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[其他] 纪念我曾经的 JAVA 姿势

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海蓝 发表于 2016-10-10 23:47:33
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目前在搞 Node.js,曾经的 JAVA 知识忘了好多,为此整理了下,感叹下工业语言还是有相当的优势的。
  目录

  
       

  •    
  • 异常
       
  • 注解
       
  • 安全性
       
  • 类加载
       
  • 关键字
       
  • 初始化
       
  • 多线程
       
  • 线程池
       
  • 内存模型
      
  

  Java所有的流类位于java.io包中,都分别继承字以下四种抽象流类型。
              Type     字节流     字符流                   输入流     InputStream     Reader             输出流     OutputStream     Writer            

纪念我曾经的 JAVA 姿势

纪念我曾经的 JAVA 姿势

  继承自InputStream/OutputStream的流都是用于向程序中输入/输出数据,且数据的单位都是字节(byte=8bit)。
  继承自Reader/Writer的流都是用于向程序中输入/输出数据,且数据的单位都是字符(2byte=16bit)。
  异常

   

纪念我曾经的 JAVA 姿势

纪念我曾经的 JAVA 姿势

   Java的异常(包括 ExceptionError )分为:
  
       
  • 可查的异常(checked exceptions)
      
  除了RuntimeException及其子类以外,其他的Exception类及其子类都属于可查异常。这种异常的特点是Java编译器会检查它,也就是说,当程序中可能出现这类异常,要么用try-catch语句捕获它,要么用throws子句声明抛出它,否则编译不会通过。
  
       
  • 不可查的异常(unchecked exceptions)
      
  包括运行时异常(RuntimeException与其子类)和错误(Error)。
  运行时异常和非运行时异常:
  
       
  • RuntimeException
      
  NullPointerException(空指针异常)、IndexOutOfBoundsException(下标越界异常)等这些异常是不检查异常,程序中可以选择捕获处理,也可以不处理。这些异常一般是由程序逻辑错误引起的,程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。运行时异常的特点是Java编译器不会检查它,也就是说,当程序中可能出现这类异常,即使没有用try-catch语句捕获它,也没有用throws子句声明抛出它,也会编译通过。
  
       
  • RuntimeException以外的Exception
      
  从程序语法角度讲是必须进行处理的异常,如果不处理,程序就不能编译通过。如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常,一般情况下不自定义检查异常。
  返回目录
  <span id="target"></span>
  注解

  Java SE5内置了三种标准注解:
  1. @Override,表示当前的方法定义将覆盖超类中的方法。
  2. @Deprecated,使用了注解为它的元素编译器将发出警告,因为注解@Deprecated是不赞成使用的代码,被弃用的代码。
  3. @SuppressWarnings,关闭不当编译器警告信息。
复制代码
Java还提供了4中注解,专门负责新注解的创建:
  
       
  • @Target:
      
  表示该注解可以用于什么地方,可能的ElementType参数有:
   CONSTRUCTOR :构造器的声明
   FIELD :域声明(包括 enum 实例)
   LOCAL_VARIABLE :局部变量声明
   METHOD :方法声明
   PACKAGE :包声明
   PARAMETER :参数声明
   TYPE :类、接口(包括注解类型)或 enum 声明
  
       
  • @Retention
      
  表示需要在什么级别保存该注解信息。可选的RetentionPolicy参数包括:
   SOURCE :注解将被编译器丢弃
   CLASS :注解在class文件中可用,但会被VM丢弃
   RUNTIME :VM将在运行期间保留注解,因此可以通过反射机制读取注解的信息
  
       
  • @Document
      
  将注解包含在Javadoc中
  
       
  • @Inherited
      
  允许子类继承父类中的注解
  Example

  定义注解:
  1. @Target(ElementType.METHOD)
  2. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
  3. public @interface UseCase {
  4.     public String id();
  5.     public String description() default "no description";
  6. }
复制代码
使用注解:
  1. public class PasswordUtils {
  2.      @UseCase(id = 47, description = "Passwords must contain at least one numeric")
  3.      public boolean validatePassword(String password) {
  4.          return (password.matches("\\w*\\d\\w*"));
  5.      }
  6.      @UseCase(id = 48)
  7.      public String encryptPassword(String password) {
  8.          return new StringBuilder(password).reverse().toString();
  9.      }
  10. }
复制代码
解析注解:
  1. public static void main(String[] args) {
  2.      List<Integer> useCases = new ArrayList<Integer>();
  3.      Collections.addAll(useCases, 47, 48, 49, 50);
  4.      trackUseCases(useCases, PasswordUtils.class);
  5. }
  6. public static void trackUseCases(List<Integer> useCases, Class<?> cl) {
  7.      for (Method m : cl.getDeclaredMethods()) {
  8.          UseCase uc = m.getAnnotation(UseCase.class);
  9.          if (uc != null) {
  10.              System.out.println("Found Use Case:" + uc.id() + " "
  11.                          + uc.description());
  12.              useCases.remove(new Integer(uc.id()));
  13.          }
  14.      }
  15.      for (int i : useCases) {
  16.          System.out.println("Warning: Missing use case-" + i);
  17.      }
  18. }
  19. // Found Use Case:47 Passwords must contain at least one numeric
  20. // Found Use Case:48 no description
  21. // Warning: Missing use case-49
  22. // Warning: Missing use case-50
复制代码
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  安全性

