Java基础20问

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1. 面向对象和面向过程的区别

  • 面向过程面向过程性能比面向对象高。 因为类调用时需要实例化,开销比较大,比较消耗资源,所以当性能是最重要的考量因素的时候,比如单片机、嵌入式开发、Linux/Unix 等一般采用面向过程开发。但是,面向过程没有面向对象易维护、易复用、易扩展。
  • 面向对象面向对象易维护、易复用、易扩展。 因为面向对象有封装、继承、多态性的特性,所以可以设计出低耦合的系统,使系统更加灵活、更加易于维护。但是,面向对象性能比面向过程低

这个并不是根本原因,面向过程也需要分配内存,计算内存偏移量,Java 性能差的主要原因并不是因为它是面向对象语言,而是 Java 是半编译语言,最终的执行代码并不是可以直接被 CPU 执行的二进制机械码。

而面向过程语言大多都是直接编译成机械码在电脑上执行,并且其它一些面向过程的脚本语言性能也并不一定比 Java 好。

2. Java 和 C++的区别?

  • 都是面向对象的语言,都支持封装、继承和多态
  • Java 不提供指针来直接访问内存,程序内存更加安全
  • Java 的类是单继承的,C++ 支持多重继承;虽然 Java 的类不可以多继承,但是接口可以多继承。
  • Java 有自动内存管理机制,不需要程序员手动释放无用内存
  • 在 C 语言中,字符串或字符数组最后都会有一个额外的字符‘\0’来表示结束。但是,Java 语言中没有结束符这一概念

3. 字符型常量和字符串常量的区别?

  1. 形式上: 字符常量是单引号引起的一个字符; 字符串常量是双引号引起的若干个字符
  2. 含义上: 字符常量相当于一个整型值( ASCII 值),可以参加表达式运算; 字符串常量代表一个地址值(该字符串在内存中存放位置)
  3. 占内存大小 字符常量只占 2 个字节; 字符串常量占若干个字节 (注意: char 在 Java 中占两个字节)

4.构造器Constructor是否可被override

Constructor 不能被 override(重写),但是可以 overload(重载),所以你可以看到一个类中有多个构造函数的情况。

重载:发生在同一个类中,方法名必须相同,参数类型不同、个数不同、顺序不同,方法返回值和访问修饰符可以不同。

重写:重写是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写,发生在子类中,方法名、参数列表必须相同,返回值范围小于等于父类,抛出的异常范围小于等于父类,访问修饰符范围大于等于父类。另外,如果父类方法访问修饰符为 private 则子类就不能重写该方法。也就是说方法提供的行为改变,而方法的外貌并没有改变。

5.Java面向对象编程的三大特性:封装、继承、多态

封装:封装把一个对象的属性私有化,同时提供一些可以被外界访问的属性的方法。

继承:继承是使用已存在的类的定义作为基础建立新类的技术,新类的定义可以增加新的数据或新的功能,也可以用父类的功能,但不能选择性地继承父类。通过使用继承我们能够非常方便地复用以前的代码。

关于继承如下 3 点请记住:

  1. 子类拥有父类对象所有的属性和方法(包括私有属性和私有方法),但是父类中的私有属性和方法子类是无法访问,只是拥有
  2. 子类可以拥有自己属性和方法,即子类可以对父类进行扩展。
  3. 子类可以用自己的方式实现父类的方法。(以后介绍)。

多态:所谓多态就是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出的方法调用在编程时并不确定,而是在程序运行期间才确定,即一个引用变量到底会指向哪个类的实例对象,该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法,必须在由程序运行期间才能决定。

在 Java 中有两种形式可以实现多态:继承(多个子类对同一方法的重写)和接口(实现接口并覆盖接口中同一方法)。

6.String StringBuffer 和 StringBuilder 的区别是什么? String 为什么是不可变的?

