20155219 2016-2017-2 《Java程序设计》第6周学习总结
教材学习内容总结
串流设计
1.串流:Java将输入/输出抽象化为串流,数据有来源及目的地,衔接两者的是串流对象。
2.将数据从来源取出,可以使用输入串流,代表对象为java.io.Inputstream实例;将数据写入目的地,可以使用输出串流,代表对象为java.io.OutputStream实例。
3.在进行InputStream与OutStream的相关操作时若发生错误,会抛出java.io.IOException异常,在dump()方法上声明throws,由调用dump()方法的客户端处理。
4.在不使用InputStream与OutputStream时,必须使用close()方法关闭串流。
5.流(Stream)是对「输入输出」的抽象,注意「输入输出」是相对程序而言的
InputStream与OutputStream,
InputStream、OutStream提供串流基本操作,如果想要为输入/输出的数据做加工处理,则可以使用打包器类。
6.常用的打包器具备缓冲区作用的BufferedOutputStream、BufferedInputStream,具备数据转换处理的DataInputStream、DataOutputStream,具备对象串行化能力的ObjectInputStream、ObjectOutputStream等。
7.针对字符数据的读取,Java SE提供了java.io.Reader类,其抽象化了字符数据读入的来源。针对字符数据的写入,则提供了java.io.Writer类。其抽象化了数据写出的目的地。
8.FileReader、FileWriter则可以对文档做读取与写入,读取或写入时默认会使用操作系统默认编码来做字符转换。在启动JVM时,可以指定-Dfile.encoding来指定FileReader、FileWriter所使用的编码。
装饰器类
- Decorator模式
BufferedInputStream与BufferedOutputStream: 内部提供缓冲,提高效率 - DataInputStream与DataOutputStream:基本数据类型与字节的转换。
- ObjectInputStream与ObjectOutputStream的java.io.Serializable接口。
字符处理类
- Reader、Writer也有一些装饰器类可供使用。如果串流处理的字节数据,实际上代表某些字符的编码数据,而你想要将这些字节数据转换为对应的编码字符,可以使用InputStreamReader、OutputStreamWriter对串流数据打包。BufferedReader、BufferedWriter可对Reader、Writer提供缓冲区作用,在处理字符输入/输出时,对效率也会有所帮助。PrintReader、PrintStream使用上极为类似,不过除了可以对OutputStream打包之外,PrintWriter还可以对Writer进行打包,提供print()、println()、format()等方法。
字符处理装饰器
- 想要将这些字节数据转换为对应的编码字符,可以使用InputStreamReader、OutputStreamWriter对串流数据打包。
BufferedReader、BufferedWriter可对Reader、Writer提供缓冲区作用,在处理字符输入/输出时,对效率也会有所帮助。
PrintWriter还可以对Writer进行打包,提供print()、println()、format()等方法。
线程
1.多线程程序即程序拥有多个流程。
2.在main()以外独立设计流程,可以撰写类操作java.lang.Runnable接口,流程的进入点是操作在run()方法中。从main()开始的流程会由主线程执行,run()方法可以创建Thread实例来执行。启动额外线程执行指定流程,必须调用Thread实例的start()方法。
线程生命周期
1.Daemon线程:主线程会从main()方法开始执行,直到main()方法结束后停止JVM。如果主线程中启动了额外线程,默认会等待被启动的所有线程都执行完run()方法才中止JVM。 如果一个Thread被标示为Daemon线程,在所有的非Daemon线程都结束时,JVM自动就会终止。
2.Thread基本状态图:用Thread实例start()方法后,基本状态为可执行(Runnable)、被阻断(Blocked)、执行中(Running)。
3.安插线程:join()表示将线程加入称为另一个线程的流程中,线程使用join()加入至另一个线程时,另一个线程会等待被加入的线程工作完毕,然后在继续它的动作。
4.停止线程:线程完成run()方法后,就会进入Dead,进入Dead的线程不可以再次调用start()方法,否则会抛出IllegalThreadStateException异常。
关于ThreadGroup
1.java.lang.ThreadGroup类可以管理群组中的线程。interrupt()方法可以中断群组中所有线程;setMaxPriority()方法可以设定群组中所有线程最大优先权;activeCount()方法可以获取群组的线程数量 ;enumerate()方法可以一次取得群组中所有线程;uncaughtException()方法第一个参数可取得发生异常的线程实例,第二个参数可取得异常对象。
synchronized与volatile
1.不具备线程安全的类:线程存取同一对象相同资源时可能引起竞速情况的类。
2.使用synchronized
每个对象都会有个内部锁定,或称为监控锁定。被标示为synchronized的区块将会被监控,任何线程要执行synchronize区块都必须先取得指定的对象锁定。
线程无法取得锁定时会造成阻断,不正确地使用synchronize有可能造成效能低下,另一个问题则是死结。
synchronized要求达到的所标示区域的互斥性和可见性。互斥性是指synchronized区块同时间只能有一个线程;可见性是指线程离开synchronized区块后,另一线程接触到的就是上一线程改变后的对象状态。
