java 筆記

後臺開發的過程當中積累的關於java的雜記

架構

SSH框架

爲何要分層？

由於分層使代碼變得清晰，容易寫也容易閱讀，更重要的是讓代碼擴展性更好，層與層之間的改動不會互相影響

各層的分工

1. dao——與數據庫交互
2. service——處理業務邏輯，調用dao層方法

3. action——用來控制轉發，接到請求交給service處理

   dao是用於操做數據用的，service是爲頁面功能服務的，在service中對數據進行處理計算，而後返回數據結果到ACTION,而action則再對數據進一步處理，好比把list轉成json,把兩個service數據進行合併等，併發送到jsp頁面顯示。

併發相關

ReentrantLock

參考Java多線程11：ReentrantLock的使用和Condition

1. lock以後要本身unlock
2. lock相比synchronized更加靈活，能夠經過trylock判斷鎖是否是被佔用了，在被佔用的狀況下能夠忙其餘事，而不是直接就阻塞了
3. lock持有的是對象監視器，也就是相似於syncronized(this){} ，可是須要注意這二者持有的對象監視器是不一樣的
4. lock配置Condition的signal和await能夠實現syncronized的wait和notify來實現等待/通知模型，相比之下Condition更靈活：一個lock實例能夠建立多個Condition實例，實現多路通知和有選擇性的通知，而不是像notify同樣是由jvm隨機選擇的

BlockingQueue

概念

阻塞隊列是一種支持當獲取元素時會阻塞直到隊列不爲空，當插入元素時阻塞直到隊列有空間。

方法

操做阻塞隊列有四種形式的方法，add/remove/element拋出異常，offer/poll/peek返回具體值，put/take阻塞，offer(e, time, unit)、poll(time, unit)指定等待的最長時間

不一樣實現

1. ArrayBlockingQueue 只有一個鎖，經過兩個condition來實現阻塞、通知，添加和刪除數據時只容許一個被執行
2. LinkedBlockingQueue 有兩個鎖，putLock和takeLock，各自維護一個condition，添加和刪除數據能夠容許並行，固然刪除和添加最多各自有一個線程在執行。
3. LinkedBlockingQueue 不只在消費數據的時候進行喚醒插入阻塞的線程，並且在插入若是容量還沒滿，也會喚醒插入阻塞的線程

jvm原理

垃圾回收

參考深刻理解java垃圾回收機制
垃圾回收就是java中的一個亮點（有利有弊），經過必定的算法自動管理對象的生命週期，防止內存泄漏（內存對象的生命週期超過了程序須要它的時長）

垃圾回收的算法有：

1. 引用計數：早期的算法，經過給堆中的每一個對象內置一個引用計數器來實現（缺點是：沒法檢測循環引用）
2. 標誌、清洗算法
3. 分代收集：頻繁收集新生代，比較少的收集老生代，基本不收集持久代（分代回收的GC分爲 minor gc 和 full/major gc，如下爲兩種gc的日誌格式）

• GC：
• FULL GC：
• 新的對象都在eden區上建立，當eden區的大小達到閾值就會發生GC，eden區中存活的對象會複製到survivor區，並清除eden中無效的對象，若是survivor區中的對象達到年齡限制或者大小達到閾值，就會將存活的對象複製到old區，若是這時old區空間不足就會發生full gc，full gc以後old區的空間仍然沒法承載young區要晉升的對象大小，就會發生OOM

內存分配

參考Java裏的堆(heap)棧(stack)和方法區(method)、深刻探究JVM | 探祕Metaspace

內存分爲 heap、stack、method
heap：

1. 堆存放的都是對象，空間大可是訪問慢（時空守恆）
2. 爲全部線程所共享
3. java heap主要分紅三種：

• young：主要用來存放新生的對象
• old: 主要用來存放生命週期長的內存對象
• permanent：主要用來存放類和方法的元數據信息和常量池 ，類被加載後就放入這個區域。GC不會對持久層進行清理，
• metaspace：在java8中持久代已經被移除了，由於持久代的大小是固定的，因此在類加載不少的狀況下，容易出現OOM:PermGen space錯誤，類和方法的元數據被移入元數據區。（存在於本地內存中，因此大小隻受物理內存的影響）元數據區是自動增加的，經過-XX:MaxMetaSpaceSize來限制Metaspace的大小，之前的Perm參數失效，超過最大值將會在metaspace發生full gc收集dead class或者classloader

