Java知識回顧（二）

泛型是什麼

集合存儲對象並在使用先進行類型轉換很不方便，泛型是爲了那種情況的發生。他提供了編譯器的類型安全，確保你只能把正確類型的對象放入集合中，避免了在運行時出現ClassCastException。

泛型如何工作

泛型是通過類型擦除來實現的，編譯器在編譯時擦除了所有相關類型的信息，所以在運行時不存在任何類型的相關信息。

泛型中的限定通配符和非限定通配符

有兩種限定通配符

一種是<? extends T>它通過確保類型必須是T的子類來設定類型的上界

一種是<? super T>它通過確保類型必須是T的父類來設定類型的下界

另一方面<?>表示了非限定通配符，<?>可以用任意類型來替代。

編寫泛型方法

泛型方法需要用泛型類型來替代原始類型，比如使用T, E or K,V等被廣泛認可的類型佔位符。

public V put(K key, V value) {
	return cache.put(key, value);
}

異常

異常是在程序執行期間可能發生的錯誤事件，並且會中斷它的正常流程。

異常關鍵字

throw——throw關鍵字用於向運行時拋出異常來處理它。
throws——在方法中拋出任何已檢查的異常而不處理它時，我們需要在方法簽名中使用throws關鍵字讓調用者程序知道該方法可能拋出的異常。
try-catch——在代碼中使用try-catch塊進行異常處理
finally——finally塊總是被執行，無論是否發生異常。

異常的層次結構

Throwable是異常的父類，他有Error和Exception兩個子類。

Error 是超出應用程序範圍的特殊情況，並且無法預測並從中恢復，例如硬件故障，JVM崩潰或內存不足錯誤。

Exception 是程序本身可以處理的異常。Exception 類有一個重要的子類 RuntimeException。運行時異常是由錯誤的編程引起的，例如嘗試從Array中檢索超出下標的元素。

throw和throws

throws關鍵字與方法簽名一起用於聲明方法可能拋出的異常，而throw關鍵字用於破壞程序流並將異常對象移交給運行時來處理它。

OutOfMemoryError

Java中的OutOfMemoryError是java.lang.VirtualMachineError的子類，當JVM用完堆內存時，它會拋出它。

註解

註解是綁定到程序源代碼元素的元數據，對運行代碼的操作沒有影響。

Java註解又稱爲標註，是支持加入源碼的特殊語法元數據；Java中的類、方法、變量、參數、包都可以被註解。這裏提到的元數據是描述數據的數據。

典型用例：

編譯器的信息 ——使用註解，編譯器可以檢測錯誤或抑制警告
編譯時處理——軟件工具可以處理註解並生成代碼，配置文件等
運行時處理——可以在運行時檢查註解以自定義程序的行爲

註解分類

標準註解：包括 Override, Deprecated, SuppressWarnings

標準 Annotation 是指 Java 自帶的幾個 Annotation。

上面三個分別表示重寫函數，不鼓勵使用 ，忽略Warning。

元註解

1. @Retention

用於指定被修飾的註解可以保留多長時間，只能修飾Annotation定義。

RetentionPolicy.CLASS——編譯器將把Annotation記錄在class文件中。當運行java程序時，JVM不可獲取Annotation信息。
RetentionPolicy.RUNTIME——編譯器將把Annotation記錄在class文件中。當運行java程序時，JVM也可獲取Annotation信息，程序可以通過反射獲取該Annotation信息。
RetentionPolicy.SOURCE: Annotation只保留在源代碼中（.java文件中），編譯器直接丟棄這種Annotation。

@Target

用於指定被修飾的Annotation能用於修飾哪些程序單元。

@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)：指定該策略的Annotation只能修飾Annotation。
@Target(ElementType.TYPE) ：接口、類、枚舉、註解
@Target(ElementType.FIELD) ：成員變量（字段、枚舉的常量）
@Target(ElementType.METHOD) ：方法
@Target(ElementType.PARAMETER)：方法參數
@Target(ElementType.CONSTRUCTOR)：構造函數
@Target(ElementType.LOCAL_VARIABLE)：局部變量
@Target(ElementType.PACKAGE)：修飾包定義

3. Documented

用於指定被修飾的Annotation將被javadoc工具提取成文檔。即說明該註解將被包含在javadoc中。

4. @Inherited

用於指定被修飾的Annotation具有繼承性。即子類可以繼承父類中的該註解。

5. Repeatable

表示這個註解可以在同一處多次聲明

反射

反射機制是在運行狀態中，對於任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對於任意一個對象，都能夠調用它的任意方法和屬性；這種動態獲取信息以及動態調用對象方法的功能稱爲java語言的反射機制。

通過反射可以在程序運行時動態創建對象並調用類中的方法。

Java的反射機制可以做3件事：運行時創建對象、運行時調用方法、運行時讀寫屬性。

動態代理

代理類在程序運行時創建的代理方式被稱爲動態代理。
代理類並不是在Java代碼中定義的，而是在運行時根據我們在Java代碼中的指示動態生成的。
相比於靜態代理，動態代理的優勢在於可以很方便的對代理類的函數進行統一的處理，而不用修改每個代理類的函數。

