java.lang、java.io、java.net、java.util解释整理

为应对近期单位认证：整理点Java知识

首先整理Java常见的类库：

1.Java.lang

这个算是我们开发经常用到的基础类了，包含的类有object超类，8种类型的包装类，字符串类，线程类，异常类等

如下所示:图来自：链接

异常处理机制：

Throwable
Throwable
Throwable是 Java 语言中所有错误或异常的超类。
Throwable包含两个子类: Error 和 Exception。它们通常用于指示发生了异常情况。
Throwable包含了其线程创建时线程执行堆栈的快照，它提供了printStackTrace()等接口用于获取堆栈跟踪数据等信息。
Exception
Exception及其子类是 Throwable 的一种形式，它指出了合理的应用程序想要捕获的条件。
RuntimeException
RuntimeException是那些可能在 Java 虚拟机正常运行期间抛出的异常的超类。
编译器不会检查RuntimeException异常。例如，除数为零时，抛出ArithmeticException异常。RuntimeException是ArithmeticException的超类。当代码发生除数为零的情况时，倘若既"没有通过throws声明抛出ArithmeticException异常"，也"没有通过try…catch…处理该异常"，也能通过编译。这就是我们所说的"编译器不会检查RuntimeException异常"！
如果代码会产生RuntimeException异常，则需要通过修改代码进行避免。例如，若会发生除数为零的情况，则需要通过代码避免该情况的发生！
Error
和Exception一样，Error也是Throwable的子类。它用于指示合理的应用程序不应该试图捕获的严重问题，大多数这样的错误都是异常条件。
和RuntimeException一样，编译器也不会检查Error

异常分类
Java将可抛出(Throwable)的结构分为三种类型：被检查的异常(Checked Exception)，运行时异常(RuntimeException)和错误(Error)。

1.运行时异常
定义: RuntimeException及其子类都被称为运行时异常。
特点: Java编译器不会检查它。也就是说，当程序中可能出现这类异常时，倘若既"没有通过throws声明抛出它"，也"没有用 try-catch语句捕获它"，还是会编译通过。例如，除数为零时产生的ArithmeticException异常，数组越界时产生的 IndexOutOfBoundsException异常，fail-fail机制产生的ConcurrentModificationException异常等，都属于运行时异常。
虽然Java编译器不会检查运行时异常，但是我们也可以通过throws进行声明抛出，也可以通过try-catch对它进行捕获处理。
如果产生运行时异常，则需要通过修改代码来进行避免。例如，若会发生除数为零的情况，则需要通过代码避免该情况的发生！
2.被检查的异常
定义: Exception类本身，以及Exception的子类中除了"运行时异常"之外的其它子类都属于被检查异常。
特点: Java编译器会检查它。此类异常，要么通过throws进行声明抛出，要么通过try-catch进行捕获处理，否则不能通过编译。例如，CloneNotSupportedException就属于被检查异常。当通过clone()接口去克隆一个对象，而该对象对应的类没有实现Cloneable接口，就会抛出CloneNotSupportedException异常。
被检查异常通常都是可以恢复的。
3.错误
定义: Error类及其子类。
特点: 和运行时异常一样，编译器也不会对错误进行检查。
当资源不足、约束失败、或是其它程序无法继续运行的条件发生时，就产生错误。程序本身无法修复这些错误的。例如，VirtualMachineError就属于错误。

2.java.io

1. 流的概念

在程序中所有的数据都是以流的方式进行传输或保存的，程序需要数据的时候要使用输入流读取数据，而当程序需要将一些数据保存起来的时候，就要使用输出流完成。

程序中的输入输出都是以流的形式保存的，流中保存的实际上全都是字节文件。

2. 字节流与字符流

在java.io包中操作文件内容的主要有两大类：字节流、字符流，两类都分为输入和输出操作。在字节流中输出数据主要是使用OutputStream完成，输入使的是InputStream，在字符流中输出主要是使用Writer类完成，输入流主要使用Reader类完成。（这四个都是抽象类）。

java中提供了专用于输入输出功能的包Java.io,其中包括： InputStream,OutputStream,Reader,Writer。

InputStream 和OutputStream,两个是为字节流设计的,主要用来处理字节或二进制对象。

Reader和 Writer.两个是为字符流（一个字符占两个字节）设计的,主要用来处理字符或字符串。

字符流处理的单元为2个字节的Unicode字符，分别操作字符、字符数组或字符串，而字节流处理单元为1个字节，操作字节和字节数组。所以字符流是由Java虚拟机将字节转化为2个字节的Unicode字符为单位的字符而成的，所以它对多国语言支持性比较好！如果是音频文件、图片、歌曲，就用字节流好点，如果是关系到中文（文本）的，用字符流好点。