3.使用volatile
在变量上声明volatile,标示变量是不稳定、易变的,也就是可能在多线程下存取。被标示为volatile的变量,不允许线程快取,变量值的存取一定是在共享内存中进行。
volatile保证的是单一变数的可见性,线程对变量的存取一定是在共享内存中,不会在自己的内存空间中快取变量,线程对共享内存中变量的存取,另一线程一定看得到。
等待与通知
1.调用锁定对象的wait()方法:线程会释放对象锁定,并进入对象等待集合而处于阻断状态,其他线程可以竞争对象锁定,取得锁定的线程可以执行synchronize区块的代码。
2.调用锁定对象的notify()方法:从对象等待集合中随机通知一个线程加入排班,再次执行synchronize前,被通知的其他线程共同竞争对象锁定。
3.调用锁定对象的notifyAll()方法:所有等待集合中的线程都会被通知参与排班,这些线程会与其他线程共同竞争对象锁定。
并行API
Lock、ReadWriteLock与Condition
1.使用Lock
lock接口主要操作类之一为ReentrantLock,如果已经有线程取得Lock对象锁定,尝试在一次锁定同一Lock对象是可以的。
Lock接口还定义了tryLock()方法,如果线程调用tryLock()可以取得锁定会返回true,若无法取得锁定并不会发生阻断,而是返回false。
2.ReadWriteLock
ReadWriteLock接口定义了读取锁定与写入锁定行为,ReentrantReadWriteLock是ReadWriteLock接口的主要操作类,readLock()方法会返回ReentrantReadWriteLock.ReadLock实例,writeLock()犯法会返回ReentrantReadWriteLock.WriteLock实例。
3.使用StampedLock
支持乐观读取操作。在读取线程很多,写入线程很少的情况下,程序可以查看数据读取之后是否遭到写入线程的变更,再采取后续的措施。
4.使用Condition
Condition接口用来搭配Lock,Condition的await()、signal()、signalAll()方法,可视为Object的wait()、notify()、notifyAll()方法的对应。
使用Executor
1.使用ThreadPoolExecutor:线程池这类服务的行为实际上是定义在Executor的子接口java.util.concurrent.ExecutorService中,通常会使用java.util.concurrent.Executor的newCacheThreadPool()、newFixedThreadPool()静态方法来创建ThreadPoolExecutor实例,程序看起来较为清楚且方便。
2.使用ScheduledThreadPoolExecutor:ScheduledExecutorService为ExecutorService的子接口,可以让你进行工作排程。schedule()方法用来排定Runnable或Callable实例延迟多久后执行一次,并返回Future子接口ScheduledFuture的实例,对于重复性的执行,可使用scheduleWithFixedDelay()和scheduleAtFixedRate()方法。
3.使用ForkJoinPool:ForkJoinPool闲聊了工作窃取演算,其建立的线程如果完成手边任务,会尝试寻找并执行其他任务建立的资额任务,让线程保持忙碌状态,有效利用处理器的能力。ForkJoin框架适用于计算密集式的任务,较不适合用于容易造成线程阻断的场合。
并行Collection简介
1.CopyOnWriteArrayList操作了List接口,这个类的实例在写入操作时,内部会建立新数组,并复制原有数组索引的参考,然后在新数组上进行写入操作,写入完成后,再将内部原参考旧数组的变量参考至新数组。
2.CopyOnWriteArraySet操作了Set接口,内部特性与CopyOnWriteArrayList相似。
3.BlockedQueue是Queue的子接口,新定义了put()、take()方法。
4.ConcurrentMap是Map的子接口,其定义了putIfAbsent()、remove()、replace()等方法。这些方法都是原子操作。
5.ConcurrentHashMap是ConcurrentMap的操作类,ConcurrentNavigableMap是ConcurrentMap的子接口,其操作类为ConcurrentSkipListMap,可视为支持并行操作的TreeMap版本。
教材学习中的问题和解决过程
- 问题1:书中代码如下:
public class DaemonDemo {
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new Thread(() -> {
while (true) {
System.out.println("Orz");
}
});
// thread.setDaemon(true);
thread.start();
}
}
不理解setdemo()的作用,心想既然setdemo(true)了,那对于语句
while (true) {
System.out.println("Orz");
}
应该无限循环才对,而不是删去语句后才无限循环输出orz。
- 解决方案:查找API,和上网百度。知道了setDaemon方法是Thread中的方法,默认为false状态,将该线程标记为守护线程或用户线程,该方法必须在启动线程前调用,具有最低的优先级,让系统资源优先调用其他线程。当正在运行的线程都是守护线程时,Java 虚拟机退出。线程setDaemon(true)就是将当前进程变成后台进程。如果对某个线程对象在启动(调用start方法)之前调用了setDaemon(true)方法,这个线程就变成了后台线程.对java程序来说,只要还有一个前台线程在运行,这个进程就不会结束,如果一个进程中只有后台线程运行,这个进程会结束.必须在启动线程前调用。
