20145308刘昊阳 《Java程序设计》第6周学习总结

20145308刘昊阳 《Java程序设计》第6周学习总结

教材学习内容总结

第10章 输入/输出

10.1 InputStream与OutputStream

10.1.1 串流设计概念

• 数据从来源取出，使用输入串流，代表对象为java.io.InputStream实例，将数据写入目的地，使用输出串流，代表对象为java.io.OutputStream
• InputStream和OutputStream可以用自动关闭资源语法关闭
• 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
• FileInputStream是InputStream的子类，用于衔接文档以读入数据，FileInputStream同理，指定文档来源与写出目的地可用于将文档读入并另存为另一个文档
• 从HTTP服务器读取某个网页，并另存为文档，使用java.net.URL,指定网址，URL实例会自动进行HTTP协议，使用openStream()方法取得InputStream实例

10.1.2 串流继承架构

• 标准输入/输出
  • System.in与System.out分别是InputStream和OutputStream的实例
  • 可以使用System的setIn()方法指定InputStream实例，重新指定标准输入来源
  • 标准输出可以重新导向至文档，只要执行程序时使用 > 将结果导向至指定的文档，使用 >> 则是附加信息
  • 可以使用System的setOut()方法指定PrintStream实例，将结果输出至指定的目的地
  • System.setErr()为PrintSteam实例，用来显示错误信息，输出的信息一定会显示在文本模式中，也可以使用System.setErr()指定PrintStream重新指定标准错误输出串流
• FileInputStream与FileOutputStream
  • 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可以读取数据
  • 同理，FileOutputStream是OutputStream的子类，指定文件名来创建实例，一旦创建文档就开启，接着就可以用来写出数据,不用时都要用close()关闭文档
  • 在读取、写入文档时，以字节为单位
• ByteArrayInputStream与ByteArrayOutStream
  • ByteArrayInputStream是InputStream的子类，可以指定byte数组创建实例，一旦创建就将byte数组当作数据源进行读取，同理，ByteArrayOutputStream将byte数组当作目的地写出数据

10.1.3 串流处理装饰器

• 为输入/输出的数据做处理，可以使用打包器类
• 装饰器：这些类并没有改变InputStream和OutputStream行为，只不过在取得数据或者要输出时做一些处理
• BufferedInputStream与BufferedOutputStream
  • 提供缓冲区功能，主要在内部提供缓冲区功能，操作上与InputStream、OutputStream没有太大区别
  • 创建BufferedInputStream和BufferedOutputStream必须提供InputStream和OutputStream进行打包，可以使用默认或自定义缓冲区大小
• DataInptStream与DataOutputStream
  • 提供读入、写入Java基本数据类型的方法，会自动在指定的类型与字节间转换
  • 根据不同的类型使用writexxx()或readxxx()方法
• ObjectInputStream与objectOutputStream
  • 将内存中的对象整个存储下来，之后再读入还原为对象
  • ObjectInputStream提供readObject()方法将数据读入对象，objectOutputStream提供writeObject()方法将对象写至目的地，可以被这两个方法操作的对象，必须操作java.io.Serializable接口（无定义方法接口，作标示之用，表示对象可串化）

10.2 字符处理类

10.2.1 Reader与Writer继承架构

• java.io.Reader类和java.io.Writer类分别抽象化了字符数据读入的来源和写出的目的地
• 可以使用尝试自动关闭资源语法
• FileReader是一种Reader,主要用于读取文档并将读到的数据转换成字符，StringWriter是一种Writer可以将数据写至StringWriter，使用toString()方法取得字符串，代表所有写入的字符数据

10.2.2 字符处理装饰器

• InputStreamReader与OutputStreamWriter
  • 将字节数据转换为对应的编码字符，使用InputStreamReader与OutputStreamWriter对串流数据打包
  • 可以指定编码，没有指定编码就用默认编码做字符转换
• BufferedReader与BufferredWriter
  • 为Reader、Writer提供缓冲区作用
  • readLine()方法，可以读取一行数据并以字符串返回（不包括换行字符）
• System.in是InputStream实例，可以指定给InputStreamReader创建之用，InputStreamReader是一种Reader，可指定给BufferedReader创建之用
• InputStreamReader将System.in读入的字节数据做编码转换，BufferedReader将编码转换后的数据做缓冲处理
• printWriter
  • PrintWriter与PrintStream使用上类似，除了可以对OutputStream打包之外，还可以对Writer进行打包，提供prinnt()、println()、format()等方法

第11章 线程与并行API

11.1 线程

11.1.1 线程简介

• 如果想在main()以外独立建立流程，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
• 从main()开始的流程会由主线程执行，创建Thread实例来执行runnable实例定义的run()方法
• 启动线程执行指定流程，必须要调用Thread实例的start()

11.1.2 Thread与Runnable

• 撰写多线程的程序的方式
  • 将流程定义在Runnable的run()方法中
  • 继承Thread类，重新定义ru()方法
• 操作Runnable接口有弹性，还有机会继承别的类
• 继承了Thread类，通常为了直接利用Thread中定义的一些方法

11.1.3 线程生命周期

• Daemon线程
  • 一个Thread被标示为Daemon线程，在所有非Daemon线程都结束时，JVM自动终止
  • 使用setDaemon()方法来设定一个线程是否为Deamon线程
  • 使用isDaemon()方法判断线程是否为Deamon线程
  • 默认所有从Deamon线程产生的线程也是Deamon线程
• Thread基本状态图
  • 使用Thread的setpriority()方法设定优先权，1-10（Thread MIN_PRIORITY-Thread MAX_PRIORITY）,默认值是5（Thread NORM_PRIORITY）
  • 让线程进入Blocked状态，调用Thread.sleep()等方法，等待输入/输出
  • 线程因输入/输出进入Blocked状态，在完成输入/输出后，会回到runnable状态
  • 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，让他离开Blocked状态
• 安插线程
  • join()将线程加入另一线程的流程中
• 停止线程
  • 线程完成run()方法后，会进入Dead，进入Dead的线程不可以再次调用start()方法
  • 停止线程最好自行操作，让线程跑完应有的流程

