极*Java速成教程

Java高级特性

数组

在Java中，数组是一串连续的，不可改变长度的，对象被固定的，类型固定的连续空间。数组中的随机访问非常迅速，但为了速度放弃了灵活性。而效率也是数组最大的优点。
在使用泛型的容器中，Java通过储存Object对象储存数据，因此数组有了自己的优点，也就是编译期的类型检查，因此可以避免一些类型错误。
数组可以持有基本类型，而容器只能持有基本类型的包装类。

数组的使用

数组标识符实际上只是一个引用，数组对象储存在内存中，可以通过{Obj1,Obj2...}在数组声明处隐式地创建数组对象或者使用new进行创建。length成员表明数组的长度。[]语法是唯一的数组对象访问方法。
数组引用与其他非基本类型的引用使用方法一致。数组对象中的元素会被自动初始化为相应类型的空值或者0值或者false。
在Java中，可以将多个方法返回值包装进数组中然后返回。这也是Java的特性，传递的都是引用，而数组的引用与其他引用并不不同。
数组常用方法有：
Arrays.fill()
System.arraycopy()
Arrays.equals()
Arrays.sort()和比较器/比较接口
Array.binarySearch()

多维数组

Java的多维数组就是上一维数组的引用放进一个一维数组中进行叠加。
Array.deepToString()方法对基本类型数组和对象数组都有用，都可以将其转化为String对象。

数组与泛型

数组不能储存泛型类型，但是数组可以泛型其引用本身。也可以将泛型容器放置到数组中(因为数组是类型检查的，而泛型是没有类型的，但泛型容器是有类型的)。
将数组声明为Objecr[]就可以将基本类型以外的所有类型放入数组中，而不会有问题出现。

容器深入认识

容器比数组更加好用，数组有的方法在容器中基本上都有迹可循，比如fill()方法。容器还有一些其他的方法，比如addAll()。
容器可以用另一个容器去填充，或者是使用自定义的生成器方法填充。
Collection没有get()方法，因为它包含set类，而对于自己维护内部顺序的set来说，随机访问是没有意义的。
容器提供了大量方法，具体内容可以在文档中查询：java 8 文档

可选操作

为了避免容器接口过多和接口过剩，Java允许接口被定义为可选操作，实现类并不需要为这些方法提供功能。
对于绝大多数容器来说，大多数操作都是“共性”，是都可以被支持的，而有一种少见的情况，就是“未获支持的操作”异常，在运行时会发生，常见于数据结构尺寸固定的容器，比如List。

set

Set内部的每个元素都是唯一的。set必须在存入的数据类型中创建equals()方法，而为了良好的编程风格，应该同时覆盖hashCode方法。
HashSet是为了快速查找而设计的Set，为了效率，HashSet是首选。
TreeSet是保持次序的Set，对于TreeSet，因为其内部排序，要实现存入对象的compareAble()接口。
SortedSet可以保证元素处于排序状态，其内部排序按照比较函数结果确定，如果要保证元素插入顺序，那么可以使用LinkedHashSet。

Queue

队列按照插入的顺序抽取出来，遵循先进先出的规则。
PriorityQueue是优先级队列，按照比较函数确定的优先级，对队列内容进行排序。

Map

Map中按照“键-值”的方式储存数据，Map的基本实现包括HashMap,TreeMap,LinkedHashMap,WeakHashMap,ConcurrentHashMap,IdentityHashMap。
Map中的get()方法使用线性搜索，因此效率较低。而HashMap则基于Hash的方法取代了对键的顺序搜索（Hash值来自类的hashCode()方法），更为高效。

• HashMap插入和查询的开销是固定的，可以通过构造器设置容量和负载因子，可以调整容器性能。
• LinkedHashMap类似于HashMap，但在迭代时取得的键值对按照插入顺序或者最近最少使用顺序，仅比HashMap慢一点而且迭代操作更快，内部结构由链表维护。
• TreeMap基于红黑树实现，内部实现排序，得到的结果是有序的，可以通过subMap()方法得到一个子树。
• WeakHashMap可以释放映射所指向的对象，如果映射之外没有引用指向某个键，则键会被垃圾处理器回收。
• ConcurrentHashMap，线程安全的Map。
• IdentityHashMap，使用==对键进行比较的散列映射。

当使用自己的类作为HashMap键时，必须同时重载hashCode()和equals()方法。
正确的equals()方法应必须满足已下5个条件：

1. 自反性，自己与自己比较为true
2. 对称性，x与y为true，那么y与x也为true
3. 传递性，x与y为true，y与z为true，那么x与z也为true
4. 一致性，对于x和y，只要等价比较信息没变，那么无论调用多少次，结果保持一致
5. 对于任何不是null的对象，与null比较一定返回false

具体的Hash思想与数据结构中学的一样。

HashMap的性能因子：

容量：表中的桶位数
初始容量：表在创建时拥有的桶位数
尺寸：表中当前储存的项数
负载因子：尺寸/容量，表示表中满和空的程度，半满的时候负载因子为0.5，负载越低冲突的概率越小，当负载因子增加到某个水平（默认为0.75）时，容器会加大其容量，然后重新将现有的对象分布到新桶位集中（这叫做再散列）。

容器的选择

默认使用ArrayList，仅当存在随机插入和删除操作时，才使用LinkedList，如果时固定数量元素，那么可以使用List或者数组。
默认使用HashSet，当需要一个排好序的Set或者需要迭代的时候，使用TreeSet，需要按照插入顺序的时候使用LinkedHashSet。
默认使用HashMap，当需要Map保持有序时使用TreeMap，LinkedHashMap在需要保持插入顺序和迭代时使用。IdentityHashMap使用==进行比较，所以用处不同。

容器的不可修改

Java中提供了Collections.unmodifiableCollection()方法，该方法可以返回一个传入容器的不可修改版本。

同步控制

Java中同步控制可以使用synchronized关键词，Collections类中有synchronizedCollection()方法可以返回自动同步的类型。
若其他进程在本进程使用容器时修改容器对象，Java会采用快速报错机制，抛出ConcurrentModificationException。
ConcurrentHashMap，CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet可以避免该异常。

持有引用

java.lang.ref类包含了为垃圾回收提供灵活性的类，SoftReference、WeakReference和PhantomReference，即软引用、弱引用和虚引用。平时这种SoftReference会正常使用，而当内存濒临耗尽等情况出现时，垃圾回收器会将其释放，而不是像其他对象一样继续被持有。弱引用对象生命周期比软引用短，当弱引用被垃圾回收进程发现时，就会被直接回收。虚引用只是用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动，完全不影响对象生命周期。
如软引用和弱引用可以选择是否放入ReferenceQueue，虚引用依赖于ReferenceQueue。

weakHashMap是一种特殊的Map，被用来保存WeakReference，我理解是说这个Map中储存的键是弱引用的，Map中的键如果没有其他强引用则会被GC每次回收动作回收掉，因此可以用作缓存。WeakHashMap允许垃圾回收器自动清理键。