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day07 线程间通信 线程池 Lambda表达式
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作者:
i欸你看
时间:
2018-11-26 17:20
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day07 线程间通信 线程池 Lambda表达式
day07 线程间通信 线程池 Lambda表达式
线程间通信 线程间通信介绍
等待唤醒机制介绍
知识点:
多线程 线程间通信 (等待唤醒案例) 线程池 函数式编程 Lambda表达式 标准格式 省略格式
为什么要进行线程间通信 进行线程间通信要使用什么技术
线程间通信: 多个线程在处理同一个资源, 但是多个线程的处理动作却不相同(线程的任务不同, 需要协调合作)
为什么要进行线程间通信: 通常是竞争关系: 多个线程并发执行时, 在默认情况下CPU是随机切换线程的. 有时也"需要合作": 当我们需要多个线程来共同完成一件任务, 并且我们希望他们有规律的执行, 那么多线程之 间需要一些协调通信, 以此来帮我们达到多线程共同操作一份数据
如何实现线程间通信： "等待唤醒机制"
什么是等待唤醒机制 了解 wait/notify 的执行流程
等待唤醒机制: wait/notify, 就是"线程间的一种协作机制", 用于实现线程间通信
等待唤醒中的方法 java.lang.Object类: // 成员方法 (只能通过"锁对象"调用) void notify(): 随机唤醒在同一个锁对象上的某一个处于等待状态的线程 void notifyAll(): 唤醒所有在同一个锁对象上处于等待状态的线程 void wait(): 让当前线程处于无限等待状态, 同时释放锁
wait和notify/notifyAll的执行原理: wait: 线程不再活动, 不再参与调度, 进入 wait set 中, 因此不会浪费 CPU 资源, 也不会去竞争锁, 这时 的线程状态即是"WAITING". 它还要等着别的线程执行"通知(notify)", 让在锁对象上等待的线程从 wait set 中释放出来, 重新进入到调度队列(ready queue)中 notify/notifyAll: 哪怕只通知了一个等待的线程, 被通知线程也不能立即恢复执行, 因为它当初中断的地方是在同步块内, 而 此刻它已经不持有锁, 所以它需要"再次尝试去获取锁"(很可能面临其它线程的竞争), 成功后才能在当初调用 wait() 之后的地方恢复执行
总结如下：
如果能获取锁, 线程就从"WAITING"状态变成"RUNNABLE"状态 否则, 从 wait set 出来, 又进入entry set, 线程就从"WAITING"状态又变成"BLOCKED"状态
调用 wait() 和 notify() 需要注意的细节: 1. wait() 与 notify() 必须要由"同一个锁对象"调用 因为对应的锁对象可以通过 notify() 唤醒使用同一个锁对象调用的 wait() 后的线程 2. wait() 与 notify() 是属于Object类的方法 因为锁对象可以是任意对象, 而任意对象的所属类都是继承了Object类的 3. wait() 与 notify() 必须要在"同步代码块"或者是"同步方法"中使用 因为必须要通过锁对象调用这2个方法
线程池
线程池概念和原理
普通创建线程方式有什么缺点 什么是线程池 线程池可以解决什么问题 线程池的工作原理是怎样的
普通创建线程方式的缺点: "创建"线程和"销毁"线程都是比较占用内存和CPU的操作.
对于一些数量多, 执行时间短的任务, 频繁的创建和销毁线程来执行, 会降低程序运行效率.