可变性

简单的来说:String 类中使用 final 关键字修饰字符数组来保存字符串,private final char value[],所以 String 对象是不可变的。

在 Java 9 之后,String 类的实现改用 byte 数组存储字符串 private final byte[] value

而 StringBuilder 与 StringBuffer 都继承自 AbstractStringBuilder 类,在 AbstractStringBuilder 中也是使用字符数组保存字符串char[]value 但是没有用 final 关键字修饰,所以这两种对象都是可变的。

StringBuilder 与 StringBuffer 的构造方法都是调用父类构造方法也就是 AbstractStringBuilder 实现的,大家可以自行查阅源码。

线程安全性

String 中的对象是不可变的,也就可以理解为常量,线程安全。AbstractStringBuilder 是 StringBuilder 与 StringBuffer 的公共父类,定义了一些字符串的基本操作,如 expandCapacity、append、insert、indexOf 等公共方法。StringBuffer 对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁,所以是线程安全的。StringBuilder 并没有对方法进行加同步锁,所以是非线程安全的。

性能

每次对 String 类型进行改变的时候,都会生成一个新的 String 对象,然后将指针指向新的 String 对象。StringBuffer 每次都会对 StringBuffer 对象本身进行操作,而不是生成新的对象并改变对象引用。相同情况下使用 StringBuilder 相比使用 StringBuffer 仅能获得 10%~15% 左右的性能提升,但却要冒多线程不安全的风险。

对于三者使用的总结:

  1. 操作少量的数据: 适用 String
  2. 单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用 StringBuilder
  3. 多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用 StringBuffer

7.自动装箱和拆箱带来的面试题

从反编译得到的字节码内容可以看出,在装箱的时候自动调用的是Integer的valueOf(int)方法。而在拆箱的时候自动调用的是Integer的intValue方法。

下面这段代码的输出结果是什么?

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
         
        Integer i1 = 100;
        Integer i2 = 100;
        Integer i3 = 200;
        Integer i4 = 200;
         
        System.out.println(i1==i2);
        System.out.println(i3==i4);
    }
}

true

false

在通过valueOf方法创建Integer对象的时候,如果数值在[-128,127]之间,便返回指向IntegerCache.cache中已经存在的对象的引用;否则创建一个新的Integer对象。

8.在Java中定义一个空的构造函数的作用?

Java 程序在执行子类的构造方法之前,如果没有用 super()来调用父类特定的构造方法,则会调用父类中“没有参数的构造方法”。因此,如果父类中只定义了有参数的构造方法,而在子类的构造方法中又没有用 super()来调用父类中特定的构造方法,则编译时将发生错误,因为 Java 程序在父类中找不到没有参数的构造方法可供执行。解决办法是在父类里加上一个不做事且没有参数的构造方法。

9.接口与抽象类的区别?

  1. 接口的方法默认是 public,所有方法在接口中不能有实现(Java 8 开始接口方法可以有默认实现),而抽象类可以有非抽象的方法。
  2. 接口中除了 static、final 变量,不能有其他变量,而抽象类中则不一定。
  3. 一个类可以实现多个接口,但只能实现一个抽象类。接口自己本身可以通过 extends 关键字扩展多个接口。
  4. 接口方法默认修饰符是 public,抽象方法可以有 public、protected 和 default 这些修饰符(抽象方法就是为了被重写所以不能使用 private 关键字修饰!)。
  5. 从设计层面来说,抽象是对类的抽象,是一种模板设计,而接口是对行为的抽象,是一种行为的规范。

备注:

  1. 在 JDK8 中,接口也可以定义静态方法,可以直接用接口名调用。实现类和实现是不可以调用的。如果同时实现两个接口,接口中定义了一样的默认方法,则必须重写,不然会报错。
  2. jdk9 的接口被允许定义私有方法 。

总结一下 jdk7~jdk9 Java 中接口概念的变化(相关阅读):

  1. 在 jdk 7 或更早版本中,接口里面只能有常量变量和抽象方法。这些接口方法必须由选择实现接口的类实现。
  2. jdk8 的时候接口可以有默认方法和静态方法功能。
  3. Jdk9 在接口中引入了私有方法和私有静态方法。

10.成员变量与局部变量的区别有哪些?