  
       
  • 严格遵循面向对象的规范。这样封装了数据细节,只提供接口给用户。增加了数据级的安全性。
       
  • 无指针运算。java中的操作,除了基本类型都是引用的操作。引用是不能进行增减运算,不能被直接赋予内存地址的,从而增加了内存级的安全性。
       
  • 数组边界检查。这样就不会出现C/C++中的缓存溢出等安全漏洞。
       
  • 强制类型转换。非同类型的对象之间不能进行转换,否则会抛出ClassCastException
       
  • 语言对线程安全的支持。java从语言级支持线程。从而从语法和语言本身做了很多对线程的控制和支持。
       
  • 垃圾回收。
       
  • Exception。
      
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  类加载

  原理

   ClassLoader使用的是 双亲委托模型 来搜索类的,每个ClassLoader实例都有一个父类加载器的引用(不是继承的关系,是一个包含的关系),虚拟机内置的类加载器(Bootstrap ClassLoader)本身没有父类加载器,但可以用作其它ClassLoader实例的的父类加载器。
  当一个ClassLoader实例需要加载某个类时,它会试图亲自搜索某个类之前,先把这个任务委托给它的父类加载器,这个过程是由上至下依次检查的,首先由最顶层的类加载器Bootstrap ClassLoader试图加载,如果没加载到,则把任务转交给Extension ClassLoader试图加载,如果也没加载到,则转交给App ClassLoader 进行加载,如果它也没有加载得到的话,则返回给委托的发起者,由它到指定的文件系统或网络等URL中加载该类。
  如果它们都没有加载到这个类时,则抛出ClassNotFoundException异常。否则将这个找到的类生成一个类的定义,并将它加载到内存当中,最后返回这个类在内存中的Class实例对象。
  JVM在判定两个class是否相同时,不仅要判断两个类名是否相同,而且要判断是否由同一个类加载器实例加载的。只有两者同时满足的情况下,JVM才认为这两个class是相同的。
  加载器

  
       
  • BootStrap ClassLoader
      
  启动类加载器,是Java类加载层次中最顶层的类加载器,负责加载JDK中的核心类库,如:rt.jar、resources.jar、charsets.jar等。
  1. URL[] urls = sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
  2.    for (int i = 0; i < urls.length; i++) {
  3.        System.out.println(urls[i].toExternalForm());  
  4.    }
  5.    // 也可以通过sun.boot.class.path获取
  6.    System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path"))
复制代码
       
  • Extension ClassLoader
      
  扩展类加载器,负责加载Java的扩展类库,默认加载JAVA_HOME/jre/lib/ext/目下的所有jar。
  
       
  • App ClassLoader
      
  系统类加载器,负责加载应用程序classpath目录下的所有jar和class文件
  注意:

  1. 除了Java默认提供的三个ClassLoader之外,用户还可以根据需要定义自已的ClassLoader,而这些自定义的ClassLoader都必须继承自java.lang.ClassLoader类,也包括Java提供的另外二个ClassLoader(Extension ClassLoader和App ClassLoader)在内。Bootstrap ClassLoader不继承自ClassLoader,因为它不是一个普通的Java类,底层由C++编写,已嵌入到了JVM内核当中,当JVM启动后,Bootstrap ClassLoader也随着启动,负责加载完核心类库后,并构造Extension ClassLoader和App ClassLoader类加载器。
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  关键字

   strictfp( strict float point )
  strictfp 关键字可应用于类、接口或方法。使用strictfp关键字声明一个方法时,该方法中所有的float和double表达式都严格遵守FP-strict的限制,符合IEEE-754规范。当对一个类或接口使用strictfp关键字时,该类中的所有代码,包括嵌套类型中的初始设定值和代码,都将严格地进行计算。严格约束意味着所有表达式的结果都必须是 IEEE 754算法对操作数预期的结果,以单精度和双精度格式表示。
  如果你想让你的浮点运算更加精确,而且不会因为不同的硬件平台所执行的结果不一致的话,可以用关键字strictfp。
  transiant