例如：

在執行委託類中的方法之前輸出“before”，在執行完畢後輸出“after”。

public class Vendor implements Sell {
    public void sell() {
        System.out.println("In sell method");
    }
    public void ad() {
        System, out.println("ad method")
    }
}

使用靜態代理

public class BusinessAgent implements Sell {
    private Vendor mVendor;
    public BusinessAgent(Vendor vendor) {
        this.mVendor = vendor;
    }
    public void sell() {
        System.out.println("before");
        mVendor.sell();
        System.out.println("after");
    }

    public void ad() {
        System.out.println("before");
        mVendor.ad();
        System.out.println("after");
    }
}

動態代理

需要定義一個位於代理類與委託類之間的中介類，這個中介類被要求實現InvocationHandler接口。

public class DynamicProxy implements InvocationHandler {

    private Object obj; //obj爲委託類對象; 
    public DynamicProxy(Object obj) {
        this.obj = obj;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("before");
        Object result = method.invoke(obj, args);
        System.out.println("after");
        return result;
    }

}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //創建中介類實例 
        DynamicProxy inter = new DynamicProxy(new Vendor());
        //加上這句將會產生一個$Proxy0.class文件，這個文件即爲動態生成的代理類文件 
        System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
        //獲取代理類實例sell 
        Sell sell = (Sell) (Proxy.newProxyInstance(Sell.class.getClassLoader(), new Class[]{Sell.class}, inter));
        //通過代理類對象調用代理類方法，實際上會轉到invoke方法調用 
        sell.sell();
        sell.ad();
    }
}

線程進程區別

進程是程序運行和資源分配的基本單位，一個程序至少有一個進程，一個進程至少有一個線程。

進程在執行過程中擁有獨立的內存單元，而多個線程共享內存資源，減少切換次數，從而效率更高。

線程是進程的一個實體，是cpu調度和分派的基本單位，是比程序更小的能獨立運行的基本單位，同一進程中的多個線程之間可以併發執行。

守護線程

用戶線程：平常創建的普通線程
守護線程：用來服務於用戶線程；不需要上層邏輯介入。

當線程只剩下守護線程的時候,JVM就會退出；如果還有其他的任意一個用戶線程還在，JVM就不會退出。守護線程最典型的例子就是GC線程。

多線程上下文切換

多線程的上下文切換是指CPU控制權由一個已經正在運行的線程切換到另外一個就緒並等待獲取CPU執行權的線程的過程。

創建線程的方式

實現Runnable——實現Runnable接口的類還可能擴展另一個類.
擴展Thread——擴展Thread類就代表這個子類不能擴展其他類
通過Callable和FutureTask創建線程——有返回值

FutureTask

FutureTask表示一個異步運算的任務。

可以對這個異步運算的任務的結果進行等待獲取、判斷是否已經完成、取消任務等操作。

wait()與sleep()的區別

調用sleep()方法的過程中，線程不會釋放對象鎖。而調用 wait 方法線程會釋放對象鎖
sleep()睡眠後不出讓系統資源，wait讓其他線程可以佔用CPU
sleep(milliseconds)需要指定一個睡眠時間，時間一到會自動喚醒.而wait()需要配合notify()或者notifyAll()使用

synchronized和ReentrantLock的區別

synchronized是和if、else、for、while一樣的關鍵字，ReentrantLock是類，這是二者的本質區別。

ReentrantLock是類，它提供了比synchronized更多更靈活的特性，可以被繼承、可以有方法、可以有各種各樣的類變量。

擴展性體現在：

ReentrantLock可以對獲取鎖的等待時間進行設置，這樣就避免了死鎖
ReentrantLock可以獲取各種鎖的信息
ReentrantLock可以靈活地實現多路通知
二者的鎖機制其實也是不一樣的:ReentrantLock底層調用的是Unsafe的park方法加鎖，synchronized操作的應該是對象頭中mark word.

兩個線程間共享數據

通過在線程之間共享對象就可以了，然後通過wait/notify/notifyAll、await/signal/signalAll進行喚起和等待，比方說阻塞隊列BlockingQueue就是爲線程之間共享數據而設計的。

ThreadLocal

ThreadLocal就是一種以空間換時間的做法在每個Thread裏面維護了一個ThreadLocal.ThreadLocalMap把數據進行隔離，數據不共享，自然就沒有線程安全方面的問題了。

Java知識回顧（二）

文章目錄

泛型是什麼

泛型如何工作

泛型中的限定通配符和非限定通配符

編寫泛型方法

異常

異常關鍵字

異常的層次結構

throw和throws

OutOfMemoryError

註解

註解分類

反射

動態代理

線程進程區別

守護線程

多線程上下文切換

創建線程的方式

FutureTask

wait()與sleep()的區別

synchronized和ReentrantLock的區別

兩個線程間共享數據

ThreadLocal

Java虛擬機學習筆記（五）——委派模型、ClassLoader

操作系統筆記——進程、線程、進程調度

操作系統筆記——死鎖

Java知識回顧（二）

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