九、java常用类Java 常用类极度详细完整版本章核心说明 Java 常用类是开发每天都在用的基础 API，重点包

Java 常用类极度详细完整版

本章核心说明

Java 常用类是开发每天都在用的基础 API，重点包含：

Object（所有类的父类）
String（字符串，面试重灾区）
StringBuilder / StringBuffer（字符串拼接）
包装类（8 大基本类型包装类、自动装箱拆箱）
Math / Random / System
BigDecimal（解决浮点运算精度丢失，企业必用）
Date / SimpleDateFormat / LocalDateTime（时间类）

所有内容均包含：底层结构 + 常用方法 + 执行原理 + 企业坑 + 面试题

一、java.lang.Object（所有类的顶级父类）

Java 中所有类默认直接或间接继承 Object，即使不写 extends Object 也成立。

1. 核心方法（必须全部掌握）

1.1 `public String toString()`

默认返回：类名@十六进制哈希值
意义：用于打印对象时展示信息
企业规范：所有实体类必须重写 toString

1.2 `public boolean equals(Object obj)`

默认逻辑：直接比较 ==，即比较对象地址
String、Integer、BigDecimal 等都重写了 equals，用于比较内容
equals 规范（自反、对称、传递、一致、非空）

1.3 `public int hashCode()`

返回对象的哈希码值（int）
规范：
- equals 相等 → hashCode 必须相等
- hashCode 相等 → equals 不一定相等
不重写 hashCode 直接用 HashSet/HashMap 会出 BUG

1.4 `protected Object clone() throws CloneNotSupportedException`

对象克隆（浅克隆）
必须实现 Cloneable 接口（标记接口）
浅克隆：基本类型复制值，引用类型复制地址

1.5 `public final Class<?> getClass()`

获取对象的运行时类对象（Class 类型）
用于反射

1.6 `protected void finalize()`

垃圾回收前调用
不推荐使用，不确定执行时间，企业几乎不用

1.7 `public final void wait()` / `notify()` / `notifyAll()`

线程等待/唤醒
必须在 synchronized 代码块中使用

2. == vs equals（企业高频坑）

==
- 基本类型：比较值
- 引用类型：比较内存地址
equals
- 未重写：同 ==
- 重写后：比较内容（如 String）

坑：

Integer a = 128;
Integer b = 128;
a == b; // false（超过缓存范围）
a.equals(b); // true

二、java.lang.String（最常用、面试最多）

1. 底层本质

String 是不可变字符序列
JDK8 底层：private final char[] value
JDK9+ 底层：private final byte[] value + coder（节省空间）
不可变：一旦创建，字符串内容无法修改，所有修改都会产生新对象

2. String 内存分配（核心）

2.1 字符串常量池（String Pool）

位于方法区/堆中（JDK7+ 移到堆）
作用：共享字符串，节省内存
字面量创建会进入常量池

2.2 创建方式对比

// 1. 字面量：进入常量池，复用对象
String s1 = "abc";

// 2. new：一定在堆中创建新对象，可能指向常量池数据
String s2 = new String("abc");

s1 == s2 → false s1.equals(s2) → true

3. 常用方法（全）

equals() / equalsIgnoreCase()：比较内容
length()：长度
charAt(int index)：获取指定位置字符
indexOf(String str)：查找子串位置
substring(int begin, int end)：截取（左闭右开）
replace(char old, char new)：替换
split(String regex)：分割
trim()：去除首尾空格
toUpperCase() / toLowerCase()：大小写
startsWith() / endsWith()：判断开头结尾
toCharArray()：转 char 数组

4. String 不可变性的影响

频繁拼接会产生大量垃圾对象 → 内存浪费、GC 压力大
线程安全（天生不可变）
适合作为 HashMap key（安全稳定）

5. 企业级巨坑

坑 1：使用 String 做大量循环拼接

String s = "";
for (int i=0; i<10000; i++) {
    s += i;
}

每次循环创建新 String 对象
性能极差，OOM 风险
必须用 StringBuilder

坑 2：使用 substring 导致内存泄漏（JDK7 之前）

旧版 substring 会复用原数组，大字符串截取后无法释放，导致内存泄漏 JDK7+ 已修复，会复制新数组

坑 3：String 不可变被误解

String s = "a";
s = "b"; // 不是修改对象，是改变引用指向

坑 4：使用 == 比较字符串

业务中 99% 应该用 equals

三、StringBuilder & StringBuffer

1. 底层

可变字符序列
底层 char[]（JDK8），没有 final，可扩容
默认容量 16，满了自动 2*旧容量+2

2. 区别（必考）

StringBuilder
- JDK5
- 线程不安全
- 速度快
- 开发 99% 场景使用
StringBuffer
- JDK1.0
- 线程安全（方法带 synchronized）
- 速度慢
- 多线程共享变量才用

3. 常用方法

append()：追加（最常用）
insert()：插入
delete()：删除
reverse()：反转
toString()：转回 String

4. 企业规范

字符串拼接、循环拼接、动态构建字符串，一律使用 StringBuilder

四、8 大基本类型包装类

1. 对应关系

byte → Byte
short → Short
int → Integer
long → Long
float → Float
double → Double
char → Character
boolean → Boolean

2. 自动装箱 / 拆箱（JDK5+）

装箱：基本 → 包装 Integer a = 10; // 底层 Integer.valueOf(10)
拆箱：包装 → 基本 int b = a; // 底层 a.intValue()

3. 包装类缓存池（企业坑）

Integer：默认缓存 [-128, 127]
Long、Byte、Short：同样缓存 -128~127
Boolean：缓存 TRUE/FALSE
Character：缓存 0~127

