复习记录:一.Java基础部分

追风iii
75 阅读10分钟

最近再换工作，感觉一片萧条，也趁这个时间多复习复习吧，只是单纯的再看一遍感觉记忆不深刻，毕竟看过和理解了还是相差很远的，所以准备看题和复习的时候记录一下复习的一些内容，加深理解

1.抽象类

  • abstract 关键字修饰
  • 可以同时存在抽象方法（没有方法体，使用abstract修饰）、普通方法，也可以只单独存在任意一个
  • 不能被实例化（内存在抽象方法，实例化无意义）
  • 被使用需要存在子类，抽象类作为父类以被继承的方式使用，子类只能继承一个抽象类（但如果是接口，可以实现多个接口）。
  • 子类必须实现抽象类父类中的抽象方法
  • 简单理解抽象类的用处：就是当父类有一部分功能确认统一，无需子类重写，另一部分需要子类重写时可以使用。
  • 抽象方法不允许使用[private]修饰（因为要被子类重写）
  • 抽象类可以有构造方法，子类对象实例化时，会先执行父类构造，再执行子类构造。
  • 抽象类不允许被[final]声明，因为需要被继承

2.重载、重写

  • 这两个词其实代表的概念很简单，只是容易混淆
  • 重写：发生在子类中，子类对父类的方法进行重写操作（父类有了，子类再写一遍-重写）；特点是：权限修饰子类不能比父类小，方法体内容子类可以变动外，方法其他部分和父类一致
  • 重载：再同一个类中，方法名字相同，而传参（数量和类型）、返回参数类型、权限修饰，任意不同的就是重载。

3. == or equals

  • [==] 比较的是栈中变量对应的值；如果是基础数据类型，栈中变量对应的数据就是这个值本身，使用[==]去比较是没问题的，但是如果是复杂数据类型；例如String,在栈中变量名对应的参数是一串指向堆空间中的地址，可能会存在实际值是一致的，但是在堆中声明了两个单独的变量，他们的地址不同，会导致[==]判断时，判断为不一致
  • equals方法是Object中内置的方法，需要注意的是，如果你自己声明的对象没有重写这个方法的话，使用equals方法，本质上内部还是使用[==]进行判断堆空间地址；如下： 1678686272661.png
  • String中的equals方法是重写了object中的equals,会依次比较堆空间地址、字符串长度、转换成char数组比较每个位置的每个字符是否一致。如下图，感兴趣的话可以看一下String这部分的源码，并不复杂

1678686362506.png

4.异常

  • 关键字：try、catch、finaly、throws
  • 如下：

image.png

5.集合

  • List、Set继承Collection接口
  • List、Set、Map ,三种集合的接口，分别是List(可重复数组)，Set（不可重复数组），Map(键值对集合)

5.1 Map

  • Map是 键-值对的集合,它本身是一个接口，具体的实现类有：
  • HashMap:最常用的集合，数组+链表，非线程安全
  • Hashtable：线程安全，相比HashMap效率较低
  • TreeMap：tree结构，元素进行内部排序，不允许key为null
  • LinkedHashMap：继承HashMap,增加了双向链表存储顺序，非线程安全
  • IdentityHashMap：底层object数组，0位放key,1位放value，以此类推
  • WeakHashMap：弱引用集合，主要特点是内部存入的数据，基于弱引用，一旦被GC扫描到，会被认为是垃圾数据进行清理；适用于用作缓存数据存储，避免缓存过多造成内存泄漏
  • ConcurrentHashMap：线程安全安全，分段锁，同时兼顾性能和线程安全

5.1.1 HashMap

  • 初始数组长度默认16,扩容量默认是0.75f；每次扩容时，都是当前长度*扩容量
  • 数据结构采用的是数组+链表方式存储，JDK1.8以后，使用的是位桶+链表/红黑树的方式，主要增加了当单链表长度超过8个且数组长度超过64时，会将该链表会转换成红黑树结构
  • 具体的逻辑是：存入的数据取Key值的hash值放入到指定的下标处，以链表结构存入，如果该下标处已存在数据，判断这个链表是否存在该key，如果没有，就在链表下追加数据，当数组长度超过64，链表长度超过8时，会将此链表转换成红黑树（增加查询速度）
  • HashMap 实现了Serializable接口，支持序列化，实现了Cloneable接口，能被克隆。
  • key和value都允许为null

5.1.2 Hashtable

  • 数据存储几乎和hashMap一致，主要区别为：HashTable在方法上加上了synchronized锁，保证了安全，但效率较低

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5.2 List

  • List集合都是有序的
  • LinkedList:双向链表，查询慢，增删快，非线程安全
  • ArraryList:数组，查询快，增删慢，非线程安全；默认长度10，每次1.5倍扩容
  • Vector:数组，线程安全，效率较低
  • Stack:继承Vector，数组栈，后进先出，不推荐使用，如有需要建议用Deque

5.3 Set

  • HashSet:底层由hashMap实现，无序(不保证插入顺序，但内部有hash值的顺序)，非线程安全，可以存null 1678700927174.png
  • LinkedHashSet:继承HashSet,增加了链表，保证有序
  • TreeSet:二叉书结构，内部有序

6.String、StringBuffer、StringBuilder

  • String对象由char[]数组构成，final修饰，不可变字符串；在堆空间中有一个字符串常量池的空间，用于存放String字符串
  • StringBuffer可变字符串，线程安全
  • StringBuilder可变字符串，线程不安全，