线程池: 一个容纳多个线程的容器(集合) 线程池可以解决的问题: 其中的线程可以反复使用, 省去了频繁创建线程对象的操作, 无需反复创建线程而消耗过多资源
线程池的工作原理: 提前创建好多个线程对象, 放在集合中. 多个任务来了反复使用这些线程对象来执行
函数式编程思想: Lambda表达式
函数式编程思想概述
函数式: 在数学中, 函数就是有输入量, 输出量的一套计算方案, 也就是"传入什么东西, 得到什么结果" y = f(x)
面向对象: 强调"用哪个对象的哪个方法"来做事 (注重语法形式: 继承 方法重写) 函数式: 强调"传入的参数 和 要执行的代码"
函数式编程的好处: 简化代码编写 (使用 λ Lambda表达式, 简化匿名内部类的代码)
Lambda标准格式
Lambda表达式的标准格式是什么样的, 由哪3部分组成
总结:
Lambda表达式是哪个JDK版本中加入的 体会Lambda表达式简化匿名内部类的代码的简洁性
JDK 8 中, 加入的Lambda表达式, 是函数式编程思想中的重点
对比: // 面向对象方式的代码 new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "新线程创建了"); } }).start();
// 函数式编程的代码 new Thread( ()-> { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "新线程创建了"); } ).start();
Lambda表达式的3个部分: 1. 一些参数 () 接口中抽象方法的参数列表. 没参数就空着; 有参数就写, 多个参数用逗号分隔
2. 一个箭头 -> 将参数传递给方法体
3. 一段代码 {} 重写接口抽象方法的方法体
格式: // 写成多行 (数据类型 变量名, 数据类型 变量名) -> {一些重写方法的代码}
函数式接口:
函数式接口: "有且仅有一个抽象方法的接口" 但函数式接口对于 哪些方法算作抽象方法 有特殊规定:
1. 有方法体的方法"不算作"抽象方法, 如默认方法, 静态方法, 私有方法
2. 如果一个抽象方法 与 java.lang.Object类中的方法 定义相同的, 也"不算作"抽象方法 因为任何实现本接口的实现类, 都会直接或间接继承java.lang.Object类的public的方法, 所以 在创建实现类时其实不用重写该抽象方法, 也就不算作抽象方法
Lambda省略格式和使用前提
省略原则: "可推导的都可省略" (凡是能根据前后代码能猜测出来的代码, 都可以省略不写)
可以省略的部分:
1. (参数列表): 参数"类型"可以省略 (a, b) -> {}
2. (参数列表): 如果参数只有1个, 则"类型"和"小括号"都可以省略 a -> sout(a)
3. {一些代码}: 如果只有一条代码, 则"大括号", "return", "分号"都可以"一起省略"
*函数式接口: 函数式接口: "有且仅有一个抽象方法的接口" 但函数式接口对于 哪些方法算作抽象方法 有特殊规定:
1. 有方法体的方法"不算作"抽象方法, 如默认方法, 静态方法, 私有方法
2. 如果一个抽象方法 与 java.lang.Object类中的方法 定义相同的, 也"不算作"抽象方法 因为任何实现本接口的实现类, 都会直接或间接继承java.lang.Object类的public的方法, 所以 在创建实现类时其实不用重写该抽象方法, 也就不算作抽象方法
Lambda表达式的使用前提:
1. Lambda只能用于接口, 且"接口中有且仅有一个抽象方法"(也称为"函数式接口") 普通类, 抽象类不能用
2. 使用Lambda必须具有上下文推断 接口中只能有一个抽象方法, 才能推断出来重写的是这个抽象方法
今日API
java.lang.Object类: // 成员方法 void wait(): 使用锁对象调用, 当前线程进入WAITING无限等待状态, 直到被其他线程唤醒
void notify(): 使用锁对象调用, 随机唤醒一个处于等待状态的线程
void notifyAll(): 使用锁对象调用, 唤醒所有处于等待状态的线程
java.util.concurrent.Executors类: 线程池工厂类, 用于管理线程池
// 静态方法: static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads): 创建固定数量线程的线程池(常用) java.util.concurrent.ExecutorService接口: 真正执行任务的线程池服务
// 成员方法: Future submit(Runnable task): 提交一个Runnable任务 void shutdown(): 通知线程执行完任务后关闭. 如不调此方法, 则线程执行完任务后仍在运行以便重复使用
day-08 File类 递归
File类的静态成员变量
java.io.File类: 文件和目录的路径名的抽象表现形式, 主要用于文件和目录的创建, 查找和删除等操作
// 静态成员变量
static String pathSeparator: 路径分隔符的字符串形式
static char pathSeparatorChar: 路径分隔符的char形式
Windows系统是 分号;
Linux系统是 冒号:
static String separator: 文件名称分隔符的字符串形式