坑：

Integer a = 127;
Integer b = 127;
a == b → true

Integer c = 128;
Integer d = 128;
c == d → false

4. 常用方法

parseInt(String)：字符串转 int
valueOf(int)：装箱
toString()：转字符串
MAX_VALUE / MIN_VALUE

5. 企业坑

包装类是引用类型，可能为 null，拆箱时 NPE

Integer a = null;
int b = a; // 空指针！

五、java.math.BigDecimal（企业金钱计算必用）

1. 为什么要用

float、double 运算会精度丢失：

0.1 + 0.2 = 0.30000000000000004

金融、金额计算绝对禁止使用 double

2. 创建方式（坑点）

// 错误！依然精度丢失
BigDecimal a = new BigDecimal(0.1);

// 正确！使用字符串构造
BigDecimal b = new BigDecimal("0.1");

3. 常用方法

add()：加
subtract()：减
multiply()：乘
divide()：除（必须指定舍入模式，否则无限小数抛异常）
setScale(2, RoundingMode.HALF_UP)：保留两位小数，四舍五入

4. 企业巨坑

divide 除不尽时直接抛出 ArithmeticException 必须指定舍入模式：

divide(bd, 2, RoundingMode.HALF_UP);

六、java.util.Date & 时间类

1. Date（过时但仍大量使用）

表示特定时间戳
很多方法已废弃（如 getYear()）

2. SimpleDateFormat（线程不安全！）

大坑：

类内有 Calendar 对象，多线程共用会导致时间解析错误
禁止定义为 static 全局变量

正确用法：方法内局部变量

3. JDK8 全新时间类（企业推荐）

LocalDate：日期
LocalTime：时间
LocalDateTime：日期+时间
DateTimeFormatter：线程安全格式化工具
Instant：时间戳

优势：

不可变
线程安全
API 清晰
无性能问题

七、java.lang.Math

Math.abs()：绝对值
Math.sqrt()：平方根
Math.pow(a,b)：a 的 b 次方
Math.random()：[0,1) 随机数
Math.round()：四舍五入
Math.ceil()：向上取整
Math.floor()：向下取整

八、java.util.Random

生成随机数：

Random r = new Random();
r.nextInt(10); // 0~9

多线程下推荐 ThreadLocalRandom 性能更高

九、java.lang.System

System.out：标准输出
System.err：错误输出
System.in：输入
System.currentTimeMillis()：获取当前时间戳（常用）
System.arraycopy()：高效数组复制
System.gc()：建议 GC（不一定执行）
System.exit(0)：退出 JVM

十、本章企业级坑总结（超级重要）

String 不可变，循环拼接必须用 StringBuilder
new String("abc") 创建 1~2 个对象
包装类 == 比较要注意缓存范围，一律用 equals
包装类为 null 时拆箱 NPE
SimpleDateFormat 线程不安全，不能 static
金钱计算必须用 BigDecimal，且必须用字符串构造
equals 重写必须同时重写 hashCode
BigDecimal 除法必须指定舍入模式
字符串比较禁止用 ==，必须用 equals
JDK8 时间类全面替代 Date，线程安全

十一、高频面试题（100%考）

String 为什么不可变？底层结构？
String、StringBuilder、StringBuffer 区别？
== 和 equals 区别？
Integer 缓存范围？为什么 128 用 == 不等？
new String("abc") 创建几个对象？
SimpleDateFormat 为什么线程不安全？
BigDecimal 为什么能解决精度问题？
为什么重写 equals 必须重写 hashCode？
String 常量池作用？位置变化？
JDK8 时间类优势？

九、java常用类

Java 常用类 极度详细完整版

本章核心说明

一、java.lang.Object（所有类的顶级父类）

1. 核心方法（必须全部掌握）

1.1 public String toString()

1.2 public boolean equals(Object obj)

1.3 public int hashCode()

1.4 protected Object clone() throws CloneNotSupportedException

1.5 public final Class<?> getClass()

1.6 protected void finalize()

1.7 public final void wait() / notify() / notifyAll()

2. == vs equals（企业高频坑）

二、java.lang.String（最常用、面试最多）

1. 底层本质

2. String 内存分配（核心）

2.1 字符串常量池（String Pool）

2.2 创建方式对比

3. 常用方法（全）

4. String 不可变性的影响

5. 企业级巨坑

坑 1：使用 String 做大量循环拼接

坑 2：使用 substring 导致内存泄漏（JDK7 之前）

坑 3：String 不可变被误解

坑 4：使用 == 比较字符串

三、StringBuilder & StringBuffer

1. 底层

2. 区别（必考）

3. 常用方法

4. 企业规范

四、8 大基本类型包装类

1. 对应关系

2. 自动装箱 / 拆箱（JDK5+）

3. 包装类缓存池（企业坑）

4. 常用方法

5. 企业坑

五、java.math.BigDecimal（企业金钱计算必用）

1. 为什么要用

2. 创建方式（坑点）

3. 常用方法

4. 企业巨坑

六、java.util.Date & 时间类

1. Date（过时但仍大量使用）

2. SimpleDateFormat（线程不安全！）

3. JDK8 全新时间类（企业推荐）

七、java.lang.Math

八、java.util.Random

九、java.lang.System

十、本章企业级坑总结（超级重要）

十一、高频面试题（100%考）

Java 常用类极度详细完整版

1.1 `public String toString()`

1.2 `public boolean equals(Object obj)`

1.3 `public int hashCode()`

1.4 `protected Object clone() throws CloneNotSupportedException`

1.5 `public final Class<?> getClass()`

1.6 `protected void finalize()`

1.7 `public final void wait()` / `notify()` / `notifyAll()`