关于JAVA的基本知识

TCP/IP 协议族常用协议

• 应用层：TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet 等等
• 传输层：TCP，UDP
• 网络层：IP，ICMP，OSPF，EIGRP，IGMP
• 数据链路层：SLIP，CSLIP，PPP，MTU

重要的 TCP/IP 协议族协议进行简单介绍:

• IP(Internet Protocol,网际协议)是网间层的主要协议,任务是在源地址和和目的地址之间传输数据。IP 协议只是尽最大努力来传输数据包,并不保证所有的包都可以传输 到目的地,也不保证数据包的顺序和唯一。
  • IP 定义了 TCP/IP 的地址,寻址方法,以及路由规则。现在广泛使用的 IP 协议有 IPv4 和 IPv6 两种:IPv4 使用 32 位二进制整数做地址,一般使用点分十进制方式表示,比如 192.168.0.1。
  • IP 地址由两部分组成,即网络号和主机号。故一个完整的 IPv4 地址往往表示 为 192.168.0.1/24 或192.168.0.1/255.255.255.0 这种形式。
  • IPv6 是为了解决 IPv4 地址耗尽和其它一些问题而研发的最新版本的 IP。使用 128 位 整数表示地址,通常使用冒号分隔的十六进制来表示,并且可以省略其中一串连续的 0,如:fe80::200:1ff:fe00:1。
    目前使用并不多！
• ICMP(Internet Control Message Protocol,网络控制消息协议)是 TCP/IP 的 核心协议之一,用于在 IP 网络中发送控制消息,􏰁供通信过程中的各种问题反馈。 ICMP 直接使用 IP 数据包传输,但 ICMP 并不被视为 IP 协议的子协议。常见的联网状态诊断工具比如依赖于 ICMP 协议;
• TCP(TransmissionControlProtocol,传输控制协议)是一种面向连接的,可靠的, 基于字节流传输的通信协议。TCP 具有端口号的概念,用来标识同一个地址上的不 同应用。􏰂述 TCP 的标准文档是 RFC793。
• UDP(UserDatagramProtocol,用户数据报协议)是一个面向数据报的传输层协 议。UDP 的传输是不可靠的,简单的说就是发了不管,发送者不会知道目标地址 的数据通路是否发生拥塞,也不知道数据是否到达,是否完整以及是否还是原来的 次序。它同 TCP 一样有用来标识本地应用的端口号。所以应用 UDP 的应用,都能 够容忍一定数量的错误和丢包,但是对传输性能敏感的,比如流媒体、DNS 等。
• ECHO(EchoProtocol,回声协议)是一个简单的调试和检测工具。服务器器会 原样回发它收到的任何数据,既可以使用 TCP 传输,也可以使用 UDP 传输。使用 端口号 7 。
• DHCP(DynamicHostConfigrationProtocol,动态主机配置协议)是用于局域 网自动分配 IP 地址和主机配置的协议。可以使局域网的部署更加简单。
• DNS(DomainNameSystem,域名系统)是互联网的一项服务,可以简单的将用“.” 分隔的一般会有意义的域名转换成不易记忆的 IP 地址。一般使用 UDP 协议传输, 也可以使用 TCP,默认服务端口号 53。􏰂
• FTP(FileTransferProtocol,文件传输协议)是用来进行文件传输的标准协议。 FTP 基于 TCP 使用端口号 20 来传输数据,21 来传输控制信息。
• TFTP(Trivial File Transfer Protocol,简单文件传输协议)是一个简化的文 件传输协议,其设计非常简单,通过少量存储器就能轻松实现,所以一般被用来通 过网络引导计算机过程中传输引导文件等小文件;
• SSH(SecureShell,安全Shell),因为传统的网络服务程序比如TELNET本质上都极不安全,明文传说数据和用户信息包括密码,SSH 被开发出来避免这些问题, 它其实是一个协议框架,有大量的扩展冗余能力,并且􏰁供了加密压缩的通道可以 为其他协议使用。
• POP(PostOfficeProtocol,邮局协议)是支持通过客户端访问电子邮件的服务, 现在版本是 POP3,也有加密的版本 POP3S。协议使用 TCP,端口 110。
• SMTP(Simple Mail Transfer Protocol,简单邮件传输协议)是现在在互联网 上发送电子邮件的事实标准。使用 TCP 协议传输,端口号 25。
• HTTP(HyperTextTransferProtocol,超文本传输协议)是现在广为流行的WEB 网络的基础,HTTPS 是 HTTP 的加密安全版本。协议通过 TCP 传输,HTTP 默认 使用端口 80,HTTPS 使用 443。

