20155326 2016-2017-2 《Java程序设计》第6周学习总结

20155326 2016-2017-2 《Java程序设计》第6周学习总结

教材学习内容总结

InputStream与OutputStream:

• 串流设计的概念

（1）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。

（2）从应用程序角度来看，如果要将数据从来源取出，可以使用输入串流，如果要将数据写入目的地，可以使用输出串流。在Java中，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。

（3）取得InputStream或OutStream实例后，接下来操作输入/输出的方式都是一样的，无须理会来源或目的地的真正形式。

（4）在不使用InputStream与OutStream时，必须使用close()方法关闭串流。
InputStream的read()方法，每次会尝试读入byte数组长度的数据，并返回实际读入的字节，只要不是-1，就表示读取到数据。

（5）OutputStream的write(指定要写出的byte数组，初始索引，数据长度)方法

（6）FileInputStream是InputStream的子类，用于衔接文档以读入数据，FileOutputStream是OutputStream的子类，用于衔接文档以写出数据。

• 串流继承架构

（1）InputStream与OutputStream的常用类继承架构如下图所示：

（2）System.in代表标准输入，可以使用System的setIn()方法指定InputStream实例，重新指定标准输入来源；System.out代表标准输出，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的文档；System.err代表标准错误输出串流，它是用来立即显示错误信息，System输出的信息一定会显示在文本模式中，无法重新导向。

（3）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。无论FileInputStream还是FileOutputStream，不使用时都要使用close()关闭文档。

（4）FileInputStream主要操作了InputStream的read()抽象方法，使之可从文档中读取数据，FileOutputStream主要操作了OutputStream的write()方法，使之可写出数据至文档。

（5）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。

（6）ByteArryInputStream主要操作了InputStream的read()抽象方法，使之可从byte数组中读取数据。ByteArryOutputStream主要操作了OutputStream的write()方法，使之可写出数据至byte数组。

• 串流处理装饰器

（1）InputStream、OutStream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。

（2）常用的打包器具备缓冲区作用的BufferedOutputStream、BufferedInputStream,具备数据转换处理的DataInputStream、DataOutputStream,具备对象串行化能力的ObjectInputStream、ObjectOutputStream等。

（3）BufferedOutputStream与BufferedInputStream主要在内部提供缓冲区功能，操作上与InputStream、OutStream并没有太大差别。

（4）DataInputStream、DataOutputStream用来装饰InputStream、OutStream，DataInputStream、DataOutputStream提供读取、写入Java基本类型的方法。

（5）ObjectInputStream提供readObject()方法将数据读入为对象，而ObjectOutputStream提供writeObject()方法将对象写至目的地，可以被这两个方法处理的对象，必须操作java.io.Serializable接口，这个接口并没有定义任何方法，只是作为标示之用，表示这个对象是可以串行化的。

字符处理类

• Reader与Writer继承架构

（1）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。

（2）每次从Reader读入的数据，都会先置入char数组中。Reader中的read()方法，每次都会尝试读入char数组长度的数据，并返回实际读入的字符数，只要不是-1，就表示读取到字符。

• 字符处理装饰器

（1）Reader、Writer也有一些装饰器类可供使用。如果串流处理的字节数据，实际上代表某些字符的编码数据，而你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。

（2）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。PrintReader、PrintStream使用上极为类似，不过除了可以对OutputStream打包之外，PrintWriter还可以对Writer进行打包，提供print()、println()、format()等方法。

线程

• 线程简介

（1）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。

（2）在java中，主线程执行main()定义的流程，main()建立了多个线程，多个线程分别执行定义的流程，要启动线程执行指定流程，必须调用start()方法。

• Thread与Runnable

（1）JVM是台虚拟计算机，只安装一颗称为主线程的CPU，可执行main()定义的执行流程。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。

（2）撰写多线程程序的方式：
1.将流程定义在Runnable的run()方法中
2.继承Thread类，重新定义run()方法

（3）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

（1）主线程会从main()方法开始执行，直到main()方法结束后停止JVM。如果主线程中启动了额外线程，默认会等待被启动的所有线程都执行完run()方法才中止JVM。

（2）如果一个Thread被标示为Daemon线程，在所有的非Daemon线程都结束时，JVM自动就会中止。
setDeamon()方法用来设定一个线程是否为Daemon线程。isDaemon()方法可以判断线程是否为Daemon线程。

