Java编程开发技术

综合

原则

Java主打跨平台，也是Android应用的开发语言之一。

专题

• 熟手专用
• 冷门知识点
• Java/JDK下载地址
• Linux安装：apt install default-jre
• Java单项目、多项目模板
  
  Android应用开发

  新特性有：结构化并发(JEP 453)、外部函数和内存API(JEP 424)等。
  断点续传方案 - Java RandomAccessFile 大文件分片上传及合并。
  Java开发工具IDE - IntelliJ IDEA、NetBeans、Eclipse

特殊：
  URI.create("https://congci.com").toURL(); JDK20+取代了过时的 new URL("https://congci.com");
  序列化：
    Map.entry(true, 1); 可换用支持序列化的 new AbstractMap.SimpleEntry<Boolean, Integer>(false, 0);

Java基础

免源文件执行Java代码：

  命令行输入： jshell
  填入： "x".repeat(3)
  退出： /exit
  用法： /help


JDK21+(JEP445)新版main函数最简写法:
  void main() { System.out.println("Hello, World!"); }


Linux创建Java主函数文件：
  dd of=/tmp/hi.java << EOF
void main() { System.out.println(System.getProperty("java.version")); }
EOF

  启动单文件源码命令： java --enable-preview --source 21 /tmp/hi.java
  Gradle启用预览特性：
  application { mainClass = 'App'
    applicationDefaultJvmArgs = ['--enable-preview']
  }
  compileJava { options.compilerArgs += ['--enable-preview'] }

  孵化特性还需要添加模块儿 --add-modules jdk.incubator.concurrent
  单jar包启动： java -jar ./app.jar com.jpkg.App 或MANIFEST.MF用Class-Path: other.jar指定额外*.jar
  多jar包启动： java -cp ./app.jar;./guava-31.1-jre.jar pkg.App

  运行后关闭控制台：
    注意 - javaw不能用双引号括住！适用于gradle assembleDist生成的app.bat；%*指所有入参。
    @echo off
    start javaw -cp "./app.jar;./guava-31.1-jre.jar" pkg.App %*
    exit

// 若为Linux Shebang脚本(如java.sh)则起行必须写上#!....

#!/usr/bin/java --source 11
class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!"); 
    }
}

chmod +x java.sh
./java.sh
[或] java --release 11 java.sh  传参...

标准编译：
  javac hi.java
  [指定字节码版本/JDK9前用单横杠的-source]:javac --help输出最低支持为Java8(JDK9+为Java6)
  javac --release 11 hi.java
  java hi
  带包名则 java pkg/hi

  或 JDK11+支持同时编译加执行：java hi.java

JVM类文件版本(class file format major versions/UnsupportedClassVersionError) - https://en.wikipedia.org/wiki/Java_class_file#cite_ref-3

Java反编译工具（请合法使用） - JD-GUI

keytool的storetype默认是pkcs12，取代了老版本的jks私有格式；算法默认为3072 bits的SHA-384。

断言：
  用途 - Java默认禁止断言，不会执行assert行代码，也不会报错；生产期间可手动启用java -ea。
  语法 - assert result; 或 assert result : "移除失败";

特殊情况：
  gradle等工具对JDK新版本很敏感，若报错莫名其妙，可降级至主流JDK重测：
    曾遇到此类案例 - io.quarkus插件quarkusRun任务不支持JDK22；NetBeans运行的JDK和其运行的Gradle不兼容报错。

  & (gcm java.exe).Path --version

  Java打开命令行控制台并切换至指定目录：
        var cmd = {"cmd", "/c", "start", "powershell.exe", "-NoExit", "-Command", "Set-location", "D:\\"};
        new ProcessBuilder(cmd).start(); // 在PowerShell中执行命令、进入指定目录。
        // 接收命令输出流较复杂，故优先使用日志方式：
        new ProcessBuilder("ping", "localhost")
          //.redirectErrorStream(true).redirectOutput(ProcessBuilder.Redirect.appendTo(new File("x.log")))
          .start().onExit().thenAccept(p -> System.out.println("PID:" + p.pid() + "; EXIT CODE:" + p.exitValue())).join();

  查看JVM参数(亲测Open Liberty、Gradle等均可用) - java.lang.management.ManagementFactory.getRuntimeMXBean().getInputArguments() // [-Dfile.encoding=UTF-8, -Duser.language=zh]

