Java 常用系统类与包详解（非集合版）¶

一、前言¶

在 Java 开发中，除了集合框架，标准库还提供了大量实用的系统类与工具包，用于处理字符串、文件、日期、网络、数学计算、安全、并发等功能。这些类构成了 Java 应用的基础能力。

二、包的导入与使用¶

包（Package） 是 Java 中组织类的命名空间，用于防止命名冲突。

package com.example.project;
import java.util.*;
import java.io.File;

java.lang 包会被自动导入。

三、核心系统包概览¶

包名	功能描述
`java.lang`	基础类：字符串、数学、系统、线程
`java.util`	工具类：随机数、日期、扫描器等
`java.io`	文件与输入输出流
`java.nio`	高性能 NIO 通道与文件操作
`java.net`	网络编程
`java.math`	高精度数学计算
`java.time`	日期与时间 API（JDK 8+）
`java.sql`	数据库连接（JDBC）
`java.text`	文本与格式化
`java.security`	加密与安全
`java.util.concurrent`	并发编程支持

四、java.lang¶

String（字符串类）¶

public int length()：返回字符串长度。
public char charAt(int index)：返回指定索引处字符。
public String substring(int begin, int end)：截取子串。
public boolean equals(Object obj)：比较内容是否相同。
public boolean isEmpty()：判断是否为空字符串。
public String toUpperCase()：转为大写。
public String replace(CharSequence old, CharSequence new)：替换子串。

Math（数学类）¶

public static double abs(double a)：返回绝对值。
public static double pow(double a, double b)：幂运算。
public static double sqrt(double a)：平方根。
public static long round(double a)：四舍五入。
public static double random()：返回 0~1 随机数。

System（系统类）¶

public static void exit(int status)：退出程序。
public static long currentTimeMillis()：当前时间毫秒值。
public static void gc()：请求垃圾回收。
public static String getProperty(String key)：获取系统属性。

Object（根类）¶

public boolean equals(Object obj)：判断是否相等。
public int hashCode()：返回哈希值。
public String toString()：返回字符串表示。
protected Object clone()：克隆对象。

Thread（线程类）¶

public void start()：启动线程。
public void run()：线程任务。
public void sleep(long millis)：暂停执行。
public void join()：等待线程结束。
public void interrupt()：中断线程。

五、java.util（非集合）¶

Random（随机数）¶

public int nextInt()：返回随机整数。
public int nextInt(int bound)：返回指定范围随机数。
public double nextDouble()：返回随机小数。
public boolean nextBoolean()：返回随机布尔值。

Date（旧日期类）¶

public long getTime()：获取时间戳。
public void setTime(long time)：设置时间戳。
public int getYear()：获取年份（过时）。
public int getMonth()：获取月份（过时）。

Calendar（日期类）¶

public static Calendar getInstance()：获取实例。
public void set(int field, int value)：设置时间字段。
public Date getTime()：转换为 Date。
public void add(int field, int amount)：增减时间。

Scanner（控制台输入）¶

public String nextLine()：读取一行文本。
public int nextInt()：读取整数。
public double nextDouble()：读取浮点数。
public boolean hasNext()：判断是否有输入。

Collections（工具类）¶

public static <T> void sort(List<T> list)：排序。
public static void reverse(List<?> list)：反转。
public static void shuffle(List<?> list)：随机打乱。
public static <T> T max(Collection<? extends T> coll)：返回最大值。

六、java.io¶

File（文件类）¶

public boolean exists()：判断文件是否存在。
public boolean createNewFile()：创建文件。
public boolean delete()：删除文件。
public String[] list()：列出目录内容。
public boolean mkdir()：创建目录。

FileReader / FileWriter（字符流）¶

public int read()：读取单个字符。
public void write(String str)：写入字符串。
public void close()：关闭流。

FileInputStream / FileOutputStream（字节流）¶

public int read()：读取字节。
public void write(int b)：写入字节。
public void close()：关闭流。

BufferedReader / BufferedWriter（缓冲流）¶

public String readLine()：读取一行文本。
public void newLine()：写入换行符。
public void flush()：刷新缓冲区。

ObjectInputStream / ObjectOutputStream（对象流）¶

public void writeObject(Object obj)：序列化对象。
public Object readObject()：反序列化对象。

七、java.nio¶

Files（文件操作）¶

public static List<String> readAllLines(Path path)：读取所有行。
public static void write(Path path, byte[] bytes)：写入文件。
public static void copy(Path src, Path dest)：复制文件。
public static void delete(Path path)：删除文件。

