20155219 2016-2017-2 《Java程序设计》第6周学习总结

教材学习内容总结

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。

5.流(Stream)是对「输入输出」的抽象,注意「输入输出」是相对程序而言的

InputStream与OutputStream，

InputStream、OutStream提供串流基本操作，如果想要为输入/输出的数据做加工处理，则可以使用打包器类。

6.常用的打包器具备缓冲区作用的BufferedOutputStream、BufferedInputStream,具备数据转换处理的DataInputStream、DataOutputStream,具备对象串行化能力的ObjectInputStream、ObjectOutputStream等。

7.针对字符数据的读取，Java SE提供了java.io.Reader类，其抽象化了字符数据读入的来源。针对字符数据的写入，则提供了java.io.Writer类。其抽象化了数据写出的目的地。

8.FileReader、FileWriter则可以对文档做读取与写入，读取或写入时默认会使用操作系统默认编码来做字符转换。在启动JVM时，可以指定-Dfile.encoding来指定FileReader、FileWriter所使用的编码。

装饰器类

Decorator模式

BufferedInputStream与BufferedOutputStream: 内部提供缓冲，提高效率
DataInputStream与DataOutputStream：基本数据类型与字节的转换。
ObjectInputStream与ObjectOutputStream的java.io.Serializable接口。

字符处理类

Reader、Writer也有一些装饰器类可供使用。如果串流处理的字节数据，实际上代表某些字符的编码数据，而你想要将这些字节数据转换为对应的编码字符，可以使用InputStreamReader、OutputStreamWriter对串流数据打包。BufferedReader、BufferedWriter可对Reader、Writer提供缓冲区作用，在处理字符输入/输出时，对效率也会有所帮助。PrintReader、PrintStream使用上极为类似，不过除了可以对OutputStream打包之外，PrintWriter还可以对Writer进行打包，提供print()、println()、format()等方法。

字符处理装饰器

想要将这些字节数据转换为对应的编码字符，可以使用InputStreamReader、OutputStreamWriter对串流数据打包。

BufferedReader、BufferedWriter可对Reader、Writer提供缓冲区作用，在处理字符输入/输出时，对效率也会有所帮助。

PrintWriter还可以对Writer进行打包，提供print()、println()、format()等方法。

线程

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。

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）。

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.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。

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。

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。

教材学习中的问题和解决过程

问题1：书中代码如下：



public class DaemonDemo {

    public static void main(String[] args) {

        Thread thread = new Thread(() -> {

            while (true) {

                System.out.println("Orz");

            }

        });

        // thread.setDaemon(true);

        thread.start();

    }

}

不理解setdemo（）的作用，心想既然setdemo（true）了，那对于语句

while (true) {

                System.out.println("Orz");

            }

应该无限循环才对，而不是删去语句后才无限循环输出orz。

解决方案：查找API，和上网百度。知道了setDaemon方法是Thread中的方法，默认为false状态，将该线程标记为守护线程或用户线程，该方法必须在启动线程前调用，具有最低的优先级，让系统资源优先调用其他线程。当正在运行的线程都是守护线程时，Java 虚拟机退出。线程setDaemon（true）就是将当前进程变成后台进程。如果对某个线程对象在启动(调用start方法)之前调用了setDaemon(true)方法,这个线程就变成了后台线程.对java程序来说,只要还有一个前台线程在运行,这个进程就不会结束,如果一个进程中只有后台线程运行,这个进程会结束.必须在启动线程前调用。

故对于上述代码，如果是thread.setDaemon(true);则表示把这个线程归为守护线程，如果所有非守护线程全部运行完之后，守护线程自动关闭。如果是thread.setDaemon(false)则是永无止境的循环。
xx2问题：书上P335页joindemo.java，在解释为什么最后一行会显示“Main thread将结束...”时说：因为thread使用了sleep（），这让主线程有机会取得时间去执行。但不清楚sleep方法用在了那里。
xx2解决方案
问题3：Throwable、Error、Exception、RuntimeException 区别联系。
解决方案：Throwable 类是 Java 语言中所有错误或异常的超类。它的两个子类是Error和Exception。ThreadDeath 错误是一个“正规”的条件，但它也是 Error 的子类。