7.线程

7.1线程的实现方式

    1. 继承Thread类，并重写run方法后，使用start()方法启动线程；（如果仅仅使用对象调用run()方法，那只是等于调用了一次接口，而非线程调用） 1678702117144.png
    1. 实现Runnable接口，重写run方法，启动时需要依赖Thread类 1678702426457.png
    1. 实现Callable<返回值>接口，重写call方法，可以设置线程的返回值，启动时通过FutureTask、Thread类进行启动，可以通过 futureTask.get() 方法获取返回值

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7.3 线程池

  • 可以通过线程池去批量维护一批线程，在系统需要使用时进行获取，无需等待，可重复使用，减少资源占用
  • java本身可以通过Executors类快速创建指定类型的线程池，分别是如下 1678716999920.png
  • 如上的方法不过是内置的一些线程池场景，他们的核心都是new了一个ThreadPoolExecutor对象，传了对应的值，可以点进上述四个方法的源码内进行查看：

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  • 所以我们也可以直接通过new ThreadPoolExecutor对象来创建线程池，就需要了解 ThreadPoolExecutor 类创建时传参的所代表的的含义

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  • corePoolSize:核心线程数，即新创建的线程优先创建核心线程，当超过数量时，才会创建非核心线程，核心线程创建出来后，即使当前没有请求，也不会被销毁；如果设置 allowCoreThreadTimeOut = true，那么核心线程闲置超时也会被销毁
  • maximumPoolSize：最大线程数量；该线程池的核心线程+非核心线程的总数，超过这个数量，新的请求就需要等待有空置的线程才能执行
  • keepAliveTime：线程空闲时间；一个非核心线程，闲置指定参数时长后，就会被销毁，默认60；如果设置 allowCoreThreadTimeOut = true；那么此配置会作用到核心线程上
  • unit：时间单位；默认秒
  • workQueue：队列；当核心线程已满，就会先把任务放到队列中，如果队列也已满，才会按照最大线程数去创建非核心线程，如果非核心线程也满了，就拒绝任务
  • threadFactory：线程工厂；可以指定自己定义的线程工厂来创建线程，也可以使用默认的

7.2 锁

7.2.1 synchronized 关键字

  • 锁变量：当N个线程同时情况此方法时，第一个获取此线程的方法执行期间，后面的其他线程请求需要等待，等当前线程释放后才能下一位执行 1678761001280.png -锁方法：当我们使用线程批量调用此方法时，同时只会有一个线程成功调用，其他线程等待 1678761297780.png -锁代码块：当我们去多线程调用时，会发现方法内代码块前面的代码可以正常执行，但代码块本身需要等待获取，同时也会导致代码块后面的代码也要等待 1678761880274.png

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  • 需要注意的是，上述这些写法，如果多线程调用时都各自创建了对象，不是用的同一个对象的话，是不生效的，因为每个对象都有自己的锁
  • 如果有需要可以对静态方法加锁，这样就会作用到所有的对象中；或者直接对类加锁，也有同样的效果

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7.2 Lock

  • 可以手动获取锁和释放锁，相比于synchronized更加灵活，也增加了一些功能

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7.3 线程的五种状态

  • New :新创建的线程，还未开始执行
  • Runnable：准备就绪，随时可以运行
  • Blocked:等待运行，可能是在等待I/O资源，或者方法被锁定了，在等待获取锁
  • Waiting:无限期等待，进入这个状态后，必须手动调用方法才能唤醒
  • Timed Waiting：有限期等待，等到设置好的时间后，就会自动唤醒

7.4 其他

  • Thread.sleep(1000):可以使当前请求等待指定时间，Thread内置方法
  • Object.wait():在synchronized中可以用这个方法，来主动释放锁，自己进行休眠，不再竞争获取锁
  • Object.notify():当线程进行等待时，可以通过这个方法进行唤醒
  • Object.notifyAll():唤醒所有线程，这些线程就可以继续竞争锁

8.JVM

  • JVM内存模型主要分为虚拟机栈、本地方法栈、堆内存、方法区、程序计数器
  • 虚拟机栈：先入后出，线程结束就会被清理，线程私有，主要存变量名、基本数据类型信息、指向堆内存的引用地址
  • 本地方法栈：管理本地方法的调用，是C语言实现的一些native方法，与我们开发的代码无关
  • 堆内存：非线程私有,是最大的内存空间，存储变量信息；GC主要就是在这部分空间进行工作
  • 方法区：jdk1.8以后使用元空间，非线程私有，主要存一些类信息、方法信息、常量池等
  • 程序计数器：比较小的空间，记录执行的行数，是线程私有的

8.2 垃圾回收算法

  • Mark-Sweep（标记-清除）算法 标记需要回收的对象，然后清除，会造成许多内存碎片。
  • Copying（复制）算法 将内存分为两块，只使用一块，进行垃圾回收时，先将存活的对象复制到另一块区域，然后清空之前的区域。
  • Mark-Compact（标记-整理）算法（压缩法） 与标记清除算法类似，但是在标记之后，将存活对象向一端移动，然后清除边界外的垃圾对象。
  • Generational Collection（分代收集）算法 分为年轻代和老年代，年轻代时比较活跃的对象，使用复制算法做垃圾回收。老年代每次回收只回收少量对象，使用标记整理法。
  • GC算法就是对堆内存空间进行算法处理，尽量减少内存占用，减轻性能使用，以及尽快清理垃圾数据。

9.类加载机制

  • 1.加载：加载字节码
  • 2.链接-验证：验证字节码文件正确性
  • 3.链接-准备：为静态变量分配内存
  • 4.链接-解析：将符号引用（如类的全限定名）解析为直接引用（类在实际内存中的地址）
  • 5.初始化：为静态变量赋值
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