  1. 从语法形式上看:成员变量是属于类的,而局部变量是在方法中定义的变量或是方法的参数;成员变量可以被 public,private,static 等修饰符所修饰,而局部变量不能被访问控制修饰符及 static 所修饰;但是,成员变量和局部变量都能被 final 所修饰。
  2. 从变量在内存中的存储方式来看:如果成员变量是使用static修饰的,那么这个成员变量是属于类的,如果没有使用static修饰,这个成员变量是属于实例的。而对象存在于堆内存,局部变量则存在于栈内存。
  3. 从变量在内存中的生存时间上看:成员变量是对象的一部分,它随着对象的创建而存在,而局部变量随着方法的调用而自动消失。
  4. 成员变量如果没有被赋初值:则会自动以类型的默认值而赋值(一种情况例外:被 final 修饰的成员变量也必须显式地赋值),而局部变量则不会自动赋值。

11.== 与 equals

== : 它的作用是判断两个对象的地址是不是相等。即,判断两个对象是不是同一个对象(基本数据类型==比较的是值,引用数据类型==比较的是内存地址)。

equals() : 它的作用也是判断两个对象是否相等。但它一般有两种使用情况:

  • 情况 1:类没有覆盖 equals() 方法。则通过 equals() 比较该类的两个对象时,等价于通过“==”比较这两个对象。
  • 情况 2:类覆盖了 equals() 方法。一般,我们都覆盖 equals() 方法来比较两个对象的内容是否相等;若它们的内容相等,则返回 true (即,认为这两个对象相等)。

String 中的 equals 方法是被重写过的,因为 object 的 equals 方法是比较的对象的内存地址,而 String 的 equals 方法比较的是对象的值。

当创建 String 类型的对象时,虚拟机会在常量池中查找有没有已经存在的值和要创建的值相同的对象,如果有就把它赋给当前引用。如果没有就在常量池中重新创建一个 String 对象。

12.为什么重写 equals 时必须重写 hashCode 方法?

hashCode() 的作用就是获取哈希码,也称为散列码;它实际上是返回一个 int 整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。hashCode()在散列表中才有用,在其它情况下没用。(Java集合中本质是散列表的类,如HashMap,Hashtable,HashSet)在散列表中 hashCode() 的作用是获取对象的散列码,进而确定该对象在散列表中的位置。

hashCode()与 equals()的相关规定

  1. 如果两个对象相等,则 hashcode 一定也是相同的
  2. 两个对象相等,对两个对象分别调用 equals 方法都返回 true
  3. 两个对象有相同的 hashcode 值,它们也不一定是相等的
  4. 因此,equals 方法被覆盖过,则 hashCode 方法也必须被覆盖
  5. hashCode() 的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写 hashCode(),则该 class 的两个对象无论如何都不会相等(即使这两个对象指向相同的数据)

13.为什么 Java 中只有值传递?

Java 程序设计语言对对象采用的不是引用调用,实际上,对象引用是按值传递的。

下面再总结一下 Java 中方法参数的使用情况:

  • 一个方法不能修改一个基本数据类型的参数(即数值型或布尔型)。
  • 一个方法可以改变一个对象参数的状态。
  • 一个方法不能让对象参数引用一个新的对象。

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public static void main(String[] args) {
    int num1 = 10;
    int num2 = 20;

    swap(num1, num2);

    System.out.println("num1 = " + num1);
    System.out.println("num2 = " + num2);
}

public static void swap(int a, int b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;

    System.out.println("a = " + a);
    System.out.println("b = " + b);
}复制代码

结果:

a = 20
b = 10
num1 = 10
num2 = 20

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   public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        System.out.println(arr[0]);
        change(arr);
        System.out.println(arr[0]);java
    }

    public static void change(int[] array) {
        // 将数组的第一个元素变为0
        array[0] = 0;
    }复制代码

结果:

1
0

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public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Student s1 = new Student("小张");
        Student s2 = new Student("小李");
        Test.swap(s1, s2);
        System.out.println("s1:" + s1.getName());
        System.out.println("s2:" + s2.getName());
    }

    public static void swap(Student x, Student y) {
        Student temp = x;
        x = y;
        y = temp;
        System.out.println("x:" + x.getName());
        System.out.println("y:" + y.getName());
    }
}复制代码

结果:

x:小李
y:小张
s1:小张
s2:小李

14.简述线程、程序、进程的基本概念、线程的生命周期

线程与进程相似,但线程是一个比进程更小的执行单位。一个进程在其执行的过程中可以产生多个线程。与进程不同的是同类的多个线程共享同一块内存空间和一组系统资源,所以系统在产生一个线程,或是在各个线程之间作切换工作时,负担要比进程小得多,也正因为如此,线程也被称为轻量级进程。

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程序是含有指令和数据的文件,被存储在磁盘或其他的数据存储设备中,也就是说程序是静态的代码。