（3）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）。一个进入Blocked状态的线程，可以由另一个线程调用该线程的interrupt()方法，让它离开Blocked状态。使用Thread.sleep()会让线程进入Bocked状态。

（4)如果A线程正在运行，流程中允许B线程加入，等到B线程执行完毕后再继续A线程流程，则可以使用join()方法完成这个需求。

（5）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。有的时候加入的线程可能处理太久，不想无止境等待这个线程工作完毕，则可以在join()时指定时间，如join(1000)，这表示加入成为流程的线程至多可处理1000毫秒，也就是10秒，如果加入的线程还没执行完毕就不理它了，目前线程可继续执行原本工作流程。

（6）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。

• 关于ThreadGroup

（1）获取目前线程所属线程群组名：Thread.currentThread().getThreadGroup().getName()
ThreadGroup的某些方法，可以对群组中所有线程产生作用，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。

（2）activeCount()方法获取群组的线程数量,enumerate()方法要传入Thread数组，这会将线程对象设定至每个数组索引。

（3）uncaughtException()方法第一个参数可取得发生异常的线程实例，第二个参数可取得异常对象。
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

（1）每个对象都会有个内部锁定，或称为监控锁定。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。

（2）java的synchronize提供的是可重入同步，也就是线程取得某对象锁定后，若执行过程总又要执行synchronize，尝试取得锁定的对象来源又是同一个，则可以直接执行。

（3）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。

（4）synchronized要求达到的所标示区域的互斥性和可见性。互斥性是指synchronized区块同时间只能有一个线程；可见性是指线程离开synchronized区块后，另一线程接触到的就是上一线程改变后的对象状态。

（5）可以在变量上声明volatile，标示变量是不稳定、易变的，也就是可能在多线程下存取，这保证变量的可见性，也就是若有线程变动了变量值，另一线程一定可看到变更。被标示为volatile的变量，不允许线程快取，变量值的存取一定是在共享内存中进行。

（6）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。

• 等待与通知

（1）wait()、notify()、notifyAll()是Object定义的方法，可以通过这3个方法控制线程释放对象的锁定，或者通知线程参与锁定竞争。

（2）放在等待集合的线程不会参与CPU排班，wait()可以指定等待时间，时间到之后线程会再次加入排班，如果指定时间0或不指定，则线程会持续等待，知道被中断(interrupt())或是告知(notify())可以参与排班。

（3）wait()一定要在条件式成立的循环中执行。

并行API

• Lock、ReadWriteLock与Condition

（1）lock接口主要操作类之一为ReentrantLock，可以达到synchronized的作用。
为了避免调用Lock()后，在后续执行流程中抛出异常而无法解除锁定，一定要在finally中调用Lock对象的unlock()方法。

（2）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。

（3）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。ReentrantReadWriteLock是ReadWriteLock接口的主要操作类，readLock()方法会返回ReentrantReadWriteLock.ReadLock实例，writeLock()犯法会返回ReentrantReadWriteLock.WriteLock实例。

（4）StampedLock类可支持了乐观读取操作。也就是若读取线程很多，写入线程很少的情况下，你可以乐观地认为，写入与读取同时发生的机会很少，因此不悲观的使用哇暖的读取锁定，程序可以查看数据读取之后，是否遭到写入线程的变更，再采取后续的措施。

（5）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Executor

（1）Runnable用来定义可执行流程与可使用数据，Thread用来执行Runnable。两者结合的基本做法是将Runnable指定给Thread创建之用，并调用start()开始执行。
定义了java.util.concurrent.Executor接口，目的是将Runnable指定与实际执行分离。

（2）线程池这类服务的行为实际上是定义在Executor的子接口java.util.concurrent.ExecutorService中，通常会使用java.util.concurrent.Executor的newCacheThreadPool()、newFixedThreadPool()静态方法来创建ThreadPoolExecutor实例，程序看起来较为清楚且方便。

（3）ScheduledExecutorService为ExecutorService的子接口，顾名思义，可以让你进行工作排程：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。

（4）所谓分而治之的问题，是指这些问题的解决，可以分解为性质相同的子问题，子问题还可以再分解为更小的子问题，将性质相同的子问题解决并收集运算结果，整体问题也就解决了。
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。

