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Java基础知识回顾之七 ----- 总结篇

在之前Java基础知识回顾中，我们回顾了基础数据类型、修饰符和String、三大特性、集合、多线程和IO。本篇文章则对之前学过的知识进行总结。除了简单的复习之外，还会增加一些相应的理解。

基础数据类型

基本数据类型主要有: byte、short、int、long、float、double、char、boolean 它们可以分为三类:

数值类型: byte、short、int、long、float、double
字符类型: char
布尔型: boolean

其中byte是8位，short是16位， int是32位以及 long是64的整数；而float 32位，double 64 位的浮点数。数值类型的级别从低到高分别为： byte,char,short(这三个平级)——>int——>float——>long——>double 其中由低级别转到高级别，是属于 自动类型转换 ，这点是由系统自动转换的。在进行计算的时候，如果级别小于int，最终的数据类型会自动转换为int，如果高于int，最终数据结果会取其中最高的一个。又高级别转到低级别是 强制类型转换 。 强制类型转换 需要注意 取值范围 和数据的 精确度 。

char是字符类型，可以储存任何字符。 boolean 是布尔类型，只有false或true。

基础数据类型更详细的说明:http://www.panchengming.com/2018/03/18/pancm76/

一般我们在用基础数据类型的时候，也会用到包装类型。这里顺便说下包装类型，也来弥补之前的文章讲述不足。

什么是包装类型?包装类型和基础数据类型的关系。包装类就是基本类型数据转换为对象的一种类型。

每个基本类型在java.lang包中都有一个相应的包装类。 基础数据类型: boolean， char， byte，short，int， long， float，double 分别对应的包装数据类型: Boolean，Character，Byte，Short，Integer，Long，Float，Double

包装类型有什么用？

利于实现基本类型之间的转换; 因为我们了解到基本数据类型之间的相互转换分为 自动类型转换 和 强制类型转换 ， 自动类型转换 还好，但是 强制类型转换 容易出现问题。所以出现了包装类型，它可以很方便的帮助转换。例如: String类型的转int类型可以通过 **Integer.parseInt() 转换成int，或使用 Integer.valueOf()**转换成Integer类型。
便于函数传值; 为什么说方面函数传值呢？假如一个方法的入参是Object 类型，但是你的入参是个int类型，是无法直接调用这个方法的，所以这时便可以将int类型的数据进行包装成Integer类型，在进行调用便可以了。其实除了这个示例，比较常见的是我们的pojo类型，一般会使用包装类型，这样的话在便可以使用null来进行判断。不止这些，在集合的List、Map和Set等等泛型中的类型是，用的是包装类型，例如: Map<String,Integer> map=new HashMap<String,Integer>();

**注意:在使用包装数据类型进行值比较的时候，用equals进行比较，不要用==。**例如:

Integer a=127;
	Integer b=127;
	Integer c=128;
	Integer d=128;
	System.out.println(a == b);
	System.out.println(a.equals(b));
	System.out.println(c == d);
	System.out.println(c.equals(d));

输出结果:

true
true
false
true

修饰符

Java修饰符主要分为两类:

访问修饰符
非访问修饰符

其中访问修饰符主要包括 private、default、protected、public。非访问修饰符主要包括 static、final、abstract、synchronized。

访问修饰符

访问修饰符的访问权限:

修饰符	当前类	同一包内	子类	其它包
public	Y	Y	Y	Y
protected	Y	Y	Y	N
default	Y	Y	N	N
private	Y	N	N	N

非访问修饰符

static: 用来修饰类变量和类方法。 修饰变量

static在修饰类变量的时候，无论该类被实例化了多少次，它的静态变量只有一份拷贝。静态变量也被称为类变量。局部变量是不能被声明为static变量的。

修饰方法

static在修饰类方法的时候，静态方法是不能使用类的非静态变量。静态方法可以直接通过类名调用，因此静态方法中是不能用 this 和 super 关键字的。

final:用来修饰类、方法和变量。

final 修饰的类不能够被继承，修饰的方法不能被继承类重新定义，修饰的变量为常量，是不可修改的。

abstract：用来创建抽象类和抽象方法。 修饰类

会使这个类成为一个抽象类，这个类将不能生成对象实例，但可以做为对象变量声明的类型（见后面实例），也就是编译时类型。抽象类就相当于一类的半成品，需要子类继承并覆盖其中的抽象方法。

