java学习（五）

学号 20189214 《Java程序设计》第五周学习总结

教材学习内容总结

输入输出

文件系统可以包含3种类型的对象：文件、目录和符号链接。

一个文件或路径是一个java.io.File来表示的，java7之后有了java.nio.file.Path接口。

• FileSystem类

  • getDefult返回当前的文件系统。
  • getRootDirectories。它返回一个Iterable，用于遍历根目录。
  • getPath 可以用来创建一个Path实例。

• Path

  • getNameCount方法返回路径中的名称的数目
  • getName返回单个的名称
  • getParent
  • getRoot
  • getFileName 返回当前Path的文件名

文件操作：

• 创建和删除文件和目录（creatFile，createDirectory）
• 获取目录对象（DirectoryStream）
• 复制和移动文件（copy，move）
• 读取和写入文件
  • 二进制文件（readAllBytes，write）
  • 文本文件 （readAllLines，write）

Files类中的read和write方法只是适用于比较小的文件。比较大的文件，需要使用流来代替。

• 输入/输出流
  • Reader 从一个池中读取字符的流
  • write 向一个池中写入数据的流
  • InputStream 从一个池中读取二进制数据的流
  • OutputStream 向一个池写入二进制数据的流
• 读二进制数据
  • read（）
  • read（byte[] data）
  • read( byte[] data ,int offset , int length)
  • avaliable (该方法返回了能够读取而不会阻塞的字节数)
• 写二进制数据（OutputStream）
  • write（）
  • write（byte[] data）
  • write( byte[] data ,int offset , int length)
• 写文本（outStreamWriter,printWriter）
  
  write和outputstream类似，只不过writer处理字符而不是字节。
  • write（int b ）
  • write（char[] data）
  • write( char[] data ,int offset , int length)
  • write（String[] data）
  • write( String[] data ,int offset , int length)
  • printWriter(缓冲区BufferedWriter 对象)
• 读文本（Reader,inputStreamWriter,BufferedReader）
• printStream记录日志
• 将System.out重定向到一个文件来记录日志。还可以使用setIn和setErr方法替代System对象中默认的in和out。
• 随机访问文件
  • seekableByteChannel可以执行读和写操作。
  • seekableByteChannerl需要使用byteBuffer类。

ByteBuffer提供了两个put方法来写一个字节

还提供了putXXX，getXXX方法来读写缓存

对象序列化

定义

• 把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化。
• 把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化。

java API

• java.io.ObjectOutputStream代表对象输出流，它的writeObject(Object obj)方法可对参数指定的obj对象进行序列化，把得到的字节序列写到一个目标输出流中。
• java.io.ObjectInputStream代表对象输入流，它的readObject()方法从一个源输入流中读取字节序列，再把它们反序列化为一个对象，并将其返回。
• 只有实现了Serializable和Externalizable接口的类的对象才能被序列化。Externalizable接口继承自 Serializable接口，实现Externalizable接口的类完全由自身来控制序列化的行为，而仅实现Serializable接口的类可以 采用默认的序列化方式 。

用途

1. 把对象的字节序列永久地保存到硬盘上，通常存放在一个文件中；
2. 在网络上传送对象的字节序列。

常见场景

1. Web服务器中的Session对象，当有 10万用户并发访问，就有可能出现10万个Session对象，内存可能吃不消，于是Web容器就会把一些seesion先序列化到硬盘中，等要用了，再把保存在硬盘中的对象还原到内存中。
2. 当两个进程在进行远程通信时，彼此可以发送各种类型的数据。无论是何种类型的数据，都会以二进制序列的形式在网络上传送。发送方需要把这个Java对象转换为字节序列，才能在网络上传送；接收方则需要把字节序列再恢复为Java对象。

线程与并发

首先来区分一下线程与并发：

• 多线程：指的是这个程序（一个进程）运行时产生了不止一个线程。使用java.lang.Thread类或者java.lang.Runnable接口编写代码来定义、实例化和启动新线程。
• 并行与并发：
  • 并行：多个cpu实例或者多台机器同时执行一段处理逻辑，是真正的同时。
  • 并发：通过cpu调度算法，让用户看上去同时执行，实际上从cpu操作层面不是真正的同时。并发往往在场景中有公用的资源，那么针对这个公用的资源往往产生瓶颈，我们会用TPS或者QPS来反应这个系统的处理能力。