（5）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

（1）CopyOnWriteArrayList操作了List接口，这个类的实例在写入操作是，内部会建立新数组，并复制原有数组索引的参考，然后在新数组上进行写入操作，写入完成后，再将内部原参考旧数组的变量参考至新数组。

（2）CopyOnWriteArraySet操作了Set接口，与CopyOnWriteArrayList相似。
BlockedQueue是Queue的子接口，新定义了put()、take()方法。
ConcurrentMap是Map的子接口，其定义了putIfAbsent()、remove()、replace()等方法。这些方法都是原子操作。

（3）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。

代码托管

上周考试错题总结

（1） 现有：

import java.util.*;
 Class FindStuff  {

 public static void main (String[]args)    {

    ／／insert code here

    c.put ("X", 123)；

    }

}

分别插入到第5行，哪几行允许代码编译？（BDF）

A . Map c= new SortedMap();

B . HashMap c= new HashMap();

C . HashMap c= new Hashtable();

D .SortedMap c= new TreeMap();

E .ArrayList c= new ArrayList();

F .Map c = new LinkedHashMap();

（2）现有：

- list是一个合法的集合引用

- getCollection()返回一个合法集合的引用

哪个是合法的？（BE）

A . or(Object o ； list)

B . for(Object o : getCollection())

C . for(Object o : list.iterator())

D . for(lterator i ; list.iterator() ; i.hasNext () )

E . for(lterator i=list.iterator(); i.hasNext (); )

(3)创建一个只能存放String的泛型ArrayList的语句是哪项？（B）

A .ArrayList al=new ArrayList()；

B . ArrayList al=new ArrayList()

C .ArrayList al=new ArrayList()；

D .ArrayList al =new List();

结对及互评

评分标准

1. 正确使用Markdown语法（加1分）：

   • 不使用Markdown不加分
   • 有语法错误的不加分（链接打不开，表格不对，列表不正确...）
   • 排版混乱的不加分

2. 模板中的要素齐全（加1分）

   • 缺少“教材学习中的问题和解决过程”的不加分
   • 缺少“代码调试中的问题和解决过程”的不加分
   • 代码托管不能打开的不加分
   • 缺少“结对及互评”的不能打开的不加分
   • 缺少“上周考试错题总结”的不能加分
   • 缺少“进度条”的不能加分
   • 缺少“参考资料”的不能加分

3. 教材学习中的问题和解决过程, 一个问题加1分

4. 代码调试中的问题和解决过程, 一个问题加1分

5. 本周有效代码超过300分行的（加2分）

   • 一周提交次数少于20次的不加分

6. 其他加分：

   • 周五前发博客的加1分
   • 感想，体会不假大空的加1分
   • 排版精美的加一分
   • 进度条中记录学习时间与改进情况的加1分
   • 有动手写新代码的加1分
   • 课后选择题有验证的加1分
   • 代码Commit Message规范的加1分
   • 错题学习深入的加1分

7. 扣分：

   • 有抄袭的扣至0分
   • 代码作弊的扣至0分

点评模板：

• 基于评分标准，我给本博客打分：XX分。得分情况如下：xxx

• 参考示例

点评过的同学博客和代码

• 20155320

本周结对学习情况

• 结对照片

• 结对学习内容

《java学习笔记》第十章和第十一章

• 上周博客互评情况

• 20155318

• 20155319

• 20155238

• 20155204

• 20155215

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	15篇	400小时
第一周	20/20	1/1	20/20	安装了各种程序
第二周	126/100	1/1	25/25	掌握了托管代码
第三周	197/200	1/1	30/30	大体了解java的对象和对象封装
第四周	533/500	1/1	45/40	知道了继承接口等
第五周	733/700	1/1	50/50	try、catch语法的使用来纠错
第六周	300/700	1/1	40/50	看了学习视频

尝试一下记录「计划学习时间」和「实际学习时间」，到期末看看能不能改进自己的计划能力。这个工作学习中很重要，也很有用。
耗时估计的公式
：Y=X+X/N ，Y=X-X/N，训练次数多了，X、Y就接近了。

参考：软件工程软件的估计为什么这么难，软件工程 估计方法

• 计划学习时间:50小时

• 实际学习时间:40小时

• 改进情况：

(有空多看看现代软件工程 课件
软件工程师能力自我评价表)

参考资料

• Java学习笔记(第8版)

• 《Java学习笔记(第8版)》学习指导

• ...