我們?cè)俅斡玫搅嗽煨?#xff08;Cast）。但這一次不是在分級(jí)結(jié)構(gòu)中上溯造型成一種更“通用”的類型。而是下溯造型成一種更“特殊”的類型。這種造型方法叫作“下溯造型[莫星燦11]?”（Downcasting）。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，我們知道在上溯造型的時(shí)候，Circle（圓）屬于Shape（幾何形狀）的一種類型，所以上溯造型是安全的。但我們不知道一個(gè)Object到底是 Circle 還是Shape，所以很難保證下溯造型的安全進(jìn)行，除非確切地知道自己要操作的是什么。

1.7.4 清除時(shí)的困境：由誰(shuí)負(fù)責(zé)清除？

在Java 中，垃圾收集器在設(shè)計(jì)時(shí)已考慮到了內(nèi)存的釋放問(wèn)題（盡管這并不包括清除一個(gè)對(duì)象涉及到的其他方面）。垃圾收集器“知道”一個(gè)對(duì)象在什么時(shí)候不再使用，然后會(huì)自動(dòng)釋放那個(gè)對(duì)象占據(jù)的內(nèi)存空間。采用這種方式，另外加上所有對(duì)象都從單個(gè)根類Object 繼承的事實(shí)，而且由于我們只能在內(nèi)存堆中以一種方式創(chuàng)建對(duì)象，所以Java 的編程要比 C++的編程簡(jiǎn)單得多。我們只需要作出少量的抉擇，即可克服原先存在的大量障礙。

1.????垃圾收集器對(duì)效率及靈活性的影響

既然這是如此好的一種手段，為什么在C++里沒(méi)有得到充分的發(fā)揮呢？我們當(dāng)然要為這種編程的方便性付出

一定的代價(jià)，代價(jià)就是運(yùn)行期的開(kāi)銷。正如早先提到的那樣，在C++中，我們可在堆棧中創(chuàng)建對(duì)象。在這種情況下，對(duì)象會(huì)得以自動(dòng)清除（但不具有在運(yùn)行期間隨心所欲創(chuàng)建對(duì)象的靈活性）。在堆棧中創(chuàng)建對(duì)象是為對(duì)象分配存儲(chǔ)空間最有效的一種方式，也是釋放那些空間最有效的一種方式。在內(nèi)存堆（Heap）中創(chuàng)建對(duì)象可能要付出昂貴得多的代價(jià)。如果總是從同一個(gè)基礎(chǔ)類繼承，并使所有函數(shù)調(diào)用都具有“同質(zhì)多形”特征，那么也不可避免地需要付出一定的代價(jià)。但垃圾收集器是一種特殊的問(wèn)題，因?yàn)槲覀?span style="color:red">永遠(yuǎn)不能確定它什么時(shí)候啟動(dòng)或者要花多長(zhǎng)的時(shí)間。這意味著在Java 程序執(zhí)行期間，存在著一種不連貫的因素。所以在某些特殊的場(chǎng)合，我們必須避免用它——比如在一個(gè)程序的執(zhí)行必須保持穩(wěn)定、連貫的時(shí)候（通常把它們叫作“實(shí)時(shí)程序”，盡管并不是所有實(shí)時(shí)編程問(wèn)題都要這方面的要求）。