  变量修饰符,如果用transient声明一个实例变量,当对象存储时,它的值不需要维持。
  volatile

  作为指令关键字,确保本条指令不会因编译器的优化而省略,修饰变量,保证变量每次都是从内存中重新读取。
  final

  
       
  • 修饰基础数据成员(as const)
       
  • 修饰类或对象的引用
       
  • 修饰方法的final(cannot overwrite)
       
  • 修饰类或者参数
      
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  初始化

   父静态->子静态
   父变量->父初始化区->父构造
   子变量->子初始化区->子构造
  多线程

  JAVA多线程实现方式主要有三种:继承Thread类、实现Runnable接口、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程。其中前两种方式线程执行完后都没有返回值,只有最后一种是带返回值的。
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  线程池

  concurrent下的线程池:

              名称     功能                   ExecutorService     真正的线程池接口             ScheduledExecutorService     能和Timer/TimerTask类似,解决那些需要任务重复执行的问题             ThreadPoolExecutor     ExecutorService的默认实现             ScheduledThreadPoolExecutor     继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现,周期性任务调度的类实现           Executors

  
       
  • newSingleThreadExecutor
      
  创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作,也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束,那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。
  
       
  • newFixedThreadPool
      
  创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程,直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变,如果某个线程因为执行异常而结束,那么线程池会补充一个新线程。
  
       
  • newCachedThreadPool
      
  创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程,
  那么就会回收部分空闲(60秒不执行任务)的线程,当任务数增加时,此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制,线程池大小完全依赖于操作系统(或者说JVM)能够创建的最大线程大小。
  
       
  • newScheduledThreadPool
      
  创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。
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  内存模型

   

纪念我曾经的 JAVA 姿势

纪念我曾经的 JAVA 姿势

  Java内存模型规定,对于多个线程共享的变量,存储在主内存当中,每个线程都有自己独立的工作内存,线程只能访问自己的工作内存,不可以访问其它线程的 工作内存。工作内存中保存了主内存共享变量的副本,线程要操作这些共享变量,只能通过操作工作内存中的副本来实现,操作完毕之后再同步回到主内存当中。
  如何保证多个线程操作主内存的数据完整性是一个难题,Java内存模型也规定了工作内存与主内存之间交互的协议,首先是定义了8种原子操作:
  
       
  • lock:将主内存中的变量锁定,为一个线程所独占
       
  • unclock:将lock加的锁定解除,此时其它的线程可以有机会访问此变量
       
  • read:将主内存中的变量值读到工作内存当中
       
  • load:将read读取的值保存到工作内存中的变量副本中。
       
  • use:将值传递给线程的代码执行引擎
       
  • assign:将执行引擎处理返回的值重新赋值给变量副本
       
  • store:将变量副本的值存储到主内存中。
       
  • write:将store存储的值写入到主内存的共享变量当中。
      
  内存组成

  堆(Heap)

  运行时数据区域,所有类实例和数组的内存均从此处分配。Java虚拟机启动时创建。对象的堆内存由称为垃圾回收器 的自动内存管理系统回收。
  
       
  • News Generation(Young Generation即图中的Eden + From Space + To Space)
           
    • Eden 存放新生的对象
           
    • Survivor Space 两个 存放每次垃圾回收后存活的对象
         
       
  • Old Generation(Tenured Generation 即图中的Old Space) 主要存放应用程序中生命周期长的存活对象
      
  非堆内存

  JVM具有一个由所有线程共享的方法区。方法区属于非堆内存。它存储每个类结构,如运行时常数池、字段和方法数据,以及方法和构造方法的代码。它是在Java虚拟机启动时创建的。
  除了方法区外,Java虚拟机实现可能需要用于内部处理或优化的内存,这种内存也是非堆内存。例如,JIT编译器需要内存来存储从Java虚拟机代码转换而来的本机代码,从而获得高性能。
  
       
  • Permanent Generation  (图中的Permanent Space)存放JVM自己的反射对象,比如类对象和方法对象
       
  • native heap
      
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千樱 发表于 2016-10-21 19:20:29
传说中的沙发???哇卡卡
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凌晴 发表于 2016-11-12 05:26:42
吾表兄,年四十余.始从文,连考三年而不中.遂习武,练武场上发一矢,中鼓吏,逐之出.改学医,自撰一良方,服之,卒.
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古道沐茶 发表于 2016-11-15 17:36:22
LZ帖子不给力,勉强给回复下吧
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vldtb 发表于 2016-11-21 00:39:41
楼上的且行且珍惜!
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