进程是程序的一次执行过程,是系统运行程序的基本单位,因此进程是动态的。系统运行一个程序即是一个进程从创建,运行到消亡的过程。简单来说,一个进程就是一个执行中的程序,它在计算机中一个指令接着一个指令地执行着,同时,每个进程还占有某些系统资源如 CPU 时间,内存空间,文件,输入输出设备的使用权等等。换句话说,当程序在执行时,将会被操作系统载入内存中。 线程是进程划分成的更小的运行单位。线程和进程最大的不同在于基本上各进程是独立的,而各线程则不一定,因为同一进程中的线程极有可能会相互影响。从另一角度来说,进程属于操作系统的范畴,主要是同一段时间内,可以同时执行一个以上的程序,而线程则是在同一程序内几乎同时执行一个以上的程序段。

15. final,static,this,super 关键字总结

1.关于final关键字的一些总结

final 关键字主要用在三个地方:变量、方法、类。

  1. 对于一个 final 变量,如果是基本数据类型的变量,则其数值一旦在初始化之后便不能更改;如果是引用类型的变量,则在对其初始化之后便不能再让其指向另一个对象。
  2. 当用 final 修饰一个类时,表明这个类不能被继承。final 类中的所有成员方法都会被隐式地指定为 final 方法。
  3. 使用 final 方法的原因有两个。第一个原因是把方法锁定,以防任何继承类修改它的含义;第二个原因是效率。在早期的 Java 实现版本中,会将 final 方法转为内嵌调用。但是如果方法过于庞大,可能看不到内嵌调用带来的任何性能提升(现在的 Java 版本已经不需要使用 final 方法进行这些优化了)。类中所有的 private 方法都隐式地指定为 final。

2.关于static关键字的一些总结

  1. 修饰成员变量和成员方法: 被 static 修饰的成员属于类,不属于单个这个类的某个对象,被类中所有对象共享,可以并且建议通过类名调用。被static 声明的成员变量属于静态成员变量,静态变量 存放在 Java 内存区域的方法区。调用格式:类名.静态变量名 类名.静态方法名()

  2. 静态代码块: 静态代码块定义在类中方法外, 静态代码块在非静态代码块之前执行(静态代码块—>非静态代码块—>构造方法)。 该类不管创建多少对象,静态代码块只执行一次.==静态代码块对于定义在它之后的静态变量,可以赋值,但是不能访问.==

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  3. 静态内部类(static修饰类的话只能修饰内部类): 静态内部类与非静态内部类之间存在一个最大的区别: 非静态内部类在编译完成之后会隐含地保存着一个引用,该引用是指向创建它的外围类,但是静态内部类却没有。没有这个引用就意味着:1. 它的创建是不需要依赖外围类的创建。2. 它不能使用任何外围类的非static成员变量和方法。

    public class Singleton {
        
        声明为 private 避免调用默认构造方法创建对象
        private Singleton() {
        }
        
        声明为 private 表明静态内部该类只能在该 Singleton 类中被访问
        private static class SingletonHolder {
            private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
        }
    
        public static Singleton getUniqueInstance() {
            return SingletonHolder.INSTANCE;
        }
    }
    

    当 Singleton 类加载时,静态内部类 SingletonHolder 没有被加载进内存。只有当调用 getUniqueInstance()方法从而触发 SingletonHolder.INSTANCE 时 SingletonHolder 才会被加载,此时初始化 INSTANCE 实例,并且 JVM 能确保 INSTANCE 只被实例化一次。

    这种方式不仅具有延迟初始化的好处,而且由 JVM 提供了对线程安全的支持。

  4. 静态导包(用来导入类中的静态资源,1.5之后的新特性): 格式为:import static 这两个关键字连用可以指定导入某个类中的指定静态资源,并且不需要使用类名调用类中静态成员,可以直接使用类中静态成员变量和成员方法。

    import static java.lang.Math.;
    

3.关于this/super关键字的一些总结

this关键字用于引用类的当前实例。 此关键字是可选的,这意味着如果上面的示例在不使用此关键字的情况下表现相同。 但是,使用此关键字可能会使代码更易读或易懂。

super关键字用于从子类访问父类的变量和方法。

使用 this 和 super 要注意的问题:

