本节,我们来探讨一个特殊的概念,线程本地变量,在Java中的实现是类ThreadLocal,它是什么?有什么用?实现原理是什么?让我们接下来逐步探讨. 基本概念和用法 线程本地变量是说,每个线程都有同一个变量的独有拷贝,这个概念听上去比较难以理解,我们先直接来看类TheadLocal的用法. ThreadLocal是一个泛型类,接受一个类型参数T,它只有一个空的构造方法,有两个主要的public方法: public T get() public void set(T value) set就是设置…

本节,我们来探讨一个特殊的概念,线程本地变量,在Java中的实现是类ThreadLocal,它是什么?有什么用?实现原理是什么?让我们接下来逐步探讨. 基本概念和用法 线程本地变量是说,每个线程都有同一个变量的独有拷贝,这个概念听上去比较难以理解,我们先直接来看类TheadLocal的用法. ThreadLocal是一个泛型类,接受一个类型参数T,它只有一个空的构造方法,有两个主要的public方法: public T get() public void set(T value) set就是设置…

​本系列文章经补充和完善,已修订整理成书<Java编程的逻辑>,由机械工业出版社华章分社出版,于2018年1月上市热销,读者好评如潮!各大网店和书店有售,欢迎购买,京东自营链接:http://item.jd.com/12299018.html 本节,我们来探讨一个特殊的概念,线程本地变量,在Java中的实现是类ThreadLocal,它是什么?有什么用?实现原理是什么?让我们接下来逐步探讨. 基本概念和用法 线程本地变量是说,每个线程都有同一个变量的独有拷贝,这个概念听上去比较难以理解,我们先…

上节我们提到了多线程共享内存的两个问题,一个是竞态条件,另一个是内存可见性,我们提到,解决这两个问题的一个方案是使用synchronized关键字,本节就来讨论这个关键字. 用法 synchronized可以用于修饰类的实例方法.静态方法和代码块,我们分别来看下. 实例方法 上节我们介绍了一个计数的例子,当多个线程并发执行counter++的时候,由于该语句不是原子操作,出现了意料之外的结果,这个问题可以用synchronized解决. 我们来看代码: public class Counter…

看似简单的char 通过前两节,我们应该对字符和文本的编码和乱码有了一个清晰的认识,但前两节都是与编程语言无关的,我们还是不知道怎么在程序中处理字符和文本. 本节讨论在Java中进行字符处理的基础 - char,Java中还有Character, String, StringBuffer, StringBuilder等类进行文本处理,他们的基础都是char,我们在后续文章中介绍这些类. char看上去是很简单的,正如我们在第2节所说,char用于表示一个字符,这个字符可以是中文字符,也可以是英文…

上节介绍了单个字符的封装类Character,本节介绍字符串类.字符串操作大概是计算机程序中最常见的操作了,Java中表示字符串的类是String,本节就来详细介绍String. 字符串的基本使用是比较简单直接的,我们来看下. 基本用法 可以通过常量定义String变量 String name = "老马说编程"; 也可以通过new创建String String name = new String("老马说编程"); String可以直接使用+和+=运算符,如: S…

对于处理文件,我们介绍了流的方式,57节介绍了字节流,58节介绍了字符流,同时,也介绍了比较底层的操作文件的方式,60节介绍了随机读写文件,61节介绍了内存映射文件,我们也介绍了对象的序列化/反序列化机制,62节介绍了Java标准的序列化,63节介绍了如何用Jackson处理其他序列化格式如XML/JSON和MessagePack. 在日常编程中,我们还经常会需要处理一些具体类型的文件,如CSV, Excel, HTML,直接使用前面几节介绍的方式来处理一般是很不方便的,往往有一些第三方的类库,…

看似简单的char 通过前两节,我们应该对字符和文本的编码和乱码有了一个清晰的认识,但前两节都是与编程语言无关的,我们还是不知道怎么在程序中处理字符和文本. 本节讨论在Java中进行字符处理的基础 - char,Java中还有Character, String, StringBuffer, StringBuilder等类进行文本处理,他们的基础都是char,我们在后续文章中介绍这些类. char看上去是很简单的,正如我们在第2节所说,char用于表示一个字符,这个字符可以是中文字符,也可以是英文…