线程池

Executor 框架便是 Java 5 中引入的，其内部使用了线程池机制

好处

第一：降低资源消耗 通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。

第二：提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。

第三：提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。但是要做到合理的利用线程池，必须对其原理了如指掌。

Java线程间的通信方式

wait()方法

wait()方法使得当前线程必须要等待，等到另外一个线程调用notify()或者notifyAll()方法。

当前的线程必须拥有当前对象的monitor，也即lock，就是锁。

线程调用wait()方法，释放它对锁的拥有权，然后等待另外的线程来通知它（通知的方式是notify()或者notifyAll()方法），这样它才能重新获得锁的拥有权和恢复执行。

要确保调用wait()方法的时候拥有锁，即，wait()方法的调用必须放在synchronized方法或synchronized块中。

一个小比较：

当线程调用了wait()方法时，它会释放掉对象的锁。

另一个会导致线程暂停的方法：Thread.sleep()，它会导致线程睡眠指定的毫秒数，但线程在睡眠的过程中是不会释放掉对象的锁的。

notify()方法

notify()方法会唤醒一个等待当前对象的锁的线程。

如果多个线程在等待，它们中的一个将会选择被唤醒。这种选择是随意的，和具体实现有关。（线程等待一个对象的锁是由于调用了wait方法中的一个）。

被唤醒的线程是不能被执行的，需要等到当前线程放弃这个对象的锁。

被唤醒的线程将和其他线程以通常的方式进行竞争，来获得对象的锁。也就是说，被唤醒的线程并没有什么优先权，也没有什么劣势，对象的下一个线程还是需要通过一般性的竞争。

notify()方法应该是被拥有对象的锁的线程所调用。

（This method should only be called by a thread that is the owner of this object's monitor.）

换句话说，和wait()方法一样，notify方法调用必须放在synchronized方法或synchronized块中。

wait()和notify()方法要求在调用时线程已经获得了对象的锁，因此对这两个方法的调用需要放在synchronized方法或synchronized块中。

　　一个线程变为一个对象的锁的拥有者是通过下列三种方法：

1.执行这个对象的synchronized实例方法。

2.执行这个对象的synchronized语句块。这个语句块锁的是这个对象。

3.对于Class类的对象，执行那个类的synchronized、static方法。

List接口、Set接口和Map接口的区别

1、List和Set接口自Collection接口，而Map不是继承的Collection接口

Collection表示一组对象,这些对象也称为collection的元素;一些 collection允许有重复的元素,而另一些则不允许;一些collection是有序的,而另一些则是无序的;JDK中不提供此接口的任何直接实 现,它提供更具体的子接口(如 Set 和 List)实现;Map没有继承Collection接口,Map提供key到value的映射;一个Map中不能包含相同key,每个key只能映射一个value;Map接口提供3种集合的视图,Map的内容可以被当做一组key集合,一组value集合,或者一组key-value映射;

 

2、List接口

元素有放入顺序，元素可重复 List接口有三个实现类：LinkedList，ArrayList，Vector LinkedList：底层基于链表实现，链表内存是散乱的，每一个元素存储本身内存地址的同时还存储下一个元素的地址。链表增删快，查找慢 ArrayList和Vector的区别：ArrayList是非线程安全的，效率高；Vector是基于线程安全的，效率低 List是一种有序的Collection，可以通过索引访问集合中的数据,List比Collection多了10个方法，主要是有关索引的方法。 1).所有的索引返回的方法都有可能抛出一个IndexOutOfBoundsException异常 2).subList(int fromIndex, int toIndex)返回的是包括fromIndex，不包括toIndex的视图，该列表的size()=toIndex-fromIndex。 所有的List中只能容纳单个不同类型的对象组成的表，而不是Key－Value键值对。例如：[ tom,1,c ]; 所有的List中可以有相同的元素，例如Vector中可以有 [ tom,koo,too,koo ]; 所有的List中可以有null元素，例如[ tom,null,1 ]; 基于Array的List（Vector，ArrayList）适合查询，而LinkedList（链表）适合添加，删除操作;