static char separatorChar: 文件名称分隔符的char形式
Window系统是 反斜杠\
Linux系统是 正斜杠/
绝对路径和相对路径
绝对路径:
以盘符开始的路径
如: "D:\\a\\hi.txt"
相对路径:
不以盘符开始的简化路径. 相对于项目的根目录
如: "a\\1.mp3", "123.txt"
注意事项:
1. 路径不区分大小写 (在Windows系统中不区分大小写, Linux, Mac区分)
2. 路径一般写成字符串, 而字符串中一个\是转义, 所以要写两个\\
File类: 构造方法
java.io.File类: 文件和目录的路径名的抽象表现形式, 主要用于文件和目录的创建, 查找和删除等操作
// 构造方法(创建了File对象, 并将其指向该路径. 不会真正在磁盘上创建这个文件)
File File(String pathname): 根据 路径字符串 封装一个File对象
File File(String parent, String child): 根据 父路径字符串 和 子路径字符串 封装File对象
File File(File parent, String child): 根据 父路径的File对象 和 子路径 封装File对象
java.io.File类
// 常用获取方法
String getAbsolutePath(): 返回此File的绝对路径名字符串
String getPath(): 获取File对象的封装路径 (创建对象时传入的路径)
String getName(): 获取File对象的文件名或目录名
long length(): 获取File表示的文件大小的字节数 (不能获取目录的大小)
File类: 判断方法
java.io.File类
// 常用判断方法
boolean exists(): 判断File对象代表的文件或目录是否实际存在
boolean isDirectory(): 判断File表示的是否为目录
boolean isFile(): 判断File表示的是否为文件
File类: 创建删除方法
java.io.File类
// 常用创建删除方法
boolean createNewFile(): 当文件不存在时, 创建一个新的空文件
boolean delete(): 删除由此File表示的文件或目录. (删除目录时必须是空目录)
boolean mkdir(): 创建File表示的目录
boolean mkdirs(): 创建File表示的多级目录
File类: 遍历目录方法
java.io.File类
// 常用获取目录中内容的方法
String[] list(): 获取当前File目录下的所有子文件或目录的名字数组
File[] listFiles(): 获取当前File目录中的所有子文件或目录的File对象数组
注意:
只能用表示目录的File对象调用
用文件的File对象, 或者路径不存在, 调用会报错
递归
递归的概念, 分类, 注意事项
递归思想:
遇到一个问题时, 将该问题拆解成可以解决的小问题, 如果解决不了, 继续拆解为更小的问题. 如果小问题解决了, 大问题也就能够解决
Java中实现递归的方式:
方法内部调用方法自己 (所以必须定义方法)
递归的分类:
直接递归: 方法自己调用方法
间接递归: A方法调用B方法, B方法调用C方法, C方法调用A方法
递归时的注意事项:
1. 递归要有限定条件(出口), 保证递归能够停止(就是在某种情况下方法不再调用自己), 否则会栈内存溢出
2. 递归次数不能太多, 否则会栈内存溢出
3. 构造方法不能递归
递归的使用前提:
调用方法时, 方法的主体不变, 但每次传递的参数值不同, 可以使用递归
FileFilter文件过滤器的原理和使用
java.io.File类: Filter过滤器
File[] listFiles(FileFilter filter): 通过File对象过滤, 返回文件过滤器过滤后的File对象数组
File[] listFiles(FilenameFilter filter): 通过File对象的文件名过滤, 返回文件过滤器过滤后的File对象数组
java.io.FileFilter接口: 用于File对象的过滤器
boolean accept(File pathName): true则会将参数的File对象加入返回的File[], false则不加入
java.io.FilenameFilter接口:
boolean accept(File dir, String name): true则会将参数的File对象加入返回的File[], false则不加入
day09 字节流 字符流 Properties
字节流 计算机中一切皆为字节
补充:
字节输出流: OutputStream和FileOutputStream
知识点:
计算机中存储的数据是什么形式的
计算机中, 无论文本, 视频, 音频, 图片... 一切都是以"字节byte"形式存储的 也就是以数字形式存储的, 而数字可以用不同进制表示, 计算机能看懂的是二进制数字
字节输出流: OutputStream和FileOutputStream
字节输出流: 一次写一个字节到文件
写数据的原理: Java程序 -> JVM虚拟机 -> OS操作系统 -> OS调用写数据的方法 -> 将数据写入文件 使用字节输出流写数据到文件的步骤: 1. 创建对象: 创建FileOutputStream对象, 构造方法中传递文件路径 2. 写入数据: 使用FileOutputStream对象调用 write(int b) 方法, 将字节写入文件 3. 释放资源: 使用FileOutputStream对象调用 close() 方法, 关闭流对象释放资源