Paths（路径管理）¶

public static Path get(String first, String... more)：获取路径。
public Path toAbsolutePath()：返回绝对路径。

ByteBuffer（缓冲区）¶

public ByteBuffer put(byte b)：写入一个字节。
public byte get()：读取一个字节。
public void flip()：准备读操作。

FileChannel（通道）¶

public int read(ByteBuffer dst)：读取到缓冲区。
public int write(ByteBuffer src)：写入通道。
public void close()：关闭通道。

八、java.net¶

URL（统一资源定位）¶

public URL(String spec)：构造 URL。
public URLConnection openConnection()：打开连接。
public String getHost()：获取主机名。

HttpURLConnection（HTTP 连接）¶

public void connect()：建立连接。
public InputStream getInputStream()：获取输入流。
public int getResponseCode()：获取响应码。

Socket / ServerSocket（TCP 通信）¶

public Socket accept()：等待客户端连接。
public InputStream getInputStream()：获取输入流。
public OutputStream getOutputStream()：获取输出流。

InetAddress（IP 地址）¶

public static InetAddress getLocalHost()：获取本机地址。
public String getHostName()：主机名。
public String getHostAddress()：IP 地址。

九、java.math¶

BigDecimal（高精度浮点数）¶

public BigDecimal add(BigDecimal val)：加法。
public BigDecimal subtract(BigDecimal val)：减法。
public BigDecimal multiply(BigDecimal val)：乘法。
public BigDecimal divide(BigDecimal val)：除法。

BigInteger（高精度整数）¶

public BigInteger add(BigInteger val)：加法。
public BigInteger subtract(BigInteger val)：减法。
public BigInteger multiply(BigInteger val)：乘法。
public BigInteger mod(BigInteger m)：取模。

十、java.time¶

LocalDate / LocalTime / LocalDateTime¶

public static LocalDate now()：当前日期。
public LocalDate plusDays(long days)：增加天数。
public int getYear()：获取年份。
public LocalDateTime format(DateTimeFormatter fmt)：格式化。

DateTimeFormatter¶

public static DateTimeFormatter ofPattern(String pattern)：定义格式。
public String format(TemporalAccessor temporal)：格式化日期时间。

十一、java.sql¶

Connection（数据库连接）¶

public Statement createStatement()：创建 SQL 语句。
public PreparedStatement prepareStatement(String sql)：预编译语句。
public void close()：关闭连接。

Statement / PreparedStatement¶

public ResultSet executeQuery(String sql)：执行查询。
public int executeUpdate(String sql)：执行更新。

ResultSet（结果集）¶

public boolean next()：移动到下一行。
public String getString(String column)：获取字符串。
public int getInt(String column)：获取整数。

DriverManager¶

public static Connection getConnection(String url, String user, String pass)：建立连接。

十二、java.text¶

SimpleDateFormat¶

public String format(Date date)：格式化日期。
public Date parse(String text)：解析日期字符串。

DecimalFormat¶

public String format(double number)：格式化数字。

MessageFormat¶

public static String format(String pattern, Object... args)：按模板输出文本。

十三、java.security¶

MessageDigest（摘要）¶

public static MessageDigest getInstance(String algorithm)：获取算法实例。
public byte[] digest(byte[] input)：生成摘要。

KeyPairGenerator（密钥生成）¶

public static KeyPairGenerator getInstance(String algorithm)：获取生成器。
public KeyPair generateKeyPair()：生成密钥对。

Signature（签名）¶

public void initSign(PrivateKey key)：初始化签名。
public byte[] sign()：生成签名。
public boolean verify(byte[] sig)：验证签名。

十四、java.util.concurrent¶

ExecutorService（线程池）¶

public Future<?> submit(Runnable task)：提交任务。
public void shutdown()：关闭线程池。

Future（异步结果）¶

public Object get()：获取结果。
public boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning)：取消任务。

CountDownLatch（同步工具）¶

public void await()：等待计数归零。
public void countDown()：递减计数。

ReentrantLock（可重入锁）¶

public void lock()：加锁。
public void unlock()：解锁。

ConcurrentHashMap（并发 Map）¶

public V put(K key, V value)：放入键值。
public V get(Object key)：获取值。
public V remove(Object key)：移除键值。

十五、总结¶

本文涵盖 Java 常用系统包中除集合类外的核心类与方法。
建议多结合官方文档与实践理解其用法。