1.8 違例控制：解決錯(cuò)誤

“違例控制”將錯(cuò)誤控制方案內(nèi)置到程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中，有時(shí)甚至內(nèi)建到操作系統(tǒng)內(nèi)。這里的“違例”（Exception）屬于一個(gè)特殊的對(duì)象，它會(huì)從產(chǎn)生錯(cuò)誤的地方“扔”或“擲”出來(lái)。隨后，這個(gè)違例會(huì)被設(shè)計(jì)用于控制特定類型錯(cuò)誤的“違例控制器”捕獲。在情況變得不對(duì)勁的時(shí)候，可能有幾個(gè)違例控制器并行捕獲對(duì)應(yīng)的違例對(duì)象。由于采用的是獨(dú)立的執(zhí)行路徑，所以不會(huì)干擾我們的常規(guī)執(zhí)行代碼。這樣便使代碼的編寫(xiě)變得更加簡(jiǎn)單，因?yàn)椴槐亟?jīng)常性強(qiáng)制檢查代碼。除此以外，“擲”出的一個(gè)違例不同于從函數(shù)返回的錯(cuò)誤值，也不同于由函數(shù)設(shè)置的一個(gè)標(biāo)志。那些錯(cuò)誤值或標(biāo)志的作用是指示一個(gè)錯(cuò)誤狀態(tài)，是可以忽略的。但違例不能被忽略，所以肯定能在某個(gè)地方得到處置。最后，利用違例能夠可靠地從一個(gè)糟糕的環(huán)境中恢復(fù)。此時(shí)一般不需要退出，我們可以采取某些處理，恢復(fù)程序的正常執(zhí)行。顯然，這樣編制出來(lái)的程序顯得更加可靠。[莫星燦12]?

1.9 多線程

有些時(shí)候，中斷對(duì)那些實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的任務(wù)來(lái)說(shuō)是很有必要的。但還存在其他許多問(wèn)題，它們只要求將問(wèn)題劃分進(jìn)入獨(dú)立運(yùn)行的程序片斷中，使整個(gè)程序能更迅速地響應(yīng)用戶的請(qǐng)求。在一個(gè)程序中，這些獨(dú)立運(yùn)行的片斷叫作“線程”（Thread），利用它編程的概念就叫作“多線程處理”。多線程處理一個(gè)常見(jiàn)的例子就是用戶界面。利用線程，用戶可按下一個(gè)按鈕，然后程序會(huì)立即作出響應(yīng)，而不是讓用戶等待程序完成了當(dāng)前任務(wù)以后才開(kāi)始響應(yīng)。

最開(kāi)始，線程只是用于分配單個(gè)處理器的處理時(shí)間的一種工具。但假如操作系統(tǒng)本身支持多個(gè)處理器，那么每個(gè)線程都可分配給一個(gè)不同的處理器，真正進(jìn)入“并行運(yùn)算”狀態(tài)。從程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的角度看，多線程操作最有價(jià)值的特性之一就是程序員不必關(guān)心到底使用了多少個(gè)處理器。程序在邏輯意義上被分割為數(shù)個(gè)線程；假如機(jī)器本身安裝了多個(gè)處理器，那么程序會(huì)運(yùn)行得更快，毋需作出任何特殊的調(diào)校。根據(jù)前面的論述，大家可能感覺(jué)線程處理非常簡(jiǎn)單。但必須注意一個(gè)問(wèn)題：共享資源！如果有多個(gè)線程同時(shí)運(yùn)行，而且它們?cè)噲D訪問(wèn)相同的資源，就會(huì)遇到一個(gè)問(wèn)題。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，兩個(gè)進(jìn)程不能將信息同時(shí)發(fā)送給一臺(tái)打印機(jī)。為解決這個(gè)問(wèn)題，對(duì)那些可共享的資源來(lái)說(shuō)（比如打印機(jī)），它們?cè)谑褂闷陂g必須進(jìn)入鎖定狀態(tài)。所以一個(gè)線程可將資源鎖定，在完成了它的任務(wù)后，再解開(kāi)（釋放）這個(gè)鎖，使其他線程可以接著使用同樣的資源。

Java 的多線程機(jī)制已內(nèi)建到語(yǔ)言中，這使一個(gè)可能較復(fù)雜的問(wèn)題變得簡(jiǎn)單起來(lái)。對(duì)多線程處理的支持是在對(duì)象這一級(jí)支持的，所以一個(gè)執(zhí)行線程可表達(dá)為一個(gè)對(duì)象。Java 也提供了有限的資源鎖定方案。它能鎖定任何對(duì)象占用的內(nèi)存（內(nèi)存實(shí)際是多種共享資源的一種），所以同一時(shí)間只能有一個(gè)線程使用特定的內(nèi)存空間。為達(dá)到這個(gè)目的，需要使用synchronized關(guān)鍵字。其他類型的資源必須由程序員明確鎖定，這通常要求程序員創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，用它代表一把鎖，所有線程在訪問(wèn)那個(gè)資源時(shí)都必須檢查這把鎖。

