20145219 《Java程序设计》第06周学习总结
教材学习内容总结
InputStream与OutputStream
串流设计
1.串流:Java将输入/输出抽象化为串流,数据有来源及目的地,衔接两者的是串流对象。
2.将数据从来源取出,可以使用输入串流,代表对象为java.io.Inputstream实例;将数据写入目的地,可以使用输出串流,代表对象为java.io.OutputStream实例。
3.在进行InputStream与OutStream的相关操作时若发生错误,会抛出java.io.IOException异常,在dump()方法上声明throws,由调用dump()方法的客户端处理。
4.在不使用InputStream与OutputStream时,必须使用close()方法关闭串流。串流继承架构
1.标准输入/输出
System.in: 标准输入,文本模式下通常取得整行用户输入。可以使用System的setIn()方法指定InputStream实例,重新指定标准输入来源。
System.out: 标准输出,可以重新导向至文档,只要执行程序时使用>将输出结果导向至指定文档,使用>>是附加信息。可以使用System的setOut()方法指定printStream实例,将结果输出至指定的目的地。
System.err: 标准错误输出串流,立即显示错误信息。无法重新导向。
2.FileInputStream与FileOutPutStream
FileInputStream是InputStream的子类,用于衔接文档以读入数据。指定文件名创建实例,一旦创建文档就开启,接着就可用来读取数据。
FileOutPutStream是OutputStream的子类,用于衔接文档以写入数据。指定文件名创建实例,一旦创建文档就开启,接着就可以用来写出数据。
无论FileInputStream还是FileOutputStream,不使用时都要使用close()关闭文档。
3.ByteArryInputStream与ByteArryOutputStream
ByteArryInputStream是InputStrteam的子类,指定byte数组创建实例,一旦创建就可将byte数组当做数据源进行读取。
ByteArryOutputStream是OutputStream的子类,指定byte数组创建实例,一旦创建将byte数组当做目的地写出数据。串流处理装饰器
1.BufferedOutputStream与BufferedInputStream:具备缓冲区作用,可以默认或自定义缓冲区大小。
2.DataInputStream与DataOutputStream:具备数据转换处理功能,自动在指定的类型与字节间转换。
import java.io.IOException; import static java.lang.System.out; public class MemberDemo { public static void main(String[] args) throws IOException { Member[] members = { new Member("B1234", "Justin", 90), new Member("B5678", "Monica", 95), new Member("B9876", "Irene", 88) }; for(Member member : members) { member.save(); } out.println(Member.load("B1234")); out.println(Member.load("B5678")); out.println(Member.load("B9876")); } }
3.ObjectInputStream与ObjectOutputStream:具备对象串行化能力。
import static java.lang.System.out; public class Member2Demo { public static void main(String[] args) throws Exception { Member2[] members = {new Member2("B1234", "Justin", 90), new Member2("B5678", "Monica", 95), new Member2("B9876", "Irene", 88)}; for(Member2 member : members) { member.save(); } out.println(Member2.load("B1234")); out.println(Member2.load("B5678")); out.println(Member2.load("B9876")); } }
4.串行化:接口没有定义任何方法,只是作为表示之用,表示这个对象是可以串行化的。如果在作对象串行化的时候,对象中的某些数据成员不希望被写出,可以表上transient关键字。
字符处理类
Reader与Writer继承架构
1.java.io.Reader类与java.io.Writer类针对字符数据的读取与写入,其抽象化了字符数据读入与写出的来源。
2..FileReader与FileWriter:读取与写入文档并将数据转换为字符,默认会使用操作系统默认编码来做字符转换。
3.StringReader与StringWriter:将字符串打包,当作读取来源与写入目的地。
4.CharArrayReader与CharArrayWriter:将char数组当作读取来源与写入目的地。字符处理装饰器
1.InputStreamReader与OutputStreamWriter:将字节数据转换为对应的编码字符。如果没有指定编码,则以JVM启动时所获取的默认编码来做字符转换。
