Java核心技术笔记

[thinkerou]

final, finally, finalize

• final 可以用来修饰类、方法和变量：修饰的类表示不可扩展继承，修饰的变量不可修改，修饰的方法不可重写（override）。
• finally 用来保证重点代码一定要被执行的机制，如使用 try-finally、try-catch-finally 来进行类似关闭 JDBC 连接、保证 unlock 锁等动作。
• finalize 在 Java9 中已被标记位 Deprecated，不关注。

String, StringBuffer, StringBuilder

• String 是 Immutable 类，被声明为 final class，所有属性也被声明为 final，正因为它的不可变性，类似拼接、裁剪等字符串操作都会产生新的 String 对象。
• StringBuffer 是为解决 String 产生太多中间对象的问题而提供的，可以使用 append 或 add 方法把字符串添加到已有序列的末尾或指定的位置；StringBuffer 是线程安全的，所以会有额外的性能开销，除非有线程安全的需要，否则就使用 StringBuilder；它的线程安全是在各种修改数据的方法上增加关键字 synchronized 来实现的。
• StringBuilder 和 StringBuffer 没有本质区别，只是去掉了线程安全，有效减少了开销；它们底层都是利用可修改的（char，JDK9后是byte，在Java中char是两个byte）数组，都继承自 AbstractStringBuilder。

int, Integer

• int 是Java里8个原始数据类型（boolean, byte, char, short, int, long, float, double）之一，Java虽号称一切都是对象，但原始数据类型除外。
• Integer 是 int 对应的包装类，它有一个 int 类型的字段存储数据，并提供基本操作，如数学运算、类型转换等；引入自动装箱和自动拆箱后，Java可以根据上下文自动进行转换。
• Integer的值缓存是 -128 到 127 之间。
• 原始数据类型的变量需要线程安全，则建议使用类似 AtomicInteger, AtomicLong 这样的线程安全类。

Vector, ArrayList, LinkedList

• Vector 是Java早期提供的线程安全的动态数组，它的内部是使用对象数组来保存数据，可以根据需要自动的增加容量，当数组已满时，会创建新的数组并拷贝原有数组数据。
• ArrayList 也是动态数组，但不是线程安全的，所以性能更好，它也可以根据需要调整容量，但 Vector 在扩容时会提高1倍，而 ArrayList 只增加 50% 而已。
• LinkedList 是非线程安全的双向链表，所以不需要动态调整容量。

Hashtable, HashMap, TreeMap

• Hashtable 是Java早期提供的哈希表实现，线程安全的，不支持null键和值。
• HashMap 和 hashtable 本质上没什么区别，但它是非线程安全的且支持null键和值。
• TreeMap 是基于红黑树提供的顺序访问的Map，和HashMap不同，它的get、put和remove操作都是O(log(n))时间，具体顺序可以由指定的Comparator来决定或根据键的自然顺序来判断。
• HashMap的性能表现非常依赖哈希码的有效性，务必掌握hashCode和equals的一些基本约定：
  • equals相等，hashCode一定相等
  • 重写了hashCode也要重写equals
  • hashCode需要保持一致性，状态改变返回的哈希值仍然要一致
  • equals的对称、反射、传递等特性
• HashMap源码实现关键点：
  • HashMap内部结构由数组和链表组成，通过哈希值决定键值对在这个数组但寻址，哈希值相同的键值对则以链表形式存储，如果链表大小超过阈值，链表就会被改造为树形结构。
  • 负载因子等于元素数量除以容量。

ConcurrentHashMap

• 实现线程安全不再使用 synchronized，而是使用分离锁机制。

IO, NIO, AIO

• java.io包基于流模型实现，提供了我们最熟悉的一些IO功能，如File抽象、输入输出流等，交互方式是同步、阻塞的方式。
• java.nio包提供了Channel、Selector、Buffer等新的抽象，可以构建多路复用的、同步非阻塞IO程序，同时提供了更接近操作系统底层的高性能数据操作方式。
• Asynchronours IO，异步非阻塞IO方式，基于事件和回调机制，简单理解为：应用操作直接返回而不会阻塞在那里，当后台处理完成，操作系统会通知相应线程进行后续工作。
• 同步与异步：同步是一种可靠的有序运行机制，当进行同步操作时，后续任务需要等待当前调用返回后才会进行下一步；而异步则相反，其他任务不需要等待当前调用返回，通常依靠事件、回调等机制来实现任务间次序关系。
• 阻塞与非阻塞：在进行阻塞操作时，当前线程会处于阻塞状态，无法从事其他任务，只有当条件就绪才能继续；而非阻塞则是不管IO操作是否结束，直接返回，相应操作证后台继续处理。