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。
  1. 原子类(AtomicInteger、AtomicBoolean……)
  2. 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