  • 在构造器中使用 super() 调用父类中的其他构造方法时,该语句必须处于构造器的首行,否则编译器会报错。另外,this 调用本类中的其他构造方法时,也要放在首行。
  • this、super不能用在static方法中。

16.异常类的总结

IO-操作对象分类

Error(错误):是程序无法处理的错误,表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关,而表示代码运行时 JVM(Java 虚拟机)出现的问题。例如,Java 虚拟机运行错误(Virtual MachineError),当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时,将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时,Java 虚拟机(JVM)一般会选择线程终止。

这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时,如 Java 虚拟机运行错误(Virtual MachineError)、类定义错误(NoClassDefFoundError)等。这些错误是不可查的,因为它们在应用程序的控制和处理能力之 外,而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说,即使确实发生了错误,本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java 中,错误通过 Error 的子类描述。

Exception(异常):是程序本身可以处理的异常。Exception 类有一个重要的子类 RuntimeException。RuntimeException 异常由 Java 虚拟机抛出。NullPointerException(要访问的变量没有引用任何对象时,抛出该异常)、ArithmeticException(算术运算异常,一个整数除以 0 时,抛出该异常)和 ArrayIndexOutOfBoundsException (下标越界异常)。

注意:异常和错误的区别:异常能被程序本身处理,错误是无法处理。

Throwable 类常用方法

  • public string getMessage():返回异常发生时的简要描述
  • public string toString():返回异常发生时的详细信息
  • public string getLocalizedMessage():返回异常对象的本地化信息。使用 Throwable 的子类覆盖这个方法,可以生成本地化信息。如果子类没有覆盖该方法,则该方法返回的信息与 getMessage()返回的结果相同
  • public void printStackTrace():在控制台上打印 Throwable 对象封装的异常信息

异常处理总结

  • try 块: 用于捕获异常。其后可接零个或多个 catch 块,如果没有 catch 块,则必须跟一个 finally 块。
  • catch 块: 用于处理 try 捕获到的异常。
  • finally 块: 无论是否捕获或处理异常,finally 块里的语句都会被执行。当在 try 块或 catch 块中遇到 return 语句时,==finally 语句块将在方法返回之前被执行==。

在以下 4 种特殊情况下,==finally 块不会被执行==:

  1. 在 finally 语句块第一行发生了异常。 因为在其他行,finally 块还是会得到执行
  2. 在前面的代码中用了 System.exit(int)已退出程序。 exit 是带参函数 ;若该语句在异常语句之后,finally 会执行
  3. 程序所在的线程死亡。
  4. 关闭 CPU。

17.transient关键字

对于不想进行序列化的变量,使用 transient 关键字修饰。

transient 关键字的作用是:阻止实例中那些用此关键字修饰的的变量序列化;当对象被反序列化时,被 transient 修饰的变量值不会被持久化和恢复。transient 只能修饰变量,不能修饰类和方法。

18.Java 中 IO 流

  • 按照流的流向分,可以分为输入流和输出流;
  • 按照操作单元划分,可以划分为字节流和字符流;
  • 按照流的角色划分为节点流和处理流。

都是由如下的四个抽象类派生出来的:

  • InputStream/Reader: 所有的输入流的基类,前者是字节输入流,后者是字符输入流。
  • OutputStream/Writer: 所有输出流的基类,前者是字节输出流,后者是字符输出流。

按操作方式分类结构图:

IO-操作方式分类

按操作对象分类结构图:

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既然有了字节流,为什么还要有字符流?

问题本质想问:不管是文件读写还是网络发送接收,信息的最小存储单元都是字节,那为什么 I/O 流操作要分为字节流操作和字符流操作呢?

回答:==字符流是由 Java 虚拟机将字节转换得到的,问题就出在这个过程还算是非常耗时,==并且,如果我们不知道编码类型就很容易出现乱码问题。所以, I/O 流就干脆提供了一个直接操作字符的接口,方便我们平时对字符进行流操作。如果音频文件、图片等媒体文件用字节流比较好,如果涉及到字符的话使用字符流比较好。

==字节与字符的区别:==

1、计算机存储信息的最小单位,称之为位(bit),音译为比特,二进制的一个“0”或一个“1”叫一位。 2、计算机存储容量基本单位是字节(Byte),音译为拜特,8个二进制位组成1个字节。一般而言:一个标准英文字母占一个字节位置,一个标准汉字占二个字节位置。 3、计算机存储容量大小以字节数来度量,1024进位制:   1024B=1K(千)B   1024KB=1M(兆)B   1024MB=1G(吉)B   1024GB=1T(太)B   以下还有PB、EB、ZB、YB 、NB、DB,一般人不常使用了。 4、字符是一种符号,同以上说的存储单位不是一回事。

BIO,NIO,AIO 有什么区别?