文件存储原理和记事本打开文件的原理
向文件中写入字节数据时, 十进制的数字会被转换为"二进制"的数字写入文件
文本编辑器打开文本文件时, 会先查询编码表, 将二进制数字转换为对应的字符进行显示 0-127: 查询ASCII码表 -128~127 其他: 查询系统默认码表 Windows简体中文系统的程序打开是按 GBK 码表 IDEA中使用的是 UTF-8 码表
ASCII编码表: 1个byte就是一个字符 97 a GBK编码表: 2个byte数字组成一个汉字. "你": -60, -29 UTF-8编码表: 3个byte数字组成一个汉字. "你": -28, -67, -96
字节输出流: 一次写多个字节
java.io.FileOutputStream类: 文件字节输出流 (向文件写数据) void write(byte[] b): 一次写一个字节数组 void write(byte[] b, int off, int len): 一次写一个字节数组的一部分
Java中, byte的范围是 -128 ~ 127 共256个数值 编码表中字符范围是 0 ~ 255 共256个数值 写多个字节时: 如果第一个字节是正数中的 0~127, 则记事本会查询 ASCII码表 显示字符 如果第一个字节是负数中的:-128~-1, 则记事本会查询 GBK码表 显示字符.(将两个连续的byte组合为一个中 文)
字节输出流: 续写, 换行
java.io.FileOutputStream类: 文件字节输出流 // 带有 续写 功能的构造方法, 不会清空文件 FileOutputStream(String name, boolean append): 通过文件路径创建流, true可以续写 FileOutputStream(File file, boolean append): 通过File对象创建流, true可以续写 换行符: Windows系统: "\r\n" Linux系统: "\n" MacOS系统: "\r"
字节输入流: InputStream和FileInputStream
java.io.InputStream抽象类: 字节输入流 (顶层类) // 常用成员方法 void close(): 释放资源
// 读数据的方法 int read(): 一次读一个字节 读到文件末尾返回-1 (返回int也是为了代码编写方便) int read(byte[] b): 一次读一个字节数组 读到的字节存放在参数中的字节数组中, 返回int值是本次读到的字节的个数. 读到文件末尾返回-1 java.io.FileInputStream类: 文件字节输入流
// 构造方法 FileInputStream(String name): 使用文件路径创建文件字节输入流 FileInputStream(File file): 使用File对象创建文件字节输入流 构造方法的作用: 1. 创建FileInputStream对象 2. 将FileInputStream对象指向磁盘上的文件
字节流读取中文问题
知识点:
字节流读取中文是否方便? GBK编码中, 一个汉字占用几个byte UTF-8编码中, 一个汉字占用几个byte
字符流
字符输入流: Reader和FileReader
知识点:
Reader类有哪些共性方法 FileReader类可以做什么
// 读到多少写多少, 不要全写 fos.write(bytes, 0, len); }
// 释放资源 fos.close(); fis.close();
long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("复制耗时:" + (end - start) + "毫秒"); // 一次读写一个字节 复制耗时:1309毫秒 // 一次读写一个字节数组 复制耗时:35毫秒 } }
GBK编码中, 一个汉字占用2个byte UTF-8编码中, 一个汉字占用3个byte
JDK7和JDK9中IO异常处理的不同方式
JDK 7 增加的 "try-with-resource" 省略了 finally, 可自动释放资源 // 格式 try (创建流对象语句，如果多个,使用';'隔开) { // 读写数据 } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } // 示例 try (FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt");FileReader fr = new FileReader("fr.txt")) { // IO操作 int ch = fr.read(); fw.write(ch); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
JDK 9 对于"try-with-resource"的改进: 流对象的声明和创建可以放在括号外面 流对象要求是有效final的.(即不要修改流对象的值)
FileWriter fw = new FileWriter("fw.txt"); FileReader fr = new FileReader("fr.txt"); try (fw; fr) { // IO操作 int ch = fr.read(); fw.write(ch);