Thread状态

• new 线程还没有启动的状态
• runable 线程正在执行的一种状态
• blocked 线程等待访问对象的一个锁的一种状态
• waiting 线程无限期等待另一个线程执行一项操作的一种状态
• timed_waiting 线程在指定的时间内等待另一个线程执行一项操作的一种状态
• terminated 线程已经推出的一种状态

Java中线程的创建常见有如三种基本形式：

1.继承Thread类，重写该类的run()方法。

2.实现Runnable接口，并重写该接口的run()方法，该run()方法同样是线程执行体，创建Runnable实现类的实例，并以此实例作为Thread类的target来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象。

3.使用Callable和Future接口创建线程。具体是创建Callable接口的实现类，并实现clall()方法。并使用FutureTask类来包装Callable实现类的对象，且以此FutureTask对象作为Thread对象的target来创建线程。

同步

• synchronized, wait, notify 是任何对象都具有的同步工具。
• wait/notify必须存在于synchronized块中。并且，
• 这三个关键字针对的是同一个监视器（某对象的监视器）。这意味着wait之后，其他线程可以进入同步块执行。

synchronized的用法

• 单独使用：
  • 代码块：如下，在多线程环境下，synchronized块中的方法获取了lock实例的monitor，如果实例相同，那么只有一个线程能执行该块内容
  • 直接用于方法： 相当于上面代码中用lock来锁定的效果，实际获取的是Thread1类的monitor。更进一步，如果修饰的是static方法，则锁定该类所有实例。

     public class Thread1 implements Runnable {
       Object lock;
       public void run() {
       synchronized(lock){
     do something
       }
       }
    }

    public class Thread1 implements Runnable {
       public synchronized void run() {
    ..do something
       }
    }

并发

Callable

一个Callable是一个任务，它返回一个值，也可能抛出一个异常。

future模式：并发模式的一种，可以有两种形式，即无阻塞和阻塞，分别是isDone和get。其中Future对象用来存放该线程的返回值以及状态

ExecutorService e = Executors.newFixedThreadPool(3);
 //submit方法有多重参数版本，及支持callable也能够支持runnable接口类型.
Future future = e.submit(new myCallable());
future.isDone() //return true,false 无阻塞
future.get() // return 返回值，阻塞直到该线程运行结束

高级多线程控制类

1. ThreadLocal类
   • 用处：保存线程的独立变量。对一个线程类（继承自Thread)
     
     当使用ThreadLocal维护变量时，ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。常用于用户登录控制，如记录session信息。
   • 实现：每个Thread都持有一个TreadLocalMap类型的变量（该类是一个轻量级的Map，功能与map一样，区别是桶里放的是entry而不是entry的链表。功能还是一个map。）以本身为key，以目标为value。
     
     主要方法是get()和set(T a)，set之后在map里维护一个threadLocal -> a，get时将a返回。ThreadLocal是一个特殊的容器。
2. 原子类（AtomicInteger、AtomicBoolean……）
3. Lock类　

   • lock: 在java.util.concurrent包内。共有三个实现：

     ReentrantLock
     
     ReentrantReadWriteLock.ReadLock
     
     ReentrantReadWriteLock.WriteLock

   • ReentrantLock　可重入的意义在于持有锁的线程可以继续持有，并且要释放对等的次数后才真正释放该锁。

4.容器类

- BlockingQueue阻塞队列。该类是java.util.concurrent包下的重要类，通过对Queue的学习可以得知，这个queue是单向队列，可以在队列头添加元素和在队尾删除或取出元素。类似于一个管道，特别适用于先进先出策略的一些应用场景。普通的queue接口主要实现有PriorityQueue（优先队列).