  • BIO (Blocking I/O): 同步阻塞 I/O 模式,数据的读取写入必须阻塞在一个线程内等待其完成。在活动连接数不是特别高(小于单机 1000)的情况下,这种模型是比较不错的,可以让每一个连接专注于自己的 I/O 并且编程模型简单,也不用过多考虑系统的过载、限流等问题。线程池本身就是一个天然的漏斗,可以缓冲一些系统处理不了的连接或请求。但是,当面对十万甚至百万级连接的时候,传统的 BIO 模型是无能为力的。因此,我们需要一种更高效的 I/O 处理模型来应对更高的并发量。
  • NIO (Non-blocking/New I/O): NIO 是一种同步非阻塞的 I/O 模型,在 Java 1.4 中引入了 NIO 框架,对应 java.nio 包,提供了 Channel , Selector,Buffer 等抽象。NIO 中的 N 可以理解为 Non-blocking,不单纯是 New。它支持面向缓冲的,基于通道的 I/O 操作方法。 NIO 提供了与传统 BIO 模型中的 SocketServerSocket 相对应的 SocketChannelServerSocketChannel 两种不同的套接字通道实现,两种通道都支持阻塞和非阻塞两种模式。阻塞模式使用就像传统中的支持一样,比较简单,但是性能和可靠性都不好;非阻塞模式正好与之相反。对于低负载、低并发的应用程序,可以使用同步阻塞 I/O 来提升开发速率和更好的维护性;对于高负载、高并发的(网络)应用,应使用 NIO 的非阻塞模式来开发
  • AIO (Asynchronous I/O): AIO 也就是 NIO 2。在 Java 7 中引入了 NIO 的改进版 NIO 2,它是异步非阻塞的 IO 模型。异步 IO 是基于事件和回调机制实现的,也就是应用操作之后会直接返回,不会堵塞在那里,当后台处理完成,操作系统会通知相应的线程进行后续的操作。AIO 是异步 IO 的缩写,虽然 NIO 在网络操作中,提供了非阻塞的方法,但是 NIO 的 IO 行为还是同步的。对于 NIO 来说,我们的业务线程是在 IO 操作准备好时,得到通知,接着就由这个线程自行进行 IO 操作,IO 操作本身是同步的。查阅网上相关资料,我发现就目前来说 AIO 的应用还不是很广泛,Netty 之前也尝试使用过 AIO,不过又放弃了。

19.Collections 工具类和 Arrays 工具类常见方法总结

Collections

Collections 工具类常用方法:

  1. 排序
  2. 查找,替换操作
  3. 同步控制(不推荐,需要线程安全的集合类型时请考虑使用 JUC 包下的并发集合)

排序操作

void reverse(List list)//反转
void shuffle(List list)//随机排序
void sort(List list)//按自然排序的升序排序
void sort(List list, Comparator c)//定制排序,由Comparator控制排序逻辑
void swap(List list, int i , int j)//交换两个索引位置的元素
void rotate(List list, int distance)//旋转。当distance为正数时,将list后distance个元素整体移到前面。当distance为负数时,将 list的前distance个元素整体移到后面。

查找,替换操作

int binarySearch(List list, Object key)//对List进行二分查找,返回索引,注意List必须是有序的
int max(Collection coll)//根据元素的自然顺序,返回最大的元素。 类比int min(Collection coll)
int max(Collection coll, Comparator c)//根据定制排序,返回最大元素,排序规则由Comparatator类控制。类比int min(Collection coll, Comparator c)
void fill(List list, Object obj)//用指定的元素代替指定list中的所有元素。
int frequency(Collection c, Object o)//统计元素出现次数
int indexOfSubList(List list, List target)//统计target在list中第一次出现的索引,找不到则返回-1,类比int 			lastIndexOfSubList(List source, list target).
boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal), 用新元素替换旧元素