stack：

1. 棧區放的都是基礎數據類型和對象的引用
2. 保存函數調用的現場

method：

1. 方法區也爲全部線程所共享（另外一種說法也就是permanent區）
2. 方法區存放的都是在整個程序中永遠惟一的元素，包括class、static變量
3. 常量池也是方法區的一部分，存放程序中的字面量如」hello「 以及常量

java 集合框架

哈希結構

哈希表的數組長度爲何老是習慣用2^n？

hash 的時候老是須要對對象的hashCode取哈希表長度的模，對於2^n 取模，能夠簡化爲 hash & (2^n - 1)，提升效率

jdk1.8中的hashmap中的 hash算法是什麼？有什麼優勢？

hash算法是(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16) ，經過這樣hash，高位的變化反映到低位裏，這樣咱們取模的時候hash & (length - 1) 就不會只取低位相關，防止有些hashCode只和高位相關形成的衝突過多

hashtable、hashmap、concurrenthashmap 哈希家族的異同點

1. 都是繼承於map接口，用於存儲鍵值對。hashtable是同步的，若是不須要線程安全，推薦使用hashmap代替hashtable，若是須要高併發線程安全的實現，使用ConcurrentHashMap代替hashtable
2. 集合方法返回的iterators是「fail-fast」的，也就是說當hash結果被修改，除了經過iterator的remove方法外的改動，都會形成iterator拋出ConcurrentModificationException異常。所以，在併發修改的狀況下，iterator很快失敗並清除，而不是冒險在將來不肯定的時間作不肯定的事。hashtable的方法返回的emurations卻不是fail-fast的
3. hashmap能夠接受null值，hashtable則不行
4. HashMap能夠經過下面的語句進行同步：Map m = Collections.synchronizeMap(hashMap);

ConcurrentHashMap（面試必考）

concurrentHashMap是一個併發的hash表的實現，它支持徹底的併發讀取，支持大數量的併發更新操做。

高性能的緣由：

1. 用分離鎖實現多個線程間的更深層次的共享訪問，再也不是隻有一個線程能同時持有容器的鎖了。
2. 利用hashEntry的不變性(final hash,key,next)來下降讀操做對加鎖的需求
3. 用volatile變量協調讀寫線程間的內存可見性

缺點

1. 返回的迭代器是弱一致性的，fail-safe而且不會拋出ConcurrentModificationException異常

源碼分析（基於jdk1.7）

concurrentHashMap是由segment數組和hashEntry數組組成的，segment是一種可重入鎖ReentranLock，在CHM中扮演鎖的角色，HashEntry用於存儲鍵值對數據。一個CHM中包含一個segment數組，segment的結構和hashmap相似，一個segment中包含一個hashEntry數組，每一個HashEntry都是一個鏈表的結構，每一個segment守護着本身的hashEntry數組，要往這一段hashEntry數組中修改，必須先得到相應的鎖

arrayList、linklist、vector

1. arrayList 內部用數組實現，隨機訪問和遍歷快，插入刪除慢
2. linklist 內部用鏈表實現，適合數據的動態插入和刪除，隨機訪問和遍歷慢
3. vector 跟 arraylist差很少，除了如下幾點
   • vector是線程安全的，所以訪問速度也較慢
   • arraylist在內存不夠時擴展50% + 1個，vector默認擴展一倍

java 代碼執行順序

JAVA類首次裝入時，會對靜態成員變量或方法進行一次初始化,但方法不被調用是不會執行的，靜態成員變量和靜態初始化塊級別相同，非靜態成員變量和非靜態初始化塊級別相同。

初始化順序：先初始化父類的靜態代碼--->初始化子類的靜態代碼-->(建立實例時,若是不建立實例,則後面的不執行)初始化父類的非靜態代碼（變量定義等）--->初始化父類構造函數--->初始化子類非靜態代碼（變量定義等）--->初始化子類構造函數

tips:
若子類沒有顯示調用父類的構造函數，則默認調用父類的無參構造函數，若是父類沒有則編譯錯誤

java 命令行參數

1. -classpath
   java 經過指定-classpath 來指定虛擬機搜索的你要運行的類的目錄、jar文件名、zip文件名，之間用；(linux 用：)隔開。不然java查不到你的class文件就會報java.lang.NoClassDefFoundError異常，在運行時能夠經過System.getProperty(「java.class.path」)獲得jvm查找類的路徑
   也能夠經過CLASSPATH環境變量來指定類搜索路徑，建議用-cp

2. -DpropertyName=value
   系統屬