1.10 永久性

Java 1.1 提供了對(duì)“有限永久性”的支持，這意味著我們可將對(duì)象簡(jiǎn)單地保存到磁盤(pán)上，以后任何時(shí)間都可取回。之所以稱它為“有限”的，是由于我們?nèi)匀恍枰鞔_發(fā)出調(diào)用，進(jìn)行對(duì)象的保存和取回工作。這些工作不能自動(dòng)進(jìn)行。在Java 未來(lái)的版本中，對(duì)“永久性”的支持有望更加全面。

1.11 Java 和因特網(wǎng)

Java 除了可解決傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)問(wèn)題以外，還能解決World Wide Web（萬(wàn)維網(wǎng)）上的編程問(wèn)題。

1.11.1 什么是 Web ？

1. 客戶機(jī)／服務(wù)器計(jì)算

客戶機(jī)／服務(wù)器系統(tǒng)的基本思想是我們能在一個(gè)統(tǒng)一的地方集中存放信息資源。一般將數(shù)據(jù)集中保存在某個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，根據(jù)其他人或者機(jī)器的請(qǐng)求將信息投遞給對(duì)方。客戶機(jī)／服務(wù)器概述的一個(gè)關(guān)鍵在于信息是“集中存放”的。所以我們能方便地更改信息，然后將修改過(guò)的信息發(fā)放給信息的消費(fèi)者。將各種元素集中到一起，信息倉(cāng)庫(kù)、用于投遞信息的軟件以及信息及軟件所在的那臺(tái)機(jī)器，它們聯(lián)合起來(lái)便叫作“服務(wù)器”（Server）。而對(duì)那些駐留在遠(yuǎn)程機(jī)器上的軟件，它們需要與服務(wù)器通信，取回信息，進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?#xff0c;然后在遠(yuǎn)程機(jī)器上顯示出來(lái)，這些就叫作“客戶”（Client）。[莫星燦13]?

這樣看來(lái)，客戶機(jī)／服務(wù)器的基本概念并不復(fù)雜。這里要注意的一個(gè)主要問(wèn)題是單個(gè)服務(wù)器需要同時(shí)向多個(gè)客戶提供服務(wù)。在這一機(jī)制中，通常少不了一套數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，使設(shè)計(jì)人員能將數(shù)據(jù)布局封裝到表格中，以獲得最優(yōu)的使用。除此以外，系統(tǒng)經(jīng)常允許客戶將新信息插入一個(gè)服務(wù)器。這意味著必須確保客戶的新數(shù)據(jù)不會(huì)與其他客戶的新數(shù)據(jù)沖突，或者說(shuō)需要保證那些數(shù)據(jù)在加入數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)候不會(huì)丟失（用數(shù)據(jù)庫(kù)的術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，這叫作“事務(wù)處理”）。客戶軟件發(fā)生了改變之后，它們必須在客戶機(jī)器上構(gòu)建、調(diào)試以及安裝。所有這些會(huì)使問(wèn)題變得比我們一般想象的復(fù)雜得多。另外，對(duì)多種類型的計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)的支持也是一個(gè)大問(wèn)題。最后，性能的問(wèn)題顯得尤為重要：可能會(huì)有數(shù)百個(gè)客戶同時(shí)向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求。所以任何微小的延誤都是不能忽視的。為盡可能緩解潛伏的問(wèn)題，程序員需要謹(jǐn)慎地分散任務(wù)的處理負(fù)擔(dān)。一般可以考慮讓客戶機(jī)負(fù)擔(dān)部分處理任務(wù)，但有時(shí)亦可分派給服務(wù)器所在地的其他機(jī)器，那些機(jī)器亦叫作“中間件[莫星燦14]?”（中間件也用于改進(jìn)對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)）。