故对于上述代码,如果是thread.setDaemon(true);则表示把这个线程归为守护线程,如果所有非守护线程全部运行完之后,守护线程自动关闭。如果是thread.setDaemon(false)则是永无止境的循环。 - xx2问题:书上P335页joindemo.java,在解释为什么 最后一行会显示“Main thread将结束...”时说:因为thread使用了sleep(),这让主线程有机会取得时间去执行。但不清楚sleep方法用在了那里。
- xx2解决方案
- 问题3:Throwable、Error、Exception、RuntimeException 区别 联系。
- 解决方案:Throwable 类是 Java 语言中所有错误或异常的超类。它的两个子类是Error和Exception。ThreadDeath 错误是一个“正规”的条件,但它也是 Error 的子类。
代码调试中的问题和解决过程
- 问题一:
教材327页TortoiseHareRace2.java代码运行结果如下:
并没有运行出书上的结果。 - xx1解决方案:将代码修改为:
w b=new w(10);
vv a=new vv(10);
int totalStep=10;
while(a.x()<totalStep&&b.x()<totalStep)
{
Thread tortoiseThread = new Thread(a);
Thread hareThread = new Thread(b);
tortoiseThread.start();
hareThread.start();
运行结果如下:
- xx2问题
- xx2解决方案
- ...
代码托管
- 代码提交过程截图:
- 运行 git log --pretty=format:"%h - %an, %cd : %s" 并截图
- 代码量截图:
- 运行 find src -name "*.java" | xargs cat | grep -v ^$ | wc -l 并截图
上周考试错题总结
- 错题1:
class Number{
2. public static void main(String [] args) {
3. try {
4. System.out.print (Integer.parselnt ("forty"));
5. } catch (RuntimeException r) {
6. System.out.print ("runtime");
7. } catch (NumberFormatException e) {
8. System.out.print("number");
9. }
10. }
11. }
应该是编译失败,因为RuntimeException是NumberFormatException的父类,如果先catch了RuntimeException e那么NumberFormatException e就永远不会被执行了。应该先catch子类,后catch父类。
- 错题2:下列属于非受检异常的是哪项?
:
A.SQLException
B.IOException
C.NullPointerException
D.OutOfMemoryError
答案:D
异常分为受检异常与非受检异常,OutOfMemoryError属于Error为非受检异常
- 错题3:
import java.util.*;class ForInTest {
static List list=new ArrayList();
public static void main (String [] args) {
list. add("a"); list. add("b");list. add( "c");
//insert code here
System.out.print (o);
}
}
哪一行插入到第9行将导致输出“abc"?
:
A .
for (Iterator o : list.iterator(); o.hasNext (); )
B .
for (Iterator o : list)
C .
for (Object o : list.iterator())
D .
for (Object o : list)
答案是d,运用了增强式for循环
结对及互评
点评过的同学博客和代码
- 本周结对学习情况
- 20155224
- 结对照片
- 结对学习内容
- 上周错题的理解与掌握。
- 第十章与第十一章教材学习中遇到的问题进行讨论。
- 第十章与第十一章代码调试中遇到的问题进行讨论。
- 上周博客互评情况
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 | 120/120 | 1/4 | 16/16 | 开始了JAVA学习的第一步! |
第二周 | 346/466 | 1/5 | 23/36 | 了解并学习了Java基础语法 |
第三周 | 364/830 | 1/6 | 21/57 | 进一步了解java设计语句 |
第四周 | 570/1300 | 2/8 | 20/77 | 初步学习了继承与多态,接口与多态知识。 |
第五周 | 1056/2356 | 1/9 | 23/100 | 了解Java的异常处理,学习Collection和Map架构 |
第六周 | 960/3100 | 1/10 | 22/122 | 了解串流设计和线程 |
尝试一下记录「计划学习时间」和「实际学习时间」,到期末看看能不能改进自己的计划能力。这个工作学习中很重要,也很有用。
耗时估计的公式
:Y=X+X/N ,Y=X-X/N,训练次数多了,X、Y就接近了。
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计划学习时间:18小时
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实际学习时间:22小时
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改进情况:这周学习任务量比较大,花费的时间比预期要多,但效率比之前要高一些。