补充:
Properties集合
Properties存储数据和遍历
知识点:
Properties双列集合存储的键和值是什么数据类型 Properties双列集合有哪些特有方法
总结:
补充:
} catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
day10 缓冲流 转换流 序列化流 打印流
缓冲流
缓冲流的原理
缓冲流的原理: 底层也是使用基本流(FileXxx)来读写 但缓冲流内部定义了一个缓冲数组, 在读的时候类似于我们一次读一个数组的方式, 减少了磁盘操作次数, 提高 了程序效率
缓冲字节输出流: BufferedOutputStream
java.io.BufferedOutputStream类: 缓冲字节输出流
// 构造方法 BufferedOutputStream(OutputStream out): 使用基本流创建一个缓冲字节输出流 BufferedOutputStream(OutputStream out, int size): 使用基本流创建一个缓冲字节输出流, 设置 缓冲区大小 BufferedOutputStream使用步骤:
1.创建FileOutputStream对象, 构造方法中绑定要输出的目的地
2.创建BufferedOutputStream对象, 构造方法中传递FileOutputStream对象
3.使用BufferedOutputStream对象中的方法 write(), 把数据写入到内部缓冲区中
4.使用BufferedOutputStream对象中的方法 flush(), 把内部缓冲区中的数据,刷新到文件中
5.释放资源(会先调用flush方法刷新数据, 第4步可以省略)
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("文件路径"); BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos); bos.write("你好".getBytes()); // bos.flush(); // 可以省略 bos.close();
缓冲字节输入流: BufferedInputStream
java.io.BufferedInputStream类: 缓冲字节输入流
// 构造方法 BufferedInputStream(InputStream in): 使用基本流创建一个缓冲字节输入流 BufferedInputStream(InputStream in, int size): 使用基本流创建一个缓冲字节输入流, 设置缓冲 区大小 使用步骤:
1.创建FileInputStream对象, 构造方法中绑定要读取的数据源
2.创建BufferedInputStream对象, 构造方法中传递FileInputStream对象
3.使用BufferedInputStream对象中的方法 read(), 读取文件
4.释放资源 close()
FileInputStream fis = new FileInputStream("文件路径"); BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis); byte[] bytes = new byte[1024]; int len; while ((len = bis.read(bytes)) != -1) { System.out.println(new String(bytes, 0, len)); } bis.close();
缓冲字符输出流: BufferedWriter
java.io.BufferedWriter类:
// 构造方法 BufferedWriter(Writer out): 使用基本流创建一个缓冲字符输出流 BufferedWriter(Writer out, int size): 使用基本流创建一个缓冲字符输出流, 设置缓冲区大小
// 特有方法 void newLine(): 写入一个换行符, 换行符自动根据当前系统确定
缓冲字符输入流: BufferedReader
java.io.BufferedReader类: 缓冲字符输入流
// 构造方法 BufferedReader(Reader in): 使用基本流创建一个缓冲字符输入流 BufferedReader(Reader in, int size): 使用基本流创建一个缓冲字符输入流, 设置缓冲区大小
// 特有方法 String readLine(): 一次读一行字符串, "不包含换行符". 读到文件末尾返回null
转换流
字符编码和字符集
编码: 字符 -> 字节 'a' -> 97 解码: 字节 -> 字符 97 -> 'a'
编码表: 字符和二进制数字的对应规则 字符集和编码表: 字符集包含编码表 ASCII字符集 ASCII编码表 ASCII扩展编码表 ISO-8859-1字符集: Tomcat Web服务器程序 Latin-1: 拉丁字符. 没有中文. 每个字符由1个byte组成 GB字符集
补充:
乱码问题: FileReader读取GBK编码
转换流原理: 字符流和转换流的关系