  生产用JVM参数(JDK 23起ZGenerational已成默认可不写/非容器[快退重启]可用 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 来排查OOM)
    -XX:MaxRAMPercentage=95 -XX:+UseZGC -XX:+ZGenerational -XX:+CrashOnOutOfMemoryError

  [开发用JVM参数]
    -Xmx2048m -XX:+UseZGC --enable-preview

  JVM 内存占用百分比 -XX:MaxRAMPercentage默认跟-Xmx一样为总内存25%，推荐值为75%，会被显式参数-Xmx1024m覆盖。
  启用预览特性JVM参数 --enable-preview

  内存实际占用JVM参数 -XX:NativeMemoryTracking=summary
    启用后(性能损失约10%)查看命令(主看Total:committed=值) jcmd  VM.native_memory scale=MB

  GC内存占用减少一半(Java21起支持参二) -XX:+UseZGC -XX:+ZGenerational

  内存不足导致无法创建对象或执行System.gc()时才会触发Full GC，即使是“软引用(SoftReference)”对象也会被回收，而“弱引用(WeakReference)”则不进行Full GC也会被回收。
  垃圾回收器属于低优先级线程，故扫描时可能有延迟；System.gc()适用场合 - 在占内存较多的粗粒度操作之前调用。

  Java 22实用新特性 - 
    Unnamed Variables: try { } catch (NumberFormatException _) { }

  var arrays = {"a","b"}; // or new String[]{"a","b"};
  判断字符串是不是数字 - "123".chars().allMatch(Character::isDigit);

  Lambda:
    @FunctionalInterface interface Fi{ void x(String x); }
    Fi fi = (x) -> { System.out.println(x); }; fi.x("x"); 

  String Templates:
        var s = """
                {"text": "%s"}
                """.formatted("text value");
        System.out.println(s); // {"text": "text value"}

  遍历枚举：
    var e = NetworkInterface.getNetworkInterfaces(); // Guava 👇 入参必须判null。
    新迭代 - List.of("A", "B").iterator().forEachRemaining(System.out::println);
    传统迭代 - while(it.hasNext()) { System.out.println(it.next()); }
    if (e != null) { com.google.common.collect.Iterators.forEnumeration(e).forEachRemaining(System.out::println); }

  直接比对static常量会被IDE警告永不为true/false，故改写为：
    Objects.equals("com.example", BuildConfig.APPLICATION_ID);

  列表去重 - stringList.stream().distinct().toList();

  获取系统字体名：GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment().getAvailableFontFamilyNames();

Stream API参考

  List转Map：Java Stream 转换List至Map写法 Collectors.toMap
    list.stream().collect(Collectors.toMap(User::getId, User::getName)); // 值为字段
    list.stream().collect(Collectors.toMap(User::getId, obj -> obj)); // 值为对象
    ...Collectors.toMap(User::Id, obj -> obj.Name != null ? obj.Name : "") // 值为null处理
    或 Collectors.toMap(User::Id, obj -> Optional.ofNullable(obj.Name()).orElse(""))
    // Key重复则取首个；覆盖式则Lambda返回值改为duplicateId
    list.stream().collect(Collectors.toMap(User::Id, User::Name, (firstId, duplicateId) -> firstId));

  ByteBuffer写入InputStream并可读：
    var bb = ByteBuffer.allocate(inputStream.available());
    while (inputStream.available() > 0) {
        bb.put((byte) inputStream.read());
    } // 该方式似乎是逐字节写入，可再套一层做成多字节缓冲方式。
    bb.flip(); // 从InputStream切换至OutputStream模式

获取Java版本 - System.getProperty("java.version");
获取系统临时目录 - System.getProperty("java.io.tmpdir"); // Windows中默认取自“tmp”环境变量

设置系统临时目录 - java -Djava.io.tmpdir=C:\Users\x\AppData\Local\Temp\ -jar ...
路径不存在的方法 - Files.notExists(dirPath);

Java switch 是通过 String.equals 方法来比较 case 值的，所以应避免 NullPointerException 。

非自定义类的类加载器和getResource("")永远为null：new String().getClass().getClassLoader()
  永不null：Thread.currentThread().getContextClassLoader()、CustomClass.class.getResource("");