同步控制

Collections提供了多个synchronizedXxx()方法·,该方法可以将指定集合包装成线程同步的集合,从而解决多线程并发访问集合时的线程安全问题。

我们知道 HashSet,TreeSet,ArrayList,LinkedList,HashMap,TreeMap 都是线程不安全的。Collections提供了多个静态方法可以把他们包装成线程同步的集合。

最好不要用下面这些方法,效率非常低,需要线程安全的集合类型时请考虑使用 JUC 包下的并发集合。

方法如下:

synchronizedCollection(Collection<T>  c) //返回指定 collection 支持的同步(线程安全的)collection。
synchronizedList(List<T> list)//返回指定列表支持的同步(线程安全的)List。
synchronizedMap(Map<K,V> m) //返回由指定映射支持的同步(线程安全的)Map。
synchronizedSet(Set<T> s) //返回指定 set 支持的同步(线程安全的)set。

Collections还可以设置不可变集合,提供了如下三类方法:

emptyXxx(): 返回一个空的、不可变的集合对象,此处的集合既可以是List,也可以是Set,还可以是Map。
singletonXxx(): 返回一个只包含指定对象(只有一个或一个元素)的不可变的集合对象,此处的集合可以是:List,Set,Map。
unmodifiableXxx(): 返回指定集合对象的不可变视图,此处的集合可以是:List,Set,Map。
上面三类方法的参数是原有的集合对象,返回值是该集合的”只读“版本。

示例代码:

        ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
        arrayList.add(-1);
        arrayList.add(3);
        arrayList.add(3);
        arrayList.add(-5);
        arrayList.add(7);
        arrayList.add(4);
        arrayList.add(-9);
        arrayList.add(-7);
        HashSet<Integer> integers1 = new HashSet<>();
        integers1.add(1);
        integers1.add(3);
        integers1.add(2);
        Map scores = new HashMap();
        scores.put("语文" , 80);
        scores.put("Java" , 82);

        //Collections.emptyXXX();创建一个空的、不可改变的XXX对象
        List<Object> list = Collections.emptyList();
        System.out.println(list);//[]
        Set<Object> objects = Collections.emptySet();
        System.out.println(objects);//[]
        Map<Object, Object> objectObjectMap = Collections.emptyMap();
        System.out.println(objectObjectMap);//{}

        //Collections.singletonXXX();
        List<ArrayList<Integer>> arrayLists = Collections.singletonList(arrayList);
        System.out.println(arrayLists);//[[-1, 3, 3, -5, 7, 4, -9, -7]]
        //创建一个只有一个元素,且不可改变的Set对象
        Set<ArrayList<Integer>> singleton = Collections.singleton(arrayList);
        System.out.println(singleton);//[[-1, 3, 3, -5, 7, 4, -9, -7]]
        Map<String, String> nihao = Collections.singletonMap("1", "nihao");
        System.out.println(nihao);//{1=nihao}

        //unmodifiableXXX();创建普通XXX对象对应的不可变版本
        List<Integer> integers = Collections.unmodifiableList(arrayList);
        System.out.println(integers);//[-1, 3, 3, -5, 7, 4, -9, -7]
        Set<Integer> integers2 = Collections.unmodifiableSet(integers1);
        System.out.println(integers2);//[1, 2, 3]
        Map<Object, Object> objectObjectMap2 = Collections.unmodifiableMap(scores);
        System.out.println(objectObjectMap2);//{Java=82, 语文=80}

        //添加出现异常:java.lang.UnsupportedOperationException
//        list.add(1);
//        arrayLists.add(arrayList);
//        integers.add(1);

Arrays类的常见操作

  1. 排序 : sort()
  2. 查找 : binarySearch()
  3. 比较: equals()
  4. 填充 : fill()
  5. 转列表: asList()
  6. 转字符串 : toString()
  7. 复制: copyOf()

排序 : sort()

分为sort(int[] a)方法, parallelSort(int[] a) 方法。后者是并行运算的,在数量较大时效率较高。

		// *************排序 sort****************
		int a[] = { 1, 3, 2, 7, 6, 5, 4, 9 };
		// sort(int[] a)方法按照数字顺序排列指定的数组。
		Arrays.sort(a);
		System.out.println("Arrays.sort(a):");
		for (int i : a) {
			System.out.print(i);
		}
		// 换行
		System.out.println();