修饰方法

会使这个方法变成抽象方法，也就是只有声明而没有实现，需要子类继承实现。

synchronized: 修饰的方法同一时间只能被一个线程访问。

transient:被 transient 修饰的实例变量时，java 虚拟机(JVM)跳过该特定的变量。

native: 被native修饰的方法实际是由另一种语言进行实现的本地方法

修饰符更详细的说明:http://www.panchengming.com/2018/03/24/pancm77/

三大特性

封装

封装可以被认为是一个保护屏障，防止该类的代码和数据被外部类定义的代码随机访问。要访问该类的代码和数据，必须通过严格的接口控制。

使用封装的好处

良好的封装能够减少耦合。
类内部的结构可以自由修改。
可以对成员变量进行更精确的控制。
隐藏信息，实现细节。

继承

继承是java面向对象编程技术的一块基石，因为它允许创建分等级层次的类。继承就是子类继承父类的特征和行为，使得子类对象（实例）具有父类的实例域和方法，或子类从父类继承方法，使得子类具有父类相同的行为。

优缺点

虽然继承大大提升了代码的复用性，但是也提高了类之间的耦合性！

多态

多态是指事物在运行过程中存在不同的状态。

多态的优点

可替换性（substitutability）。多态对已存在代码具有可替换性。例如，多态对圆Circle类工作，对其他任何圆形几何体，如圆环，也同样工作。
可扩充性（extensibility）。多态对代码具有可扩充性。增加新的子类不影响已存在类的多态性、继承性，以及其他特性的运行和操作。实际上新加子类更容易获得多态功能。例如，在实现了圆锥、半圆锥以及半球体的多态基础上，很容易增添球体类的多态性。
接口性（interface-ability）。多态是超类通过方法签名，向子类提供了一个共同接口，由子类来完善或者覆盖它而实现的。
灵活性（flexibility）。它在应用中体现了灵活多样的操作，提高了使用效率。
简化性（simplicity）。多态简化对应用软件的代码编写和修改过程，尤其在处理大量对象的运算和操作时，这个特点尤为突出和重要。

三大特性更详细的说明:http://www.panchengming.com/2018/03/24/pancm78/

集合

List

List 接口是继承于 Collection接口并定义一个允许重复项的有序集合。该接口不但能够对列表的一部分进行处理，还添加了面向位置的操作。

List的常用类

ArrayList：内部是通过数组实现的，它允许对元素进行快随机访问。当从ArrayList的中间位置插入或者删除元素时，需要对数组进行复制、移动、代价比较高。因此，它适合随机查找和遍历，不适合插入和删除。
LinkedList: 则是链表结构存储数据的，很适合数据的动态插入和删除，随机访问和遍历速度比较慢。另外，他还提供了List接口中没有定义的方法，专门用于操作表头和表尾元素，可以当作堆栈、队列和双向队列使用。
Vector: 通过数组实现的，不同的是它支持线程的同步。访问速度ArrayList慢。

推荐单线程使用ArrayList进行查询和遍历，LinkedList进行插入和删除。多线程使用Collections.synchronizedList方法对List上锁，效率比Vector高。

Map

Map 接口并不是 Collection 接口的继承。Map提供key到value的映射。一个Map中不能包含相同的key，每个key只能映射一个value。Map接口提供3种集合的视图，Map的内容可以被当作一组key集合，一组value集合，或者一组key-value映射。

Map常用类

HashMap : HashMap的键是根据HashCode来获取，所以根据键可以很快的获取相应的值。不过它的键对象是不可以重复的，它允许键为Null，但是最多只能有一条记录，不过却是可以允许多条记录的值为Null。因为HashMap是非线程安全的，所以它的效率很高。
TreeMap :可以将保存的记录根据键进行排序，默认是按键值的升序排序（自然顺序）。也可以指定排序的比较器，当用Iterator遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。它也是不允许key值为空，并且不是线程安全的。
LinkedHashMap :LinkedHashMap基本和HashMap一致。不过区别在与LinkedHashMap是维护一个双链表，可以将里面的数据按写入的顺序读出。可以认为LinkedHashMap是HashMap+LinkedList。即它既使用HashMap操作数据结构，又使用LinkedList维护插入元素的先后顺序。它也不是线程安全的。
Hashtable :Hashtable与HashMap类似，可以说是HashMap的线程安全版。不过它是不允许记录的键或者值为null。因为它支持线程的同步，是线程安全的，所以也导致了Hashtale在效率较低。
ConcurrentHashMap : ConcurrentHashMap在Java 1.5作为Hashtable的替代选择新引入的。使用锁分段技术技术来保证线程安全的，可以看作是Hashtable的升级版。

推荐单线程随机查询用HashMap，自然顺序或自定义顺序用TreeMap，插入和删除用LinkedHashMap。多线程推荐使用ConcurrentHashMap。

Set

Set是一种不包含重复的元素的Collection，即任意的两个元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一个null元素。因为Set是一个抽象的接口，所以是不能直接实例化一个set对象。 Set s = new Set() 这种写法是错误的。