3、Set接口

元素无放入顺序，元素不可重复（注意：元素虽然无放入顺序，但是元素在set中的位置是有该元素的HashCode决定的，其位置其实是固定的） Set接口有两个实现类：HashSet(底层由HashMap实现)，LinkedHashSet SortedSet接口有一个实现类：TreeSet（底层由平衡二叉树实现） Query接口有一个实现类：LinkList Set具有与Collection完全一样的接口，因此没有任何额外的功能，不像前面有两个不同的List。实际上Set就是Collection,只是行为不同。(这是继承与多态思想的典型应用：表现不同的行为。)Set不保存重复的元素(至于如何判断元素相同则较为负责) Set : 存入Set的每个元素都必须是唯一的，因为Set不保存重复元素。加入Set的元素必须定义equals()方法以确保对象的唯一性。Set与Collection有完全一样的接口。Set接口不保证维护元素的次序。 HashSet : 为快速查找设计的Set。存入HashSet的对象必须定义hashCode()。 TreeSet : 保存次序的Set, 底层为树结构。使用它可以从Set中提取有序的序列。 LinkedHashSet : 具有HashSet的查询速度，且内部使用链表维护元素的顺序(插入的次序)。于是在使用迭代器遍历Set时，结果会按元素插入的次序显示。

4、map接口

以键值对的方式出现的 Map接口有三个实现类：HashMap，HashTable，LinkeHashMap HashMap非线程安全，高效，支持null； HashTable线程安全，低效，不支持null SortedMap有一个实现类：TreeMap

JVM参数初始值

初始堆大小：1/64内存-Xms 最大堆大小：1/4内存-Xmx

初始永久代大小：1/64内存-XX:PermSize 最大堆大小：1/4内存-XX:MaxPermSize

堆

• 你的Java程序中所分配的每一个对象都需要存储在内存里。堆是这些实例化的对象所存储的地方。是的——都怪new操作符，是它把你的Java堆都占满了的！
• 它由所有线程共享
• 当堆耗尽的时候，JVM会抛出java.lang.OutOfMemoryError 异常
• 堆的大小可以通过JVM选项-Xms和-Xmx来进行调整

堆被分为：

• Eden区 —— 新对象或者生命周期很短的对象会存储在这个区域中，这个区的大小可以通过-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize参数来调整。新生代GC（垃圾回收器）会清理这一区域。
• Survivor区 —— 那些历经了Eden区的垃圾回收仍能存活下来的依旧存在引用的对象会待在这个区域。这个区的大小可以由JVM参数-XX:SurvivorRatio来进行调节。
• 老年代 —— 那些在历经了Eden区和Survivor区的多次GC后仍然存活下来的对象（当然了，是拜那些挥之不去的引用所赐）会存储在这个区里。这个区会由一个特殊的垃圾回收器来负责。年老代中的对象的回收是由老年代的GC（major GC）来进行的。

方法区

• 也被称为非堆区域（在HotSpot JVM的实现当中）
• 它被分为两个主要的子区域

持久代 —— 这个区域会 存储包括类定义，结构，字段，方法（数据及代码）以及常量在内的类相关数据。它可以通过-XX:PermSize及 -XX:MaxPermSize来进行调节。如果它的空间用完了，会导致java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space的异常。

代码缓存——这个缓存区域是用来存储编译后的代码。编译后的代码就是本地代码（硬件相关的），它是由JIT（Just In Time)编译器生成的，这个编译器是Oracle HotSpot JVM所特有的。

JVM栈

• 和Java类中的方法密切相关
• 它会存储局部变量以及方法调用的中间结果及返回值
• Java中的每个线程都有自己专属的栈，这个栈是别的线程无法访问的。
• 可以通过JVM选项-Xss来进行调整

本地栈

• 用于本地方法（非Java代码）
• 按线程分配