类型默认值： 等同C#的default(int)或return default;
  com.google.common.base.Defaults.defaultValue(Integer.TYPE); //will return 0
  或 public static  T defaultValue(Class cls) {
        return (T) java.lang.reflect.Array.get(Array.newInstance(cls, 1), 0);
     }

序列化：
  // Jackson使用OffsetDateTime必须引入jackson-datatype-jsr310库,不setDateFormat则为纯数字。
  var om = new ObjectMapper().registerModules(new JavaTimeModule())
    .setDateFormat(new StdDateFormat().withColonInTimeZone(true));
  var jsonString = om.writeValueAsString(obj);

虚拟线程（Virtual Threads）/协程：

结构化并发(Structured Concurrency)

  多任务并发时，只要其中之一完成，就关闭所有任务线程：
        try (var sts = new StructuredTaskScope.ShutdownOnSuccess()) {
            sts.fork(() -> findUser()); sts.fork(() -> fetchOrder());
            sts.joinUntil(Instant.now().plusSeconds(60)).result();
        } catch (InterruptedException | TimeoutException | ExecutionException ex) {
            System.err.println(ex);
        }

    老版本方式：Executors.newCachedThreadPool().invokeAny(List.of(() -> UUID.randomUUID()));

Java兼容性

JDK 21(ClassVersion 65)、JDK 20(ClassVersion 64)、JDK 19(ClassVersion 63)

        Apache NetBeans：
          IDE v20首选JDK 20，若用JDK 21+则警告“Unsupported Java Runtime”，但不影响使用;
          该IDE配置的Gradle，若不支持高版本JDK则报错;
          注意 - 版本发布日总会延误20天！
          gradle.properties可指定IDE所用JDK之外的版本：netbeans.hint.jdkPlatform=JDK_20
          【临时Bug】NB20在compileJava任务启用--enable-preview会飘红，暂注释之。
        


        Gradle 8.1 最高兼容 JDK 20；Gradle 8.0 最高兼容 JDK 19


        Android Studio Dolphin 2021.3.1 项目 最高兼容 JDK 11
    

jpackage - 打包java程序为系统安装包("app-image", "exe", "msi", "rpm", "deb", "pkg", "dmg")

Java程序打包

GraalVM Native Image

Java原生应用专题

Java语法

Java语言关键词、保留词列表
方法内抛出异常：throw new Exception("抛出一个异常");
方法体声明异常：void method() throws Exception, ArithmeticException { }

com.google.common.html.HtmlEscapers.htmlEscaper().escape(s)

  EQ 就是 EQUAL等于 
  NE 就是 NOT EQUAL不等于 
  GT 就是 GREATER THAN大于　 
  LT 就是 LESS THAN小于 
  GE 就是 GREATER THAN OR EQUAL 大于等于 
  LE 就是 LESS THAN OR EQUAL 小于等于

Java Web App | 网站应用

Java Web Server | HTTP网站服务监听

Java 网络

Java Swing | 桌面GUI程序、JNI\JNA\FFM

JDBC

  JDBC（Java Database Connectivity） - 关系型数据库管理技术入门

        // 若用了mariadb-java-client，则必须修改URL协议为 jdbc:mariadb://...
        String url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/db-name";
        String user = "root", password = "1";
        try (var conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);
                Statement sta = conn.createStatement()) {
            // 或 参数化 var ps = conn.prepareStatement(sql);
            // ps.setString(1, name); // index从1数起
            ResultSet rs = sta.executeQuery("select 'Hi'"); // ps.executeUpdate(); 
            if(rs.next()){ System.out.println(rs.getObject(1)); } // Statement关闭时会连带关闭ResultSet
        } catch (SQLException ex) { System.err.println(ex); }

        // 今日统计 - select COUNT(ID) AS count FROM article WHERE TO_DAYS(AccessTime)=TO_DAYS(NOW())

        // 或 Spring 6.1 JdbcClient API：jdbcClient.sql(sql).param(grade).param(state).query(new StudentRowMapper()).list();

    对象嵌对象判null传统写法：
    if (p!= null && p.getLocation() != null && p.getLocation().getCity() != null) {
        return p.getLocation().getCity().toLowerCase();
    }
    简写：
    Optional.ofNullable(p).map(Person::getLocation)
    .map(Location::getCity).map(String::toLowerCase);
    

Gradle & Maven

Java构建工具