GB2312编码表: 每个字符由2个byte组成 GBK编码表: 每个字符由2个byte组成 GB18030编码表: 每个字符由1, 2, 4个byte组成 Unicode字符集 UTF-8: ASCII字符占1个byte, 拉丁字符占2个byte, 中文占3个byte, Unicode辅助字符占4个byte UTF-16 UTF-32 ANSI: 表示使用系统默认编码表
OutputStreamWriter类介绍及使用
java.io.OutputStreamWriter类: 输出转换流. 字符流通往字节流的桥梁 // 构造方法 OutputStreamWriter(OutputStream out): 使用默认编码表创建转换流 OutputStreamWriter(OutputStream out, String charsetName): 使用指定编码表创建转换流
// 使用默认UTF-8 OutputStreamWriter o = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("a.txt")); o.write("dsfdsfdsaf")
// 使用指定的GBK OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("a.txt"), "GBK"); osw.write("你") -> 查"GBK"码表 -> -1,-2 -> FileOutputStream -> a.txt文件 写数据: 字符流 --------------------------> 字节流
InputStreamReader类介绍及使用
java.io.InputStreamReader类: 输入转换流. 字节流通往字符流的桥梁 // 构造方法 InputStreamReader(InputStream in): 使用默认编码表创建转换流 InputStreamReader(InputStream in, String charsetName): 使用指定编码表创建转换流 // 使用默认UTF-8 InputStreamReader r = new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"));
// 使用指定的GBK InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"), "GBK"); '你' <- 查"GBK"码表 <- isr.read() <- -1,-2 <- FileInputStream <- a.txt文件 读数据: 字符流 <---------- 字节流
序列化流(对象流)
序列化和反序列化概述
序列化: 内存中的对象转换为字节序列, 以流的方式写入到磁盘的文件中 对象 -> 字节 反序列化: 磁盘文件中的字节序列, 以流的方式读取到内存中变成对象 字节 -> 对象
通过序列化流, 我们可以将内存中的数据方便的存储到磁盘上, 下次程序启动后也能从磁盘读取恢复之前的对象状态
OutputStream |_ ObjectOutputStream类: 对象字节输出流 InputStream |_ ObjectInputStream类: 对象字节输入流
对象序列化流: ObjectOutputStream
java.io.ObjectOutputStream类: 对象字节输出流
// 构造方法 ObjectOutputStream(OutputStream out)
// 特有成员方法 void writeObject(Object obj): 将对象写出
// 创建对象输出流 ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("student.txt"));
// 写对象 Student s = new Student("小美女", 18); oos.writeObject(s); // 释放资源 oos.close();
注意: 被读写的对象的类必须实现"java.io.Serializable"接口, 否则会抛出"NotSerializableException"
对象反序列化流: ObjectInputStream
java.io.ObjectInputStream类: 对象字节输入流 // 构造方法 ObjectInputStream(InputStream in)
// 特有成员方法 Object readObject(): 读取对象
// 创建对象输入流 ObjectInputStream oos = new ObjectInputStream(new FileInputStream("student.txt"));
// 读对象 Object o = oos.readObject(); Student s = (Student)o; System.out.println(s);
transient瞬态关键字: 避免属性序列化
InvalidClassException异常: 原因和解决方案
// 释放资源 oos.close();
static 修饰的成员变量值, 能否序列化 transient 修饰的成员变量值, 能否序列化
static 修饰的成员变量属于类不属于对象, 所以不能序列化 transient 修饰的成员变量, 不能被序列化
transient 应用场景: 如果对象的某个属性不希望被序列化, 可以使用 transient 修饰, 这样就不会被对象流写到文件中
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