20145214 《Java程序设计》第6周学习总结

20145214 《Java程序设计》第6周学习总结

教材学习内容总结

串流设计

• 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。
• 输入串流代表对象为java.io.Inputstream实例，输出串流代表对象为java.io.OutputStream实例。

串流继承架构

• 可以使用System的setIn()方法指定InputStream实例，重新指定标准输入来源。
• 标准输出可以重新导向至文档，只要执行程序时使用>将输出结果导向至指定文档。可以使用System的setOut()方法指定printStream实例，将结果输出至指定的目的地。
• FileInputStream是InputStream的子类，可以指定文件名创建实例，一旦创建文档就开启，接着就可用来读取数据。
• FileOutputStream是OutputStream的子类，可以指定文件名创建实例，一旦创建文档就开启，接着就可以用来写出数据。
• ByteArryInputStream是InputStrteam的子类，可以指定byte数组创建实例，一旦创建就可将byte数组当做数据源进行读取。
• ByteArryOutputStream是OutputStream的子类，可以指定byte数组创建实例，一旦创建将byte数组当做目的地写出数据。

串流处理装饰器

• InputStream、OutputStream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。
• 具备缓冲区作用的BufferedOutputStream、BufferedInputStream
• 具备数据转换处理的DataInputStream、DataOutputStream
• MemberDemo.java运行结果如下。
  
  
• 具备对象串行化能力的ObjectInputStream、ObjectOutputStream
• Member2Demo.java运行结果与MemberDemo.java相同。
  
  

Reader与Writer继承架构

• 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。
• Reader与Writer操作了Closeable接口，其父接口为AutoCloseable接口，可尝试自动关闭资源语法。

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

• 在java中，如果想在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。
• TortoiseHareRace.java运行结果如下。
  
  
• TortoiseHareRace2.java运行结果如下。
  
  

Thread与Runnable

• 如果想要为JVM加装CPU，就是创建Thread实例，要启动额外CPU就是调用Thread实例的start()方法，额外CPU执行流程的进入点，可以定义在Runnale接口的run()方法中。
• 操作Runnable接口的好处就是较有弹性，你的类还有机会继承其他类。若继承了Thread，那该类就是一种Thread，通常是为了直接利用Thread中定义的一些方法，才会继承Thread来操作。

线程生命周期

• 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。setDeamon()方法用来设定一个线程是否为Daemon线程。
• DaemonDemo.java运行结果如下。
  
  
• 若不使用setDeamon()方法运行结果如下。
  
  
• 在调用Thread实例start()方法后，基本状态为可执行（Runnable）、被阻断（Blocked）、执行中（Running）。 使用Thread.sleep()会让线程进入Bocked状态。
• InterruptedDemo.java运行结果如下。
  
  
• 当线程使用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，join()的意思表示将线程加入称为另一个线程的流程中。
• JoinDemo.java运行结果如下。
  
  
• 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。

ThreadGroup

• 每个线程都属于某个线程群组。
• ThreadGroup中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()方法获取群组的线程数量。
• ThreadGroupDemo.java运行结果如下。
  
  
• ThreadGroupDemo2.java运行结果如下。
  
  
• 未捕捉异常会由线程实例setUncaughtExceptionHandler()设定的Thread.UncaughtExceptionHandler实例处理之后是线程ThreadGroup，然后是默认的Thread.UncaughtExceptionHandler。

synchronized与volatile

• 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。由于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。
• DeadLockDemo.java运行结果如下。
  
  
• 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。
• Variable1Test.java运行结果如下。
  
  
• Variable2Test.java运行结果如下。
  
  
• Variable3Test.java运行结果如下。
  
  

Lock、ReadWriteLock与Condition

• lock接口主要操作类之一为ReentrantLock，可以达到synchronized的作用。
• 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。
• ReadWriteLock接口定义了读取锁定与写入锁定行为，可以使用readLock()、writeLock()方法返回Lock操作对象。
• StampedLock类可支持了乐观读取操作。
• Condition接口用来搭配Lock，最基本用法就是达到Object的wait()、notify()、notifyAll()方法的作用。Condition的await()、signal()、signalAll()方法，可视为Object的wait()、notify()、notifyAll()方法的对应。

使用Excutor

• 定义了java.util.concurrent.Executor接口，目的是将Runnable指定与实际执行分离。
• 通常会使用java.util.concurrent.Executors的newCachedThreadPool()、newFixedTheadPool()静态方法来创建ThreadExecutor`实例。
• FutureCallableDemo.java运行结果如下。
  
  
• ScheduledExecutorService为ExecutorService的子接口，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。
• ForkJoinPool与其他的ExecutorService操作不同的地方在于，它是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

• CopyOnWriteArrayList操作了List接口
• CopyOnWriteArraySet操作了Set接口
• BlockedQueue是Queue的子接口
• ConcurrentMap是Map的子接口
• 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

• 运行教材314面MemberDemo.java程序时产生了如果将out.println(Member.load("B1234"));中的B1234改为名字能不能正确输出的想法，于是进行尝试。

    out.println(Member.load("Justin"));
    out.println(Member.load("Monica"));
    out.println(Member.load("Irene"));
  

• 结果出现了错误。
  
  

• 通过检索错误并且重新看书上的内容，发现有可能是因为Memeber类中文件名为Member的会员号码，而不是会员姓名，导致调用Member.laod()类时只能指定号码而出现错误。于是对Member.java中的程序进行如下修改。

     public void save() throws IOException {
    try(DataOutputStream output =
                new DataOutputStream(new FileOutputStream(name))) {
        output.writeUTF(number);
        output.writeUTF(name);
        output.writeInt(age);
    }
    }
  
    public static Member load(String number) throws IOException {
        Member name;
        try(DataInputStream input =
                    new DataInputStream(new FileInputStream(number))) {
            name = new Member(
                    input.readUTF(), input.readUTF(), input.readInt());
        }
        return name;
    }
  

• 再次尝试，成功运行，结果如下。
  
  

代码调试中的问题和解决过程

• ThreadGroupDemo2.java运行结果与教材中给出的结果不相同。
  
  

• 首先我检查了自己的代码，发现并没有敲错或者和原代码不相同的地方。

• 其次深入理解代码，t1设定了Thread.UncaughtException实例，未捕捉的异常在运行时以
  
  

形式呈现是正确的，因此我认为是教材给的结果出错了。

代码托管截图如下

其他（感悟、思考等，可选）

每周的学习都是新的挑战，随着学习的深入，出现了越来越多的相似的名次或者类似的定义，从中我都能总结出一些学习Java的经验和道理，尝试做笔记，将重要的、容易混淆的知识点都记下来，在博客中总结本周学习内容时也着重进行这方面的整理，发现这样在回顾知识点时很方便，也很清晰明了，省去了反复翻看前面书的内容的繁琐，节约了大量的时间。这就是磨刀不误砍柴工的道理了吧。

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	200/200	2/2	20/20
第二周	300/500	1/3	20/40
第三周	400/900	1/4	25/65
第四周	1236/2136	1/5	30/95
第五周	1045/3181	1/6	35/130
第六周	1827/5028	2/8	35/165

参考资料

• Java学习笔记(第8版)
• 《Java学习笔记(第8版)》学习指导
• ...