2. Web是一個(gè)巨大的服務(wù)器

Web實(shí)際就是一套規(guī)模巨大的客戶機(jī)／服務(wù)器系統(tǒng)。但它的情況要復(fù)雜一些，因?yàn)樗蟹?wù)器和客戶都同時(shí)存在于單個(gè)網(wǎng)絡(luò)上面。但我們沒(méi)必要了解更進(jìn)一步的細(xì)節(jié)，因?yàn)槲ㄒ灰P(guān)心的就是一次建立同一個(gè)服務(wù)器的連接，并同它打交道（即使可能要在全世界的范圍內(nèi)搜索正確的服務(wù)器）。

最開(kāi)始的時(shí)候，這是一個(gè)簡(jiǎn)單的單向操作過(guò)程。我們向一個(gè)服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，它向我們回傳一個(gè)文件，由于本機(jī)的瀏覽器軟件（亦即“客戶”或“客戶程序”）負(fù)責(zé)解釋和格式化，并在我們面前的屏幕上正確地顯示出來(lái)。但人們不久就不滿足于只從一個(gè)服務(wù)器傳遞網(wǎng)頁(yè)。他們希望獲得完全的客戶機(jī)／服務(wù)器能力，使客戶（程序）也能反饋一些信息到服務(wù)器。比如希望對(duì)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，向服務(wù)器添加新信息，或者下一份訂單等等（這也提供了比以前的系統(tǒng)更高的安全要求）。[莫星燦15]?在Web的發(fā)展過(guò)程中，我們可以很清晰地看出這些令人心喜的變化。

Web瀏覽器的發(fā)展終于邁出了重要的一步：某個(gè)信息可在任何類型的計(jì)算機(jī)上顯示出來(lái)，毋需任何改動(dòng)。然而，瀏覽器仍然顯得很原始，在用戶迅速增多的要求面前顯得有些力不從心。它們的交互能力不夠強(qiáng)，而且對(duì)服務(wù)器和因特網(wǎng)都造成了一定程度的干擾。這是由于每次采取一些要求編程的操作時(shí)，必須將信息反饋回服務(wù)器，在服務(wù)器那一端進(jìn)行處理。所以完全可能需要等待數(shù)秒乃至數(shù)分鐘的時(shí)間才會(huì)發(fā)現(xiàn)自己剛才拼錯(cuò)了一個(gè)單詞。由于瀏覽器只是一個(gè)純粹的查看程序，所以連最簡(jiǎn)單的計(jì)算任務(wù)都不能進(jìn)行（當(dāng)然在另一方面，它也顯得非常安全，因?yàn)椴荒茉诒緳C(jī)上面執(zhí)行任何程序，避開(kāi)了程序錯(cuò)誤或者病毒的騷擾）。

為解決這個(gè)問(wèn)題，人們采取了許多不同的方法。最開(kāi)始的時(shí)候，人們對(duì)圖形標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了改進(jìn)，使瀏覽器能顯示更好的動(dòng)畫(huà)和視頻。為解決剩下的問(wèn)題，唯一的辦法就是在客戶端（瀏覽器）內(nèi)運(yùn)行程序。這就叫作“客戶端編程”，它是對(duì)傳統(tǒng)的“服務(wù)器端編程”的一個(gè)非常重要的拓展。[莫星燦16]?

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?[莫星燦1]OOP: 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)

?[莫星燦2]終于知道句柄是什么鬼了！

?[莫星燦3]調(diào)用方法的原理

?[莫星燦4]不太理解

?[莫星燦5]較形象地理解這四個(gè)關(guān)鍵字

?[莫星燦6]同感

?[莫星燦7]也叫向上轉(zhuǎn)型

?[莫星燦8]跟“什么人說(shuō)什么話”道理類似

?[莫星燦9]使用抽象的原因

[莫星燦10]所有類都繼承Object

?[莫星燦11]向下轉(zhuǎn)型

?[莫星燦12]Exception Try{ }catch{ }的理解

?[莫星燦13]形象生動(dòng)的詮釋何為服務(wù)器和客戶,BC端

?[莫星燦14]大公司如阿里這種應(yīng)該對(duì)這個(gè)很有研究了

?[莫星燦15]早期瀏覽器形態(tài)

?[莫星燦16]B/S端

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的《Java编程思想》《Think in Java》笔记的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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