java.lang 包详解

java.lang 是 Java 最核心的包，默认自动导入到所有 Java 程序中。它包含 Java 语言的基础类和接口，是 Java 编程的基础。

---

1. 核心类概览

java.lang 包含以下关键类：

类别	主要类
基础类	Object, Class, Void
基本数据类型包装类	Integer, Long, Double, Boolean 等
字符串处理	String, StringBuilder, StringBuffer
系统相关	System, Runtime
数学运算	Math, StrictMath
异常处理	Throwable, Exception, Error, RuntimeException
线程相关	Thread, Runnable, ThreadLocal
枚举和注解	Enum, Annotation
函数式接口	FunctionalInterface (Java 8+)

---

2. 关键类详解

（1）Object 类

• 所有类的超类，Java 中所有类都直接或间接继承 Object。

• 核心方法：

  boolean equals(Object obj)  // 比较对象是否相等
  int hashCode()              // 返回对象的哈希码
  String toString()           // 返回对象的字符串表示
  Class<?> getClass()         // 返回对象的运行时类
  protected Object clone()    // 创建并返回对象的副本
  void notify()               // 唤醒等待该对象监视器的线程
  void wait()                 // 使当前线程等待

（2）String 类

• 不可变字符序列，线程安全。

• 常用方法：

  char charAt(int index)          // 返回指定索引的字符
  int length()                    // 返回字符串长度
  String substring(int begin, int end)  // 返回子串
  boolean equals(Object obj)      // 比较字符串内容
  int compareTo(String another)   // 按字典序比较
  String toLowerCase()            // 转小写
  String toUpperCase()            // 转大写
  String trim()                   // 去除首尾空格
  String[] split(String regex)    // 按正则分割字符串
  boolean startsWith(String prefix)  // 检查前缀
  boolean endsWith(String suffix) // 检查后缀

（3）StringBuilder 和 StringBuffer

• 可变字符序列：

  • StringBuilder（非线程安全，性能更高）

  • StringBuffer（线程安全，性能稍低）

• 常用方法：

  append(String str)   // 追加字符串
  insert(int offset, String str)  // 插入字符串
  delete(int start, int end)      // 删除子串
  reverse()           // 反转字符串
  toString()          // 转为 String

（4）System 类

• 提供系统级操作：

  static long currentTimeMillis()  // 当前时间（毫秒）
  static void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)  // 数组拷贝
  static void exit(int status)     // 终止 JVM
  static Properties getProperties()  // 获取系统属性
  static String lineSeparator()    // 获取换行符

（5）Math 类

• 数学运算工具：

  static double sin(double a)      // 正弦
  static double cos(double a)      // 余弦
  static double sqrt(double a)     // 平方根
  static double pow(double a, double b)  // a 的 b 次方
  static int max(int a, int b)     // 最大值
  static int min(int a, int b)     // 最小值
  static double random()           // 返回 [0.0, 1.0) 随机数

（6）Thread 类

• 线程管理：

  void start()          // 启动线程
  void run()            // 线程执行体
  static void sleep(long millis)  // 线程休眠
  void join()           // 等待线程终止
  static Thread currentThread()  // 获取当前线程

（7）Class 类

• 运行时类信息：

  static Class<?> forName(String className)  // 加载类
  Object newInstance()  // 创建类实例（已废弃，推荐用 Constructor）
  String getName()      // 获取类名
  Class<?> getSuperclass()  // 获取父类

（8）Throwable 类

• 所有错误（Error）和异常（Exception）的超类：

  String getMessage()   // 返回错误信息
  void printStackTrace()  // 打印堆栈跟踪

---

3. 基本数据类型包装类

Java 为每个基本数据类型提供了包装类：

基本类型	包装类
byte	Byte
short	Short
int	Integer
long	Long
float	Float
double	Double
char	Character
boolean	Boolean

常用方法：

Integer.parseInt("123")  // 字符串转 int
Double.valueOf("3.14")   // 字符串转 Double
Character.isDigit('9')   // 判断是否是数字
Boolean.TRUE             // 返回 true

---

4. 自动装箱（Autoboxing）和拆箱（Unboxing）

Java 5+ 支持自动转换基本类型和包装类：

Integer num = 10;  // 自动装箱（int → Integer）
int n = num;       // 自动拆箱（Integer → int）

---

5. 异常体系

java.lang 定义了 Java 的异常体系：

Throwable
├── Error (如 `OutOfMemoryError`)
└── Exception├── RuntimeException (如 `NullPointerException`)└── Checked Exception (如 `IOException`)

---

6. 总结

• java.lang 是 Java 最核心的包，包含所有基础类。

• Object 是所有类的父类，提供 equals(), hashCode(), toString() 等方法。

• String 是不可变的，StringBuilder 和 StringBuffer 是可变字符串。

• System 提供系统操作，Math 提供数学计算。

• 基本数据类型有对应的包装类（如 Integer, Double）。

• 异常体系基于 Throwable，分为 Error 和 Exception。

java.lang 是 Java 编程的基础，几乎所有 Java 程序都会用到它。