11.1.4 关于ThreadGroup

• 线程一旦归入某个群组，就无法更换
• java.lang.ThreadGroup可以管理群组中的线程
  • interrupt()方法可以中断群组中的所有线程
  • setMaxpriority()方法可以设定群组中所有线程最大优先权
  • enumerate()方法可以一次取得群组中所有线程
  • activeCount()方法取得群组的线程数量
  • uncaughtException()方法处理某个线程未被捕捉的异常

11.1.5 synchronized与volatile

• 使用synchronized
  • 被标示为synchronized的区块将会被监控，任何线程要执行该区块必须先取得指定的对象锁定
  • 线程尝试执行synchronized区块而进入Blocked，在取得锁定之后，会先回到Runnable状态，等待排入Runnning状态
  • 死结：有些资源在多线程下彼此交叉取用
• 使用volatile
  • synchronized要求达到的所标示区块的互斥性（synchronized区块同时间只能有一个线程）与可见性（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）
  • 使用volatile达到变量范围
  • 在变量上声明volatile，表示变量是不稳定、易变的，可能在多线程下存取，保证变量的可见性

11.1.6 等待与通知

• 调用锁定对象的wait()方法，线程释放对象锁定，进入对象等待集合处于阻断状态（不参与CPU排班），其他线程竞争对象锁定执行synchronized范围的程序代码
• wait()可以指定等待时间，时间到之后线程自动加入排班，指定时间为0或不指定，线程会继续等待，直到被中断
• 调用notify(),会从对象等待集合中随机通知一个线程加入排班，被通知的线程会与其他线程共同竞争对象锁定
• 调用notifyAll()会通知等待集合中的线程全部参加排班，这些线程会与其他线程共同竞争对象锁定

11.2 并行API

11.2.1 Lock、ReadWriteLock和Condition

• 使用Lock
  • Lock接口主要操作类之一为ReentranLock,可以达到synchronized的作用，也提供额外的功能
  • 锁定Lock对象，调用其lock()方法，解除锁定，调用unlock()方法
  • trylock()方法，取得锁定返回true，没取得锁定返回false
• 使用ReadWriteLock
  • ReadWriteLock接口定义了读取锁定与写入锁定的行为，ReentrantReadWriteLock是ReadWriteLock接口的主要操作类
• 使用StampedeLock
  • ReadWriteLock在没有任何读取或写入锁定时，才可以取得写入锁定，可用于悲观读取
  • StampeedLock支持乐观读取操作
• 使用Condition
  • 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
  • 调用Lock的newCondition()取得Condition操作对象
  • 调用Lock的await()将会使线程进入Condition的等待集合
  • 调用signal()方法通知等待集合中的一个线程，signalAll()方法通知所有等待集合中的线程

11.2.2 使用Executor

• java.util.concurrent.Executor接口，将Runnable的制定与实际执行分离，定义了execute()方法
• 使用ThreadPoolExecutor（线程池）
  • 定义在java.util.concurrent.ExecutorService，需要线程池的功能，可以使用其子类java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor
  • ExecutorService的shutdown()方法会指定执行的Runnable都完成后啊，将ExcutorService关闭，shutdownNow()方法可以立即关闭ExcutorService
• 使用ScheduledThreadPoolExecutor
  • ScheduledExecutorService为ExecutorService子接口，进行工作排成，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ScheduleFuture的实例，对于重复性的执行，可使用scheduleWithFixedDelay()与scheduleAtfixedRate()方法
  • scheduleWithFixedDelay()可安排延迟多久首次执行Runnable，执行完会排定延迟多久再次执行，scheduleAtfixedRate()依据指定周期排定每次执行的时间，了两种方法上次排定的工作抛出异常，不会影响下次排程的进行
• 使用ForkJoinPool
  • 继承Recursivetask，主要是将子任务的分解与求解过程撰写于compute()方法中

11.2.3 并行Collection简介

• CopyOnWriteArrayList操作了List接口，复制数组
• CopyOnWriteArraySet 操作了Set接口，适用于很少写入数据，但是迭代器频繁的情况
• BlockingQueue是Queue的子接口，新定义了put()和take()等方法，调用put()方法，在队列已满的情况下会被阻断，调用take方法，在队列为空的情况下会被阻断
• 使用BlockingQueue的操作ArrayBlockingQueue类，就不用处理wait()、notify()等流程

教材学习中的问题和解决过程

• 问题：InputStream、Reader与Writer区别
• 解决过程：Writer针对于字符数据写入，Reader针对于字符数据的读取，InputStream针对于串流输入

代码调试中的问题和解决过程

• 调试书上代码暂时没有问题

其他（感悟、思考等，可选）

• Java学习笔记的学习已经进行了一半以上，这期间总是跟着书敲代码，看知识点也是一扫而过，现在应该将重点放在实践上，注重应用，才能真正将这门课学会

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	30篇	400小时
第一周	30/30	1/2	16/16	基本概念
第二周	100/130	1/3	18/34	基础语法
第三周	100/230	1/4	26/60	对象封装
第四周	300/530	1/5	30/90	继承接口
第五周	300/830	1/6	30/120	异常Map、Collection
第六周	300/1230	2/9	30/150	输入输出、并行