代码是如何被执行的？CPU、操作系统、虚拟机各司何职？
在开篇词中，我们讲到，专栏并非讲解Java语法如何使用，而是探究更本质的东西，本节，我们就来探讨一下，代码是如何被执行的？在执行的过程中，CPU、操作系统、虚拟机都起了什么样的作用？不过，本节的内容偏向整体的、粗略的介绍，对于各个知识点更加详细的讲解，我们会在专栏后面的内容中慢慢输出。
要回答上述问题，我们要从最基础的讲起。
我们知道，CPU只认识机器指令（也叫做CPU指令、机器码），用像Python、C++、Java这样的高级语言编写的代码，需要编译（编译的意思实际上就是“翻译”）为机器指令之后，才能被CPU执行。而不同类型的语言，其编译过程也是不同的，据此我们将其分为三类。
静态内部类实现的单例如何做到线程安全且可延迟加载?
Java中的关键字有50多个，比如private、public、protected、class、interface、switch等等，大部分用法都比较简单，所以，我们不做讲解。本节，我们重点讲解final和static这两个关键词。这两个关键字既在开发中经常使用，也在面试中经常被考察。它们看似非常简单，但彻底搞懂却不容易，不信？我们来看下面这段代码。
public class Singleton {
private Singleton() {}
private static class SingletonHolder {
public static final Singleton instance = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.instance;
}
}
从CPU角度看变量、数组、类型、运算、跳转、函数等语法
对于绝大部分编程语言来说，不管是Python、Ruby、PHP、JavaScript，还是Go、C/C++、Java，其包含的基本语法无外乎这样几种：变量、类型、数组、运算（赋值、算术、逻辑、比较等）、跳转（条件、循环）、函数，而其他语法（比如类、容器、异常等）在CPU眼里只不过是语法糖。本节，我们就来看下，编程语言中的这些基本语法，在CPU眼里是什么样子的。
同样都是存储地址，为何Java引用比C/C++指针更安全？
本节我们学习一下Java中的引用。我们知道，C/C++中有指针语法，指针用来存储一块内存的首地址。我们通过指针来访问这块内存。Java中没有指针语法，取而代之是引用。那么，Java中的引用和C/C++中的指针有什么区别？同样是存储地址，为什么Java中的引用比C/C++中的指针更安全？
既然Java一切皆对象，那又为何要保留int等基本类型？
上一节课，我们讲到，Java中的类型可以分为两类：基本类型和引用类型，并且，重点讲解了引用类型。本节，我们重点讲一下基本类型。作为面向对象编程语言，在Java语言中，有一个比较流行的说法，那就是“一切皆对象”，这也是Java语言的设计理念之一。但基本类型的存在似乎与此相矛盾，因此也有人说，Java是非纯的面向对象编程语言。既然已经有了Integer、Long等类，为什么Java语言又保留了int、long等基本类型呢？本节，我们就详细讲解一下Java中的基本类型以及对应的包装类。
位运算：>>>和>>有何区别？(原码/反码/补码、算术位移/逻辑位移）
在开始学习本节的内容之前，我们先来看一段代码，如下所示，其中countOneBits()函数用来统计num在计算机中表示为二进制之后，为1的二进制位的个数。仔细分析下面的代码，你觉得这段代码的运行结果是什么？
public class Demo5_1 {
public static void main(String[] args) {
int count = countOneBits(-3);
System.out.println(count);
}
public static int countOneBits(int num) {
int count = 0;
while (num != 0) {
if ((num & 1) == 1) count++;
num >>= 1;
}
return count;
}
}
计算机如何用二进制表示浮点数？为何0.1+0.1不等于0.2？
上一节课，我们讲了整型数的表示方法：补码，今天我们讲讲浮点数的表示方法。浮点数在平时的开发中也经常用到，比如用来表示金额等。浮点数并不能精确地表示整数或小数，所以，在使用时，要多加小心，稍有不慎就会引入bug。因此，了解浮点数的表示方法等相关理论知识，就相当有必要了。
浮点数是计算机中用来表示实数的数据类型。实数是一个数学概念，这里我们可以简单理解为小数。不过，整数也可以看做实数，比如5可以看做5.0，也算是实数。
为何C/C++中char占1个字节，而Java中char占2个字节?
字符、字符串是编程语言中必不可少的语法，Java和C/C++都用char来存储字符，用char数组（char[]）来存储字符串，当然，在Java中，存储字符串还可以使用String类，这个下节再讲。在处理字符、字符串时，绝大多数程序员都遇到过乱码问题。因为对底层原理掌握不牢，很多程序员面对乱码手足无措，乱改瞎试。所以，本节我们就详细讲讲字符和字符编码。在开始之前，我们还是留一个思考题给你：为什么C/C++中char类型占1个字节长度，而Java中的char类型占2个字节长度。
除了int、long等基本类型，及其Integer、Long等包装类之外，在项目开发中，字符串也是应用得非常多的数据类型。Java提供了String类，封装了字符数组（char[]），并提供了大量操作字符串的方法，比如toUpperCase()、split()、substring()等。除此之外，Java String也是面试中常考的知识点，比如，Java String为什么设计成final不可变类？早期JDK中的substring()函数为什么会出现内存泄露？intern()方法的作用和底层实现原理是什么？等等。本节我们就来详细聊聊String类型。
请描述一下Java对象的内存结构，以及如何统计对象大小？
在平时的开发中，在项目上线之前，我们需要合理的预估项目运行所需的内存空间，以便合理地设置JVM内存的大小。JVM内存分为很多部分：栈内存、堆内存、方法区等，栈内存中存储的数据的生命周期很短，函数结束之后就释放了。方法区存储的是代码，几乎是固定不变的，而且占用的空间也比较少。所以，分析的重点就成了堆内存。堆内存中主要存储对象。 所以，想要合理估算项目运行所需的内存空间，就需要知道如何计算一个对象所占内存的大小。本节，我们就来讲一讲，Java对象在内存中的存储结构，以及如何统计对象大小。