2.BufferedReader与BufferedWriter:提供缓冲区作用,以改进字符输入/输出的效率。readLine()方法可以读取一行数据并以字符串返回,返回的字符串不包括换行字符。
3.PrintWriter:可以对OutputStream打包,还可以对Writer进行打包,提供print()、println()、format()等方法。
线程
简介
1.多线程程序即程序拥有多个流程。
2.在main()以外独立设计流程,可以撰写类操作java.lang.Runnable接口,流程的进入点是操作在run()方法中。从main()开始的流程会由主线程执行,run()方法可以创建Thread实例来执行。启动额外线程执行指定流程,必须调用Thread实例的start()方法。Thread与Runnable
撰写多线程程序的方式:1.将程序定义在Runnable的run()方法中;2.继承Thread类,重新定义run()方法。线程生命周期
1.Daemon线程:主线程会从main()方法开始执行,直到main()方法结束后停止JVM。如果主线程中启动了额外线程,默认会等待被启动的所有线程都执行完run()方法才中止JVM。 如果一个Thread被标示为Daemon线程,在所有的非Daemon线程都结束时,JVM自动就会终止。
2.Thread基本状态图:用Thread实例start()方法后,基本状态为可执行(Runnable)、被阻断(Blocked)、执行中(Running)。
public class InterruptedDemo { public static void main(String[] args) { Thread thread = new Thread(() -> { try { Thread.sleep(99999); } catch (InterruptedException ex) { System.out.println("我醒了XD"); } }); thread.start(); thread.interrupt(); // 主线程调用thread的interrupt() } }
3.安插线程:join()表示将线程加入称为另一个线程的流程中,线程使用join()加入至另一个线程时,另一个线程会等待被加入的线程工作完毕,然后在继续它的动作。
4.停止线程:线程完成run()方法后,就会进入Dead,进入Dead的线程不可以再次调用start()方法,否则会抛出IllegalThreadStateException异常。关于ThreadGroup
1.每个线程都属于某个线程群组,获取目前线程所属线程群组名:
2.java.lang.ThreadGroup类可以管理群组中的线程。interrupt()方法可以中断群组中所有线程;setMaxPriority()方法可以设定群组中所有线程最大优先权;activeCount()方法可以获取群组的线程数量 ;enumerate()方法可以一次取得群组中所有线程;uncaughtException()方法第一个参数可取得发生异常的线程实例,第二个参数可取得异常对象。Thread.currentThread().getThreadGroup().getName()
synchronized与volatile
1.不具备线程安全的类:线程存取同一对象相同资源时可能引起竞速情况的类。
2.使用synchronized
每个对象都会有个内部锁定,或称为监控锁定。被标示为synchronized的区块将会被监控,任何线程要执行synchronize区块都必须先取得指定的对象锁定。
线程无法取得锁定时会造成阻断,不正确地使用synchronize有可能造成效能低下,另一个问题则是死结。
synchronized要求达到的所标示区域的互斥性和可见性。互斥性是指synchronized区块同时间只能有一个线程;可见性是指线程离开synchronized区块后,另一线程接触到的就是上一线程改变后的对象状态。
3.使用volatile
在变量上声明volatile,标示变量是不稳定、易变的,也就是可能在多线程下存取。被标示为volatile的变量,不允许线程快取,变量值的存取一定是在共享内存中进行。
volatile保证的是单一变数的可见性,线程对变量的存取一定是在共享内存中,不会在自己的内存空间中快取变量,线程对共享内存中变量的存取,另一线程一定看得到。
class Variable1 { static int i = 0, j = 0; static void one() { i++; j++; } static void two() { System.out.printf("i = %d, j = %d%n", i, j); } } public class Variable1Test { public static void main(String[] args) { Thread thread1 = new Thread(() -> { while (true) { Variable1.one(); } }); Thread thread2 = new Thread(() -> { while (true) { Variable1.two(); } }); thread1.start(); thread2.start(); } }
等待与通知
1.调用锁定对象的wait()方法:线程会释放对象锁定,并进入对象等待集合而处于阻断状态,其他线程可以竞争对象锁定,取得锁定的线程可以执行synchronize区块的代码。
2.调用锁定对象的notify()方法:从对象等待集合中随机通知一个线程加入排班,再次执行synchronize前,被通知的其他线程共同竞争对象锁定。
3.调用锁定对象的notifyAll()方法:所有等待集合中的线程都会被通知参与排班,这些线程会与其他线程共同竞争对象锁定。
并行API
Lock、ReadWriteLock与Condition