数组是存储多个同类型元素的基本数据结构,数组中的元素在内存连续存放,可以通过数组下标直接定位任意元素,相比我们在后续章节介绍的其他容器,效率非常高. 数组操作是计算机程序中的常见基本操作,Java中有一个类Arrays,包含一些对数组操作的静态方法,本节主要就来讨论这些方法,我们先来看怎么用,然后再来看它们的实现原理.学习Arrays的用法,我们就可以避免重新发明轮子,直接使用,学习它的实现原理,我们就可以在需要的时候,自己实现它不具备的功能. 用法 toString Arrays的toStri…

本节以及接下来的几节,我们探讨Java并发包中的容器类.本节先介绍两个简单的类CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet,讨论它们的用法和实现原理.它们的用法比较简单,我们需要理解的是它们的实现机制,Copy-On-Write,即写时拷贝或写时复制,这是解决并发问题的一种重要思路. CopyOnWriteArrayList 基本用法 CopyOnWriteArrayList实现了List接口,它的用法与其他List如ArrayList基本是一样的,它的区别是…

Joda-Time上节介绍了JDK API中的日期和时间类,我们提到了JDK API的一些不足,并提到,实践中有一个广泛使用的日期和时间类库,Joda-Time,本节我们就来介绍Joda-Time.俗话说,工欲善其事,必先利其器,Joda-Time就是操作日期和时间的一把利器. Joda-Time的官网是http://www.joda.org/joda-time/.它的基本概念和工作原理与上节介绍的是类似的,比如说,都有时刻和年历的概念,都有时区和Locale的概念,主要工作,都是在毫秒和年月日…

从本节开始,我们探讨Java中的容器类,所谓容器,顾名思义就是容纳其他数据的,计算机课程中有一门课叫数据结构,可以粗略对应于Java中的容器类,我们不会介绍所有数据结构的内容,但会介绍Java中的主要实现,并分析其基本原理和主要实现代码. 前几节在介绍泛型的时候,我们自己实现了一个简单的动态数组容器类DynaArray,本节,我们介绍Java中真正的动态数组容器类ArrayList. 我们先来看它的基本用法. 基本用法 新建ArrayList ArrayList是一个泛型容器,新建ArrayLi…

前面两节介绍了ArrayList和LinkedList,它们的一个共同特点是,查找元素的效率都比较低,都需要逐个进行比较,本节介绍HashMap,它的查找效率则要高的多,HashMap是什么?怎么用?是如何实现的?本节详细介绍. 字面上看,HashMap由两个单词组成,Hash和Map,这里Map不是地图的意思,而是表示映射关系,是一个接口,实现Map接口有多种方式,HashMap实现的方式利用了Hash. 下面,我们先来看Map接口,接着看如何使用HashMap,然后看实现原理,最后我们总结分…

前面我们介绍了队列Queue的两个实现类LinkedList和PriorityQueue,LinkedList还实现了双端队列接口Deque,Java容器类中还有一个双端队列的实现类ArrayDeque,它是基于数组实现的. 我们知道,一般而言,由于需要移动元素,数组的插入和删除效率比较低,但ArrayDeque的效率却非常高,它是怎么实现的呢?本节我们就来详细探讨. 我们首先来看ArrayDeque的用法,然后来分析其实现原理,最后总结分析其特点. 用法 ArrayDeque实现了Deque接…

上节介绍了EnumMap,本节介绍同样针对枚举类型的Set接口的实现类EnumSet.与EnumMap类似,之所以会有一个专门的针对枚举类型的实现类,主要是因为它可以非常高效的实现Set接口. 之前介绍的Set接口的实现类HashSet/TreeSet,它们内部都是用对应的HashMap/TreeMap实现的,但EnumSet不是,它的实现与EnumMap没有任何关系,而是用极为精简和高效的位向量实现的,位向量是计算机程序中解决问题的一种常用方式,我们有必要理解和掌握. 除了实现机制,EnumS…