推荐单线程随机查询用HashSet，自然顺序或自定义顺序用TreeSet，插入和删除用LinkedHashSet。

集合更详细的说明:http://www.panchengming.com/2018/04/19/pancm80/

多线程

多线程是指在同一程序中有多个顺序流在执行。简单的说就是在一个程序中有多个任务运行。

线程的状态

创建（new）状态: 准备好了一个多线程的对象就绪（runnable）状态: 调用了start()方法, 等待CPU进行调度运行（running）状态: 执行run()方法阻塞（blocked）状态: 暂时停止执行, 可能将资源交给其它线程使用终止（dead）状态: 线程销毁

线程的创建

通过实现 Runnable 接口；
通过继承 Thread 类本身；
通过实现 Callable接口，然后与Future 和创建线程。

注:线程启动的方法是start而不是run。推荐创建单线程的时候使用继承 Thread 类方式创建，多线线程的时候使用Runnable、Callable 接口的方式来创建创建线程。

线程的常用方法

sleep：在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行），不会释放对象锁。
join：指等待t线程终止。
yield：暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。
setPriority：设置一个线程的优先级。
interrupt：一个线程是否为守护线程。
wait：强迫一个线程等待。它是Object的方法，也常常和sleep作为比较。需要注意的是wait会释放对象锁，让其它的线程可以访问；使用wait必须要进行异常捕获，并且要对当前所调用，即必须采用synchronized中的对象。
isAlive: 判断一个线程是否存活。
activeCount: 程序中活跃的线程数。
enumerate: 枚举程序中的线程。
currentThread: 得到当前线程。
setDaemon: 设置一个线程为守护线程。(用户线程和守护线程的区别在于，是否等待主线程依赖于主线程结束而结束)。
setName: 为线程设置一个名称。
notify(): 通知一个线程继续运行。它也是Object的一个方法，经常和wait方法一起使用。

多线程更详细的说明:http://www.panchengming.com/2018/05/28/pancm84/

多线程中经常会使用这几个关键字 synchronized 、 lock 和 volatile 。 synchronized : synchronized是JVM级别的，也就是在运行期由JVM解释的。它是阻塞锁(也就是在同一时间只会有一个线程持有)；也是非公平锁(也就是不遵循先来后到的原则，当一个线程A持有锁，而线程B、C处于阻塞状态时，若线程A释放锁，JVM将从线程B、C随机选择一个线程持有锁并使其获得执行权)。可以保证原子性、可见性以及有序性。

lock: lock是通过编码实现的。它是非阻塞锁；也是公平锁。可以保证原子性、可见性以及有序性。相比synchronized，更加灵活和强大。

volatile:轻量级的锁。主要用户保证共享变量对所有线程的可见性，以及禁止指令重排序)。因为无法保证原子性，所以并不能保证线程安全。

线程安全与共享资源1.局部变量中的基本数据类型(8种)永远是线程安全的。 2.局部变量中的对象类型只要不会被其他线程访问到，也是线程安全的。 3.一个对象实例被多个线程同时访问时，他的成员变量就可能是线程不安全的。

IO流

IO的名称又来是Input与Output的缩写，也就是输入流和输出流。输入流用于从源读取数据，输出流用于向目标写数据。

字符流

字符流有两个抽象类： Writer 和 Reader 类。其对应子类 FileWriter 和 FileReader 可实现文件的读写操作。 BufferedWriter 和 BufferedReader 能够提供缓冲区功能，用以提高效率。

字节流

字节流也有两个抽象类： InputStream 和 OutputStream 类。其对应子类有 FileInputStream 和 FileOutputStream 实现文件读写操作。 BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 提供缓冲区功能

推荐读取文本用 字符流 ,读取图片、视频和图片等二进制文件用 字节流 。

IO流更详细的说明:http://www.panchengming.com/2018/06/16/pancm85/

说起IO流，顺便谈下它的几个孪生兄弟，NIO、BIO和AIO。

IO：

阻塞的，从硬盘读取数据时，程序一直等待，数据读完在继续操作。操作时一次一个字节的读取数据，一个输出流一次输出一个字节数据，一个输出流一次消耗一个字节数据，数据的读取和写入效率不好。 I/O属于底层操作，性能依赖与系统环境。

NIO：

同步非阻塞I/O，在读取数据时程序可以继续执行，读取玩数据以后，通知当前程序（即硬件的中断，软件中的回调），然后程序立即或执行完后处理数据。选择器（selector）、缓冲（buffer）、管道（channel）面向块（缓冲区）。采取“预读方式”。操作中一步产生或消费一个数据块，按块处理数据，同时数据读取到一个稍后可能会处理的缓冲区，需要时也可在缓冲区前后移动。方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构。例如聊天工具。毕竟好用的框架Netty和Mina。