读书笔记 1 --《码出高效：java开发手册》

书籍源码：
https://github.com/alibaba/p3c

第一章：
一、0和1的世界
1、位换算
1位 = 1bit (1b)
8b = 1Byte (1B)
1024B = 1KB
1024KB = 1MB
1024MB = 1GB
1024GB = 1TB
1024TB = 1PB

2、位操作
2.1、~ 按位取反
2.2、& 按位与（有0得0） （逻辑与“&&”有短路功能）
2.3、| 按位或（有1得1） （逻辑或“||”有短路功能）
2.4、^ 按位异或（相同为0，相异为1）

3、浮点数
3.1、定义
定点数：小数点固定。
浮点数：由符号位、有效数字、指数三部分组成。
3.2、科学计数法
采用科学计数法来近似表示一个极大或者极小且位数较多的数。
(符号位)a*10^n :
a:有效数字，1 <= |a| <10。
n:指数决定小数点的位置。
3.3、浮点数
业界流行标准：IEEE754，规定了4种类型：单精度，双精度，延伸单精度、延伸双精度。
单精度：float 4B
双精度：double 8B
(重点)3.4、使用注意事项：
由于浮点数存在精度缺失的问题。因此：
A：禁止通过判断两个浮点数是否相等来控制某些业务流程。
B：在数据库中保存小数时，使用decimal类型。
二、TCP/IP
1、四层网络模型
1.1、链路层（IEEE 802）
以字节为单位把0与1进行分组。
1.2、网络层（ip）
根据ip寻找机器。
1.3、传输层（tcp）
根据端口找到应用。
1.4、应用层（http）
根据协议解析为能识别的数据。
2、协助方式：
应用层按协议打包数据；传输层加上双方的端口；网络层加上双方的ip地址；
链路层加上双方的MAC地址，并将数据拆分成数据帧。

 

第四章：走进JVM
1、内存布局
1.1、Head 堆区
Young Garbage Collection : YGC
当Eden区装满的时候，触发YGC；存活的对象，进入s0;下一次YGC的时候，GC的对象为：Eden,s0;
存活的对象，进入s1。
大对象：
创建的时候
a、Eden空间不足，则在老年代创建。
b、GC的时候，Servivor空间不足，直接进入老年代。
Full Garbage Collection : FGC
当老年代空间不足时，触发FGC。
1.2、元空间（Metaspace）
废弃永久代的原因：
1、JVM启动时，固定大小，难以调优。（-XX:MaxPermSize=1024m）
2、FGC会移动类元信息。
3、动态类的创建是在永久代，因此过多的创建动态类，会造成永久代的OOM。
元空间：
1、在本地内存中分配。
2、存储的内容：类元信息，字段，静态属性，方法，常量。（字符串常量在堆中）

2、垃圾回收
2.1、G1
a：将堆分为n个：Eden、Servivor、Old。
b：YGC时不再进行s0/s1的交换。


第五章：异常与日志
异常：
1、思考的问题点：
1.1、哪里发生异常？
1.2、谁来处理异常？
1.3、如何处理异常？
2、异常的捕获：
2.1、需要分清哪些是稳定代码，禁止try-catch稳定代码。

3、异常的处理
3.1、谁来处理异常： 自己能否处理？自己是否需要处理？

日志：
日志规范：
1、日志的目的：
1.1、记录操作轨迹。
1.2、监控系统运行状态。
1.3、回溯系统故障。
2、日志规范
2.1、日志占位符，减少字符串的拼接。
2.2、additivity=false 禁止日志的重复打印。
2.3、区别对待错误日志：error记录系统错误，重要的业务错误。
2.4、记录完整的日志：
3、日志三问：
3.1、日志是否有人看？
3.2、看到这条日志能做什么？
3.3、能不能提升问题排查效率？

日志框架
1、日志框架的角色
1.1、日志门面：统一对外的接口，对调用者屏蔽细节。主流：slf4j,commons-logging
1.2、日志适配器：
适配器分两种：
1.2.1、日志门面适配器：
1.2.2、日志库适配器：
1.3、日志库：实现了日志的功能；主流：log4j,log-jdk,logback

第六章：数据结构与集合
数据结构
1、数据结构：数据的组织方式与其对应的处理方式。
2、数据结构分类：
2.1、线性结构：顺序表、链表、栈、队列等
2.2、树结构：
2.3、图结构
2.4、哈希结构：特定的哈希函数使两者关联。
3、算法复杂度：
时间复杂度(最好 --> 最差)： o(1) < o(log^n) < o(n) < o(nlog^n) < o(n^2) < o(n^3) < o(2^n)

集合
1、fail-fast机制
遍历前，将集合长度存储到A中；遍历过程中，每次获取元素都判断一下A是否跟现有的长度相等；
如果不相等，就抛出ConcurrentModificationException，即fail-fast。
2、Map
2.1、树
2.1.1、高度：节点到叶子节点最长的边数。
2.1.2、深度：节点到跟节点的边数。
2.2、二叉树
2.2.1、至多有两个子节点的数称为二叉树。
2.2.2、平衡二叉树
性质：
a：树的左右高度差不能超过1
2.2.3、二叉查找树
性质：
a：一个节点，左子树上所有的节点值，都小于该节点。
b：右子树所有的节点值，都大于该节点。
查找：
根据判断值，往左还是往右继续查找，相等就为找到。
遍历方式：
a：前序遍历：根节点，左节点，右节点。
b：中序遍历：左节点，根节点，右节点。
c：后序遍历：左节点，右节点，根节点。
（左节点一定比右节点先被遍历）
2.3、红黑树
2.3.1、AVL树
a: 左旋
b: 右旋
2.3.2、红黑树
a：节点增加属性来标识节点的颜色，红色或黑色。
b：根节点必须是黑色。
c：所有NIL节点都是黑色的。NIL，即叶子节点下挂的两个虚拟节点。
d：一条路径上不能出现相邻的两个红色节点。
e：在任何递归树内，根节点到叶子节点的所有路径上包含相同数目的黑色节点。
（有红必有黑，红红不相连）
3、TreeMap 红黑树的实现