之前几节介绍了各种具体容器类和抽象容器类,上节我们提到,Java中有一个类Collections,提供了很多针对容器接口的通用功能,这些功能都是以静态方法的方式提供的. 都有哪些功能呢?大概可以分为两类: 对容器接口对象进行操作 返回一个容器接口对象 对于第一类,操作大概可以分为三组: 查找和替换 排序和调整顺序 添加和修改 对于第二类,大概可以分为两组: 适配器:将其他类型的数据转换为容器接口对象 装饰器:修饰一个给定容器接口对象,增加某种性质 它们都是围绕容器接口对象的,第一类是针对容器接口…

从本节开始,我们探讨Java并发工具包java.util.concurrent中的内容,本节先介绍最基本的原子变量及其背后的原理和思维. 原子变量 什么是原子变量?为什么需要它们呢? 在理解synchronized一节,我们介绍过一个Counter类,使用synchronized关键字保证原子更新操作,代码如下: public class Counter { private int count; public synchronized void incr(){ count ++; } publi…

57节介绍了字节流, 58节介绍了字符流,它们都是以流的方式读写文件,流的方式有几个限制: 要么读,要么写,不能同时读和写 不能随机读写,只能从头读到尾,且不能重复读,虽然通过缓冲可以实现部分重读,但是有限制 Java中还有一个类RandomAccessFile,它没有这两个限制,既可以读,也可以写,还可以随机读写,它是一个更接近于操作系统API的封装类. 本节,我们介绍就来介绍这个类,同时,我们介绍它的一个应用,实现一个简单的键值对数据库,怎么实现数据库呢?我们先来看RandomAccessF…

上节介绍了String,提到如果字符串修改操作比较频繁,应该采用StringBuilder和StringBuffer类,这两个类的方法基本是完全一样的,它们的实现代码也几乎一样,唯一的不同就在于,StringBuffer是线程安全的,而StringBuilder不是. 线程以及线程安全的概念,我们在后续章节再详细介绍.这里需要知道的就是,线程安全是有成本的,影响性能,而字符串对象及操作,大部分情况下,没有线程安全的问题,适合使用StringBuilder.所以,本节就只讨论StringBuild…

上节我们介绍了ArrayList,ArrayList随机访问效率很高,但插入和删除性能比较低,我们提到了同样实现了List接口的LinkedList,它的特点与ArrayList几乎正好相反,本节我们就来详细介绍LinkedList. 除了实现了List接口外,LinkedList还实现了Deque和Queue接口,可以按照队列.栈和双端队列的方式进行操作,本节会介绍这些用法,同时介绍其实现原理. 我们先来看它的用法. 用法 构造方法 LinkedList的构造方法与ArrayList类似,有两…

上节介绍了HashMap,提到了Set接口,Map接口的两个方法keySet和entrySet返回的都是Set,本节,我们来看Set接口的一个重要实现类HashSet. 与HashMap类似,字面上看,HashSet由两个单词组成,Hash和Set,Set表示接口,实现Set接口也有多种方式,各有特点,HashSet实现的方式利用了Hash. 下面,我们先来看HashSet的用法,然后看实现原理,最后我们总结分析下HashSet的特点. 用法 Set接口 Set表示的是没有重复元素.且不保证顺序…

40节介绍了HashMap,我们提到,HashMap有一个重要局限,键值对之间没有特定的顺序,我们还提到,Map接口有另一个重要的实现类TreeMap,在TreeMap中,键值对之间按键有序,TreeMap的实现基础是排序二叉树,上节我们介绍了排序二叉树的基本概念和算法,本节我们来详细讨论TreeMap. 除了Map接口,因为有序,TreeMap还实现了更多接口和方法,下面,我们先来看TreeMap的用法,然后探讨其内部实现. 基本用法 构造方法 TreeMap有两个基本构造方法: public…

上节介绍了堆的基本概念和算法,本节我们来探讨堆在Java中的具体实现类 - PriorityQueue. 我们先从基本概念谈起,然后介绍其用法,接着分析实现代码,最后总结分析其特点. 基本概念 顾名思义,PriorityQueue是优先级队列,它首先实现了队列接口(Queue),与LinkedList类似,它的队列长度也没有限制,与一般队列的区别是,它有优先级的概念,每个元素都有优先级,队头的元素永远都是优先级最高的. PriorityQueue内部是用堆实现的,内部元素不是完全有序的,不过,逐…