- ConcurrentHashMap高效的线程安全哈希map。请对比hashTable , concurrentHashMap, HashMap。

网络

java.net.URL

URL 解析：

• 协议为(protocol)：http
• 主机为(host:port)：www.runoob.com
• 端口号为(port): 80 ，以上URL实例并未指定端口，因为 HTTP 协议默认的端口号为 80。
• 文件路径为(path)：/index.html
• 请求参数(query)：language=cn
• 定位位置(fragment)：j2se，定位到网页中 id 属性为 j2se 的 HTML 元素位置 。

    import java.net.*;
    import java.io.*;

    public class URLDemo
    {
       public static void main(String [] args)
       {
      try
      {
     	URL url = new URL("http://www.runoob.com/index.html?language=cn#j2se");
     	System.out.println("URL 为：" + url.toString());
     	System.out.println("协议为：" + url.getProtocol());
     	System.out.println("验证信息：" + url.getAuthority());
     	System.out.println("文件名及请求参数：" + url.getFile());
     	System.out.println("主机名：" + url.getHost());
     	System.out.println("路径：" + url.getPath());
     	System.out.println("端口：" + url.getPort());
     	System.out.println("默认端口：" + url.getDefaultPort());
     	System.out.println("请求参数：" + url.getQuery());
     	System.out.println("定位位置：" + url.getRef());
      }catch(IOException e)
      {
     e.printStackTrace();
      }
       }
    }

编译运行结果如下:

URL 为：http://www.runoob.com/index.html?language=cn#j2se

协议为：http

验证信息：www.runoob.com

文件名及请求参数：/index.html?language=cn

主机名：www.runoob.com

路径：/index.html

端口：-1

默认端口：80

请求参数：language=cn

定位位置：j2se

URLConnections

URLConnection 方法列表如下：

1. Object getContent() 检索URL链接内容
2. Object getContent(Class[] classes) 检索URL链接内容
3. String getContentEncoding() 返回头部 content-encoding 字段值
4. int getContentLength() 返回头部 content-length字段值
5. String getContentType() 返回头部 content-type 字段值
6. int getLastModified() 返回头部 last-modified 字段值。
7. long getExpiration() 返回头部 expires 字段值。
8. long getIfModifiedSince() 返回对象的 ifModifiedSince 字段值。
9. public void setDoInput(boolean input)
   
   URL 连接可用于输入和/或输出。如果打算使用 URL 连接进行输入，则将 DoInput 标志设置为 true；如果不打算使用，则设置为 false。默认值为 true。
10. public void setDoOutput(boolean output)
    
    URL 连接可用于输入和/或输出。如果打算使用 URL 连接进行输出，则将 DoOutput 标志设置为 true；如果不打算使用，则设置为 false。默认值为 false。
11. public InputStream getInputStream() throws IOException 返回URL的输入流，用于读取资源
12. public OutputStream getOutputStream() throws IOException 返回URL的输出流, 用于写入资源。
13. public URL getURL() 返回 URLConnection 对象连接的URL

socket

客户端请求与服务器进行连接的时候，根据服务器的域名或者IP地址，加上端口号，打开一个套接字。当服务器接受连接后，服务器和客户端之间的通信就像输入输出流一样进行操作。

教材学习中遇到的问题和解决过程

• 问题1：Lock和synchronized区别
• 解决方案：lock更灵活，可以自由定义多把锁的枷锁解锁顺序（synchronized要按照先加的后解顺序）
  
  提供多种加锁方案，lock 阻塞式, trylock 无阻塞式, lockInterruptily 可打断式，还有trylock的带超时时间版本。和Condition类的结合性能更高。
  
  

代码调试中的问题和解决过程

• 问题1：密钥保存在本地，不可通文件读取来获得type[]
• 问题1解决方案：私钥不保存在本地。

代码托管

https://gitee.com/shamBryce/JAVA

上周考试错题总结

Which of the following objects could contain the information “eastern standard time”?

(Choose all that apply.)

A .Instant

B .LocalDate

C .LocalDateTime

D .LocalTime

E .ZonedDateTime

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	150/200	2/2	20/20
第二周	200/400	1/3	20/40
第三周	100/500	1/4	10/50
第四周	200/700	1/5	15/65
第五周	1400/2100	1/5	20/85

• 计划学习时间:15小时

• 实际学习时间:20小时

参考资料

• Java学习笔记(第8版)

• 《Java学习笔记(第8版)》学习指导

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