		// sort(int[] a,int fromIndex,int toIndex)按升序排列数组的指定范围
		int b[] = { 1, 3, 2, 7, 6, 5, 4, 9 };
		Arrays.sort(b, 2, 6);
		System.out.println("Arrays.sort(b, 2, 6):");
		for (int i : b) {
			System.out.print(i);
		}
		// 换行
		System.out.println();

		int c[] = { 1, 3, 2, 7, 6, 5, 4, 9 };
		// parallelSort(int[] a) 按照数字顺序排列指定的数组(并行的)。同sort方法一样也有按范围的排序
		Arrays.parallelSort(c);
		System.out.println("Arrays.parallelSort(c):");
		for (int i : c) {
			System.out.print(i);
		}
		// 换行
		System.out.println();

		// parallelSort给字符数组排序,sort也可以
		char d[] = { 'a', 'f', 'b', 'c', 'e', 'A', 'C', 'B' };
		Arrays.parallelSort(d);
		System.out.println("Arrays.parallelSort(d):");
		for (char d2 : d) {
			System.out.print(d2);
		}
		// 换行
		System.out.println();

查找 : binarySearch()

先排序,或者某一段有序,可以考虑使用binarySearch()

比较: equals()

元素数量相同,并且相同位置的元素相同。 另外,如果两个数组引用都是null,则它们被认为是相等的 。

填充 : fill()

		// *************填充fill(批量初始化)****************
		int[] g = { 1, 2, 3, 3, 3, 3, 6, 6, 6 };
		// 数组中所有元素重新分配值
		Arrays.fill(g, 3);
		System.out.println("Arrays.fill(g, 3):");
		// 输出结果:333333333
		for (int i : g) {
			System.out.print(i);
		}
		// 换行
		System.out.println();

		int[] h = { 1, 2, 3, 3, 3, 3, 6, 6, 6, };
		// 数组中指定范围元素重新分配值
		Arrays.fill(h, 0, 2, 9);
		System.out.println("Arrays.fill(h, 0, 2, 9);:");
		// 输出结果:993333666
		for (int i : h) {
			System.out.print(i);
		}

转列表 asList()

		// *************转列表 asList()****************
		/*
		 * 返回由指定数组支持的固定大小的列表。
		 * (将返回的列表更改为“写入数组”。)该方法作为基于数组和基于集合的API之间的桥梁,与Collection.toArray()相结合 。
		 * 返回的列表是可序列化的,并实现RandomAccess 。
		 * 此方法还提供了一种方便的方式来创建一个初始化为包含几个元素的固定大小的列表如下:
		 */
		List<String> stooges = Arrays.asList("Larry", "Moe", "Curly");
		System.out.println(stooges);

转字符串 toString()

		// *************转字符串 toString()****************
		/*
		* 返回指定数组的内容的字符串表示形式。
		*/
		char[] k = { 'a', 'f', 'b', 'c', 'e', 'A', 'C', 'B' };
		System.out.println(k); //afbceACB
		System.out.println(Arrays.toString(k));// [a, f, b, c, e, A, C, B]

复制 copyOf()

		// *************复制 copy****************
		// copyOf 方法实现数组复制,h为数组,6为复制的长度
		int[] h = { 1, 2, 3, 3, 3, 3, 6, 6, 6, };
		int i[] = Arrays.copyOf(h, 6);
		System.out.println("Arrays.copyOf(h, 6);:");
		// 输出结果:123333
		for (int j : i) {
			System.out.print(j);
		}
		// 换行
		System.out.println();
		// copyOfRange将指定数组的指定范围复制到新数组中
		int j[] = Arrays.copyOfRange(h, 6, 11);
		System.out.println("Arrays.copyOfRange(h, 6, 11):");
		// 输出结果66600(h数组只有9个元素这里是从索引6到索引11复制所以不足的就为0)
		for (int j2 : j) {
			System.out.print(j2);
		}
		// 换行
		System.out.println();

20.什么是深拷贝与浅拷贝?

  1. 浅拷贝:对基本数据类型进行==值传递==,==对引用数据类型进行引用传递般的拷贝==,此为浅拷贝。
  2. 深拷贝:对基本数据类型进行值传递,对引用数据类型,创建一个新的对象,并复制其内容,此为深拷贝。