所有文件的储存是都是字节（byte）的储存，在磁盘上保留的并不是文件的字符而是先把字符编码成字节，再储存这些字节到磁盘。在读取文件（特别是文本文件）时，也是一个字节一个字节地读取以形成字节序列。

字节流可用于任何类型的对象，包括二进制对象，而字符流只能处理字符或者字符串； 2. 字节流提供了处理任何类型的IO操作的功能，但它不能直接处理Unicode字符，而字符流就可以。

具体案例：见链接

3.java.net

实现网络通信的所有类

4.java.util

java.util包含集合框架、遗留的 collection 类、事件模型、日期和时间设施、国际化和各种实用工具类（字符串标记生成器、随机数生成器和位数组、日期Date类、堆栈Stack类、向量Vector类等）。集合类、时间处理模式、日期时间工具等各类常用工具包

java的集合框架为程序提供了一种处理对象组的标准方式。设计了一系列标准泛型接口：
⑴Collection()接口

扩展了Iterable接口，位于集合层次结构的顶部，因此所有的集合都实现Collection接口，并提供了iterator()方法来返回一个迭代器。

add()方法添加对象，

remove()方法删除元素

clear()删除集合所有元素（size=0）

contains()方法查看集合是否包含对象

toArray()方法返回集合元素数组

equals()方法比较两个集合是否相等

size()方法返回集合中元素的数目

isEmpty()判断集合是否为空

hashCode()返回调用集合的散列码

iterator()返回调用集合的迭代器。

⑵List()接口

扩展了Collection接口，存储一个序列的元素（列表基于0的索引），可以包含重复的元素，但不能有null值。

获得特定位置的对象调用get()方法

用set()方法给特定位置元素赋值

用indexOf()或lastIndexOf()方法分别获得对象的第一个实例或最后一个实例所在的位置

subList()方法取子列表

listIterato()返回一个迭代器。

⑶Set接口

扩展了Collection接口，该集合不允许存在相同的元素（包括唯一null值）。SortedSet接口，扩展了Set接口并声明自已是升序的集合。

First()或Last()方法分别获得第一或最后一个对象

subSet()获得子集

headSet()和tailSet()方法分别获得从头开始或直到末尾的子集。

⑷Queue（队列）接口

扩展了Collection接口，并声明一个队列行为（FIFO,先进先出列表）。Offer()方法在队列尾插入元素。element()和peek()方法获得但不移除队列的第一个元素，如果队列为空，element()抛出NoSuchElementException异常，peek()返回null。poll()和remove()方法获得并移除队列的第一个元素，如果队列为空，poll()返回null，remove()抛出异常。

⑸Comparator（比较器）接口，定义了两个方法：compare()和equals()方法，通过改写compare()方法，能够改变对象排序的方式。

⑹Iterator（迭代器）接口、ListIterator（列表迭代器，可进行双向遍历）接口

一般来说，使用迭代器在集合中遍历时应遵循下面的步骤：一通过集合的iterator()得到一个指向集合开始处的迭代器：Iterator itr=collectionObject.iterator()；二设置一个判断是否有下一个元素的循环：如while（itr.hasNext()）{。三在循环中取出下一个元素：如Object element=itr.next()；

⑺RandomAccess（随机访问）接口。被ArrayList类和遗留的Vector类实现。

⑻Map（映射）接口、Map.Entry （Map的嵌套类、内部类）接口、SortedMap（默认按key键升序排列的映射）接口。映射是将键映射到值的对象，一个映射不能包含重复的键；每个键最多只能映射一个值。Map接口提供三种collection 视图：键集、值集合或键-值映射关系集。映射不是集合，因为它们不实现Collection接口，但是可以通过使用entrySet()方法获得键-值映射关系的集合视图跟效果，或使用keySet()方法获得键的集合视图，使用values()方法获得值的集合视图。put()方法将值放入映射中，get()得到与键k相关联的值。SortedMap接口增加了获取子映射的headMap()、tailMap()、subMap()方法和获取首尾键的firstKey()、lastKey()方法。Map.Entry接口定义了获取键值的getKey()、getValue()方法和替换值的setValue()方法。
Collection集合的有序是Set，Map的有序是TreeMap。
异常：试图增加一个不兼容的对象到集合或映射中，将抛出ClassCastException；如果使用无效索引，抛出IndexOutOfBoundException；null不允许存在于集合或映射中，如果试图使用null对象，抛出NullPointException；当修改不可改变的集合或映射时，抛出UnsupportedOperationException；当调用下一个对象不存在时，抛出NoSuchElementException；集合框架接口示意（父类∈子类）：1、Collection∈⑴List,⑵Set∈SortedSet。2、Map∈SortedMap。