4、HashMap
4.1、多线程操作，出现如下问题：
4.1.1、死链
死循环。
4.1.2、扩容数据丢失
已经被rehash的链表，新增数据时，会丢失。

第七章：并发与多线程
1、并发环境需要考虑的问题：
1.1、并发程序之间有相互制约的关系。（共享资源的竞争）
1.2、并发程序的执行过程是断断续续的。（cpu时间片结束，记录线程现场与执行点。）
1.3、多少的并发才是合适的？（需要根据具体的机器来判断）
2、保证高并发场景下的线程安全需要考虑的问题：(要么只读，要么加锁)
2.1、数据单线程内可见。（单线程总是安全的！）
2.2、只读对象。
2.3、线程安全类。
2.4、同步与锁机制。
3、JUC（java.util.concurrent）
3.1、线程同步类：Object.wait()、notify();CountDownLatch(计数);Semaphore（信号量）;CyclicBarrier（拦栅）
3.2、并发集合类：ConcurrentHashMap,CopyOnWriteArrayList,BlockingQueue
3.3、线程管理类：Executors,ThreadPoolExecutor,ScheduleExecutorService(定时任务)
3.4、锁相关类：Lock及其派生类。
4、锁
4.1、分类：悲观锁；乐观锁；偏向锁；分段锁。
4.2、锁主要提供了两种特性：互斥性和不可见性。
4.3、并发包中的锁
4.3.1、Lock是JUC包的顶层接口，不用synchronized,而是用volatile的可见性。
4.3.2、AQS（AbstractQueuedSynchronizer）定义了一个 volatile int state;作为共享资源，如果线程获取资源失败，则进入同步FIFO队列中等待；如果获取资源成功，则执行临界区代码。
执行完成后，通知同步队列中等待的线程来获取资源后出队并执行。
4.3.3、ReentrantLock 用 AQS 来实现锁，state来处理可重入锁逻辑，获得锁初始化为1，重入就累加，释放锁就递减，为0释放锁。
4.3.4、StampedLock jdk8提供的改进型读写锁。
4.4、synchronized（监视锁）
4.4.1、偏向锁：偏向于第一个获得它的线程。（实现方式：在监视锁中记录上次使用该锁的线程）
4.4.2、底层实现为：JVM底层通过监视锁来实现synchronized。监视锁（monitor），每个对象与生俱来的一个隐藏字段，JVM回根据synchronized的当前使用环境，找到对用对象的monitor，
再根据monitor的状态进行加、解锁的判断。
4.5、线程同步
4.5.1、volatile
4.5.2、信号量同步
5、同步
5.1、同步的原因
a、资源紧缺（线程共享CPU）
b、共建需求（共享变量）
5.2、可见行
a、volatile 的实现方式是：无副本。
b、锁的实现方式为：获取锁时创建副本，释放锁时，写回内存。
5.3、volatile
1、适用：一写多读。
6、线程池
6.1、为什么需要线程池
1、频繁创建线程，销毁线程会浪费大量的系统资源。
2、服务器负载过大时，让线程等待或者友好的拒绝服务。
3、实现主次线程隔离，定时任务，周期执行等。
6.2、ThreadPoolExecutor

6.3、ThreadLocal
1、内存模型
2、弱引用
3、哈希算法
6.4、引用类型
1、强引用：Object object = new Object();
2、软引用：
3、弱引用：YGC时，被回收。
4、虚引用：
6.5、弱引用和ThreadLocal
1、当ThreadLocal=null;时，Entry的Key会自动在下一次YGC时被回收。
2、ThreadLocla使用get,set时，又自动将key==null的value置为null。使value能被垃圾回收，避免内存泄漏。
3、但是实际使用ThreadLocla对象时，通常作为私有静态变量使用。因此它的生命周期不会随着线程结束而结束。
6.6、父线程变量传递给子线程

6.7、ThreadLocal 副作用
在线程池内使用ThreadLocal引发的问题：线程池有内存复用和内存常驻两个特点。
1、脏数据
2、内存泄漏，因：ThreadLocal 引用不释放。解决办法：remove() 方法。

第八章：单元测试
1、作用
1、提升软件质量
2、促进代码优化
3、提升研发效率
4、增加重构自信
2、单元测试的基本准则
AIR原则
1、A (Automatic 自动化)
2、I (Independent 独立性)
3、R (Repeatable 可重复)
3、如何规划
1、粒度小
2、方法级别
3、不负责跨类跨系统的交互
4、BCDE原则
1、B：Border，边界值测试。
2、C：Correct，正确的输入。
3、D：Design，文档驱动。
4、E：Error，错误校验。
5、Mock 屏蔽掉依赖。
常用的框架有 JMockit,EasyMock,JMock,
6、单元测试覆盖率

7、实战
1、断言（assert）：封装好了常用的判断逻辑，当不满足条件时，该测试用例会被认定为测试失败。
2、假设（assume）：当条件不满足时，测试会直接退出而不是认定为测试失败。
8、AssertJ 流式编程

第九章：
1、聊聊成长
没有捷径。
2、方法论
1、搜集，收集见闻。
2、整理，思考整理属于自己的。
3、专题，总结提炼，输出。
4、哲学，哲学方法论。