45节介绍了堆的概念和算法,上节介绍了Java中堆的实现类PriorityQueue,PriorityQueue除了用作优先级队列,还可以用来解决一些别的问题,45节提到了如下两个应用: 求前K个最大的元素,元素个数不确定,数据量可能很大,甚至源源不断到来,但需要知道到目前为止的最大的前K个元素.这个问题的变体有:求前K个最小的元素,求第K个最大的,求第K个最小的. 求中值元素,中值不是平均值,而是排序后中间那个元素的值,同样,数据量可能很大,甚至源源不断到来. 本节,我们就来探讨如何解决这两个…

之前我们介绍了Map接口的两个实现类HashMap和TreeMap,本节来介绍另一个实现类LinkedHashMap.它是HashMap的子类,但可以保持元素按插入或访问有序,这与TreeMap按键排序不同. 按插入有序容易理解,按访问有序是什么意思呢?这两个有序有什么用呢?内部是怎么实现的呢?本节就来探讨这些问题.从用法开始. 用法 基本概念 LinkedHashMap是HashMap的子类,但内部还有一个双向链表维护键值对的顺序,每个键值对既位于哈希表中,也位于这个双向链表中. Linked…

上节,我们介绍了Java中的标准序列化机制,我们提到,它有一些重要的限制,最重要的是不能跨语言,实践中经常使用一些替代方案,比如XML/JSON/MessagePack. Java SDK中对这些格式的支持有限,有很多第三方的类库,提供了更为方便的支持,Jackson是其中一种,它支持多种格式,包括XML/JSON/MessagePack等,本文就来介绍如果使用Jackson进行序列化.我们先来简单了解下这些格式以及Jackson. 基本概念 XML/JSON都是文本格式,都容易阅读和理解,格式…

本节介绍一个常用的并发容器 - ConcurrentHashMap,它是HashMap的并发版本,与HashMap相比,它有如下特点: 并发安全 直接支持一些原子复合操作 支持高并发.读操作完全并行.写操作支持一定程度的并行 与同步容器Collections.synchronizedMap相比,迭代不用加锁,不会抛出ConcurrentModificationException 弱一致性 我们分别来看下. 并发安全 我们知道,HashMap不是并发安全的,在并发更新的情况下,HashMap的链表…

​在之前的章节中,我们的讨论基本都是基于Java 7的,从本节开始,我们探讨Java 8的一些特性,主要内容包括: 传递行为代码 - Lambda表达式 函数式数据处理 - 流 组合式异步编程 - CompletableFuture 新的日期和时间API 本节,我们先讨论Lambda表达式,它是什么?有什么用呢? Lambda表达式是Java 8新引入的一种语法,是一种紧凑的传递代码的方式,它的名字来源于学术界的λ演算,具体我们就不探讨了. 理解Lambda表达式,我们先回顾一下接口.匿名内部类…

​本节继续探讨Java 8的新特性,主要是介绍Java 8对日期和时间API的增强,关于日期和时间,我们在之前已经介绍过两节了,32节介绍了Java 1.8以前的日期和时间API,主要的类是Date和Calendar,由于它的设计有一些不足,业界广泛使用的是一个第三方的类库Joda-Time,关于Joda-time,我们在33节进行了介绍.Java 1.8学习了Joda-time,引入了一套新的API,位于包java.time下,本节,我们就来简要介绍这套新的API. 我们先从日期和时间的表示开…

上节我们提到,类Collections中大概有两类功能,第一类是对容器接口对象进行操作,第二类是返回一个容器接口对象,上节我们介绍了第一类,本节我们介绍第二类. 第二类方法大概可以分为两组: 接受其他类型的数据,转换为一个容器接口,目的是使其他类型的数据更为方便的参与到容器类协作体系中,这是一种常见的设计模式,被称为适配器. 接受一个容器接口对象,并返回一个同样接口的对象,目的是使该对象更为安全的参与到容器类协作体系中,这也是一种常见的设计模式,被称为装饰器(不过,装饰器不一定是为了安全). 下…