1.使用Lock
lock接口主要操作类之一为ReentrantLock,如果已经有线程取得Lock对象锁定,尝试在一次锁定同一Lock对象是可以的。
Lock接口还定义了tryLock()方法,如果线程调用tryLock()可以取得锁定会返回true,若无法取得锁定并不会发生阻断,而是返回false。
2.ReadWriteLock
ReadWriteLock接口定义了读取锁定与写入锁定行为,ReentrantReadWriteLock是ReadWriteLock接口的主要操作类,readLock()方法会返回ReentrantReadWriteLock.ReadLock实例,writeLock()犯法会返回ReentrantReadWriteLock.WriteLock实例。
3.使用StampedLock
支持乐观读取操作。在读取线程很多,写入线程很少的情况下,程序可以查看数据读取之后是否遭到写入线程的变更,再采取后续的措施。
4.使用Condition
Condition接口用来搭配Lock,Condition的await()、signal()、signalAll()方法,可视为Object的wait()、notify()、notifyAll()方法的对应。使用Executor
1.使用ThreadPoolExecutor:线程池这类服务的行为实际上是定义在Executor的子接口java.util.concurrent.ExecutorService中,通常会使用java.util.concurrent.Executor的newCacheThreadPool()、newFixedThreadPool()静态方法来创建ThreadPoolExecutor实例,程序看起来较为清楚且方便。
2.使用ScheduledThreadPoolExecutor:ScheduledExecutorService为ExecutorService的子接口,可以让你进行工作排程。schedule()方法用来排定Runnable或Callable实例延迟多久后执行一次,并返回Future子接口ScheduledFuture的实例,对于重复性的执行,可使用scheduleWithFixedDelay()和scheduleAtFixedRate()方法。
3.使用ForkJoinPool:ForkJoinPool闲聊了工作窃取演算,其建立的线程如果完成手边任务,会尝试寻找并执行其他任务建立的资额任务,让线程保持忙碌状态,有效利用处理器的能力。ForkJoin框架适用于计算密集式的任务,较不适合用于容易造成线程阻断的场合。并行Collection简介
1.CopyOnWriteArrayList操作了List接口,这个类的实例在写入操作时,内部会建立新数组,并复制原有数组索引的参考,然后在新数组上进行写入操作,写入完成后,再将内部原参考旧数组的变量参考至新数组。
2.CopyOnWriteArraySet操作了Set接口,内部特性与CopyOnWriteArrayList相似。
3.BlockedQueue是Queue的子接口,新定义了put()、take()方法。
4.ConcurrentMap是Map的子接口,其定义了putIfAbsent()、remove()、replace()等方法。这些方法都是原子操作。
5.ConcurrentHashMap是ConcurrentMap的操作类,ConcurrentNavigableMap是ConcurrentMap的子接口,其操作类为ConcurrentSkipListMap,可视为支持并行操作的TreeMap版本。
import java.util.concurrent.*; public class ProducerConsumerDemo3 { public static void main(String[] args) { BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue(1); // 容量为1 new Thread(new Producer3(queue)).start(); new Thread(new Consumer3(queue)).start(); } }
本周代码托管截图
本周代码行数
其他(感悟、思考等,可选)
这周有许多课的实验都开始了,导致我刚从假期回来感觉时间极度不够用,不过再怎样也不能耽误学习,凡事还是应该以学习为先。时间就像海绵里的水,只要你挤,总还是有的。经过多个晚上的努力,我终于还是按时完成了学习任务,但是对部分内容的理解还是不够透彻,之后我会再去仔细研究。
学习进度条
代码行数(新增/累积) | 博客量(新增/累积) | 学习时间(新增/累积) | 重要成长 | |
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目标 | 5000行 | 30篇 | 400小时 | |
第一周 | 150/150 | 1/2 | 15/15 | 学会搭建Java环境,学会写Hello World小程序 |
第二周 | 350/500 | 1/3 | 20/35 | 掌握IDE的使用方法,学会Java的基本语法规则 |
第三周 | 400/900 | 1/4 | 35/70 | 学会代码托管,学习了类类型、面向对象、函数等知识 |
第四周 | 990/1890 | 1/5 | 40/110 | 学会使用wc统计代码行数,学会将多个class文件放在一个包内 |
第五周 | 992/2882 | 1/6 | 30/140 | 了解Java的异常处理,学习Collection和Map架构 |
第六周 | 1486/4368 | 2/7 | 30/170 | 了解串流设计和线程,完成第一次实验 |
参考资料
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