代码调试中的问题和解决过程

问题一：

教材327页TortoiseHareRace2.java代码运行结果如下：

并没有运行出书上的结果。
xx1解决方案：将代码修改为：

w b=new w(10);

        vv a=new vv(10);

        int totalStep=10;

        while(a.x()<totalStep&&b.x()<totalStep)

        {

            Thread tortoiseThread = new Thread(a);

            Thread hareThread = new Thread(b);

            tortoiseThread.start();

            hareThread.start();

运行结果如下：

xx2问题
xx2解决方案
...

代码托管

代码提交过程截图：
- 运行 git log --pretty=format:"%h - %an, %cd : %s" 并截图
代码量截图：
- 运行 find src -name "*.java" | xargs cat | grep -v ^$ | wc -l 并截图

上周考试错题总结

错题1：

 class Number{

    2.     public static void main(String  []  args)  {

    3．    try  {

    4.          System.out.print (Integer.parselnt ("forty"));

    5.      } catch (RuntimeException r)  {

    6.           System.out.print ("runtime");

    7.       } catch  (NumberFormatException e)  {

    8.           System.out.print("number");

    9．     }

    10．    }

    11．  }

应该是编译失败，因为RuntimeException是NumberFormatException的父类，如果先catch了RuntimeException e那么NumberFormatException e就永远不会被执行了。应该先catch子类,后catch父类。

错题2：下列属于非受检异常的是哪项？

:

A.SQLException

B.IOException

C.NullPointerException

D.OutOfMemoryError

答案：D

异常分为受检异常与非受检异常，OutOfMemoryError属于Error为非受检异常

错题3：

import java.util.*;class ForInTest  {

static List list=new ArrayList();

         public static void main (String  []  args)  {

    list. add("a")； list. add("b");list. add( "c")；

   //insert code here

    System.out.print (o)；

      }

      }

    哪一行插入到第9行将导致输出“abc"？

            :

            A	.

            for (Iterator o  :  list.iterator()；  o.hasNext  ();  )

            B	.

            for (Iterator o :  list)

            C	.

            for (Object o  :  list.iterator())

            D	.

            for (Object o  ：  list)

答案是d，运用了增强式for循环

结对及互评

点评过的同学博客和代码

本周结对学习情况
- 20155224
- 结对照片
- 结对学习内容
  - 上周错题的理解与掌握。
  - 第十章与第十一章教材学习中遇到的问题进行讨论。
  - 第十章与第十一章代码调试中遇到的问题进行讨论。
上周博客互评情况
- 20155216
- 20155328
- 20155225
- 20155316

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
目标	5000行	30篇	400小时
第一周	120/120	1/4	16/16	开始了JAVA学习的第一步！
第二周	346/466	1/5	23/36	了解并学习了Java基础语法
第三周	364/830	1/6	21/57	进一步了解java设计语句
第四周	570/1300	2/8	20/77	初步学习了继承与多态，接口与多态知识。
第五周	1056/2356	1/9	23/100	了解Java的异常处理，学习Collection和Map架构
第六周	960/3100	1/10	22/122	了解串流设计和线程

尝试一下记录「计划学习时间」和「实际学习时间」，到期末看看能不能改进自己的计划能力。这个工作学习中很重要，也很有用。

耗时估计的公式

：Y=X+X/N ，Y=X-X/N，训练次数多了，X、Y就接近了。

参考：软件工程软件的估计为什么这么难，软件工程估计方法

计划学习时间:18小时
实际学习时间:22小时
改进情况：这周学习任务量比较大，花费的时间比预期要多，但效率比之前要高一些。
有空多看看现代软件工程课件软件工程师能力自我评价表

参考资料