java 左大括号常量 java中大括号的作用_面试

宝剑锋从撸码出,加油,少年!——克里斯托弗•李


lambda表达式

Lambda 表达式,也可称为闭包,它是推动 Java 8 发布的最重要新特性。

Lambda 允许把函数作为一个方法的参数(函数作为参数传递进方法中)。

使用 Lambda 表达式可以使代码变的更加简洁紧凑。

语法

lambda 表达式的语法格式如下:

(parameters) -> expression
或
(parameters) ->{ statements; }

以下是lambda表达式的重要特征:

  • 可选类型声明:不需要声明参数类型,编译器可以统一识别参数值。
  • 可选的参数圆括号:一个参数无需定义圆括号,但多个参数需要定义圆括号。
  • 可选的大括号:如果主体包含了一个语句,就不需要使用大括号。
  • 可选的返回关键字:如果主体只有一个表达式返回值则编译器会自动返回值,大括号需要指定明表达式返回了一个数值。
Lambda 表达式实例
// 1. 不需要参数,返回值为 5  
() -> 5  

// 2. 接收一个参数(数字类型),返回其2倍的值  
x -> 2 * x  

// 3. 接受2个参数(数字),并返回他们的差值  
(x, y) -> x – y  

// 4. 接收2个int型整数,返回他们的和  
(int x, int y) -> x + y  

// 5. 接受一个 string 对象,并在控制台打印,不返回任何值(看起来像是返回void)  
(String s) -> System.out.print(s)

Lambda 表达式主要用来定义行内执行的方法类型接口,例如,一个简单方法接口。在上面例子中,我们使用各种类型的Lambda表达式来定义MathOperation接口的方法。然后我们定义了sayMessage的执行。

Lambda 表达式免去了使用匿名方法的麻烦,并且给予Java简单但是强大的函数化的编程能力。

lambda 表达式只能引用标记了 final 的外层局部变量,这就是说不能在 lambda 内部修改定义在域外的局部变量,否则会编译错误。

Java编译与反编译

编程语言(Programming Language)分为低级语言(Low-level Language)和高级语言(High-level Language)

机器语言(Machine Language)和汇编语言(Assembly Language)属于低级语言,直接用计算机指令编写程序。

而C、C++、Java、Python等属于高级语言,用语句(Statement)编写程序,语句是计算机指令的抽象表示。

编译就是编译器将程序员能看懂的高级语言翻译成机器能读懂运行的机器语言的过程,反编译就是相反的过程。

Java可以通过javac命令将Java程序的源代码编译成Java字节码,即我们常说的class文件。这是我们通常意义上理解的编译。但是,字节码并不是机器语言,要想让机器能够执行,还需要把字节码翻译成机器指令。这个过程是Java虚拟机做的,这个过程也叫编译。是更深层次的编译。

编译过程

根据完成任务不同,可以将编译器的组成部分划分为前端(Front End)与后端(Back End)

前端编译主要指与源语言有关但与目标机无关的部分,包括词法分析、语法分析、语义分析与中间代码生成。

后端编译主要指与目标机有关的部分,包括代码优化和目标代码生成等。

java 左大括号常量 java中大括号的作用_java_02

我们可以把将.java文件编译成.class的编译过程称之为前端编译。把将.class文件翻译成机器指令的编译过程称之为后端编译

**JIT:首先,我们大家都知道,通常通过 javac 将程序源代码编译,转换成 java 字节码,JVM 通过解释字节码将其翻译成对应的机器指令,逐条读入,逐条解释翻译。很显然,经过解释执行,其执行速度必然会比可执行的二进制字节码程序慢很多。这就是传统的JVM的解释器(Interpreter)**的功能。为了解决这种效率问题,引入了 JIT 技术。

热点缓存:JAVA程序还是通过解释器进行解释执行,当JVM发现某个方法或代码块运行特别频繁的时候,就会认为这是“热点代码”(Hot Spot Code)。然后JIT会把部分“热点代码”翻译成本地机器相关的机器码,并进行优化,然后再把翻译后的机器码缓存起来,以备下次使用

方法计数器:记录一个方法被调用次数的计数器

回边计数器:记录方法中的for或者while的运行次数的计数器

JVM内存结构

我们都知道,Java代码是要运行在虚拟机上的,而虚拟机在执行Java程序的过程中会把所管理的内存划分为若干个不同的数据区域,这些区域都有各自的用途。其中有些区域随着虚拟机进程的启动而存在,而有些区域则依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁

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Synchronized的实现原理

synchronized有两种使用形式,同步方法和同步代码块

sychronized同步方法

方法级的同步是隐式的。同步方法的常量池中会有一个ACC_SYNCHRONIZED标志。当某个线程要访问某个方法的时候,会检查是否有ACC_SYNCHRONIZED,如果有设置,则需要先获得监视器锁,然后开始执行方法,方法执行之后再释放监视器锁。这时如果其他线程来请求执行方法,会因为无法获得监视器锁而被阻断住。值得注意的是,如果在方法执行过程中,发生了异常,并且方法内部并没有处理该异常,那么在异常被抛到方法外面之前监视器锁会被自动释放

synchronize同步代码块

同步代码块使用monitorentermonitorexit两个指令实现, 可以把执行monitorenter指令理解为加锁,执行monitorexit理解为释放锁。 每个对象维护着一个记录着被锁次数的计数器。未被锁定的对象的该计数器为0,当一个线程获得锁(执行monitorenter)后,该计数器自增变为 1 ,当同一个线程再次获得该对象的锁的时候,计数器再次自增。当同一个线程释放锁(执行monitorexit指令)的时候,计数器再自减。当计数器为0的时候。锁将被释放,其他线程便可以获得锁。

总结:

同步方法通过ACC_SYNCHRONIZED关键字隐式的对方法进行加锁。当线程要执行的方法被标注上ACC_SYNCHRONIZED时,需要先获得锁才能执行该方法。

同步代码块通过monitorentermonitorexit执行来进行加锁。当线程执行到monitorenter的时候要先获得所锁,才能执行后面的方法。当线程执行到monitorexit的时候则要释放锁。

每个对象自身维护这一个被加锁次数的计数器,当计数器数字为0时表示可以被任意线程获得锁。当计数器不为0时,只有获得锁的线程才能再次获得锁。即可重入锁.

Moniter

在多线程访问共享资源的时候,经常会带来可见性和原子性的安全问题。为了解决这类线程安全的问题,Java提供了同步机制、互斥锁机制,这个机制保证了在同一时刻只有一个线程能访问共享资源。这个机制的保障来源于监视锁Monitor,每个对象都拥有自己的监视锁Monitor。

sychronized加锁的时候,会调用objectMonitor的enter方法,解锁的时候会调用exit方法。事实上,只有在JDK1.6之前,synchronized的实现才会直接调用ObjectMonitor的enterexit,这种锁被称之为重量级锁。为什么说这种方式操作锁很重呢?

  • Java的线程是映射到操作系统原生线程之上的,如果要阻塞或唤醒一个线程就需要操作系统的帮忙,这就要从用户态转换到核心态,因此状态转换需要花费很多的处理器时间,对于代码简单的同步块(如被synchronized修饰的getset方法)状态转换消耗的时间有可能比用户代码执行的时间还要长,所以说synchronized是java语言中一个重量级的操纵。

所以,在JDK1.6中出现对锁进行了很多的优化,进而出现轻量级锁,偏向锁,锁消除,适应性自旋锁,锁粗化(自旋锁在1.4就有 只不过默认的是关闭的,jdk1.6是默认开启的),这些操作都是为了在线程之间更高效的共享数据 ,解决竞争问题。后面的文章会继续介绍这几种锁以及他们之间的关系

锁优化

对于线程来说,一共有五种状态,分别为:初始状态(New) 、就绪状态(Runnable) 、运行状态(Running) 、阻塞状态(Blocked) 和死亡状态(Dead) 。

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自旋锁

自旋锁和阻塞锁最大的区别就是,到底要不要放弃处理器的执行时间。对于阻塞锁和自旋锁来说,都是要等待获得共享资源。但是阻塞锁是放弃了CPU时间,进入了等待区,等待被唤醒。而自旋锁是一直“自旋”在那里,时刻的检查共享资源是否可以被访问。

由于自旋锁只是将当前线程不停地执行循环体,不进行线程状态的改变,所以响应速度更快。但当线程数不停增加时,性能下降明显,因为每个线程都需要执行,占用CPU时间。如果线程竞争不激烈,并且保持锁的时间段。适合使用自旋锁。

锁消除
public void f() {
    Object hollis = new Object();
    synchronized(hollis) {
        System.out.println(hollis);
    }
}

代码中对hollis这个对象进行加锁,但是hollis对象的生命周期只在f()方法中,并不会被其他线程所访问到,所以在JIT编译阶段就会被优化掉。优化成:

public void f() {
    Object hollis = new Object();
    System.out.println(hollis);
}

这里,可能有读者会质疑了,代码是程序员自己写的,程序员难道没有能力判断要不要加锁吗?就像以上代码,完全没必要加锁,有经验的开发者一眼就能看的出来的。其实道理是这样,但是还是有可能有疏忽,比如我们经常在代码中使用StringBuffer作为局部变量,而StringBuffer中的append是线程安全的,有synchronized修饰的,这种情况开发者可能会忽略。这时候,JIT就可以帮忙优化,进行锁消除。

总之,在使用synchronized的时候,如果JIT经过逃逸分析之后发现并无线程安全问题的话,就会做锁消除。

锁粗化

假如你去银行办业务,你为了减少每次办理业务的时间,你把要办的五个业务分成五次去办理,这反而适得其反了。因为这平白的增加了很多你重新取号、排队、被唤醒的时间。

如果在一段代码中连续的对同一个对象反复加锁解锁,其实是相对耗费资源的,这种情况可以适当放宽加锁的范围,减少性能消耗。

当JIT发现一系列连续的操作都对同一个对象反复加锁和解锁,甚至加锁操作出现在循环体中的时候,会将加锁同步的范围扩散(粗化)到整个操作序列的外部。

如以下代码:

for(int i=0;i<100000;i++){  
    synchronized(this){  
        do();  
}

会被粗化成:

synchronized(this){  
    for(int i=0;i<100000;i++){  
        do();  
}

这其实和我们要求的减小锁粒度并不冲突。减小锁粒度强调的是不要在银行柜台前做准备工作以及和办理业务无关的事情。而锁粗化建议的是,同一个人,要办理多个业务的时候,可以在同一个窗口一次性办完,而不是多次取号多次办理。

总结

自Java 6/Java 7开始,Java虚拟机对内部锁的实现进行了一些优化。这些优化主要包括锁消除(Lock Elision)、锁粗化(Lock Coarsening)、偏向锁(Biased Locking)以及适应性自旋锁(Adaptive Locking)。这些优化仅在Java虚拟机server模式下起作用(即运行Java程序时我们可能需要在命令行中指定Java虚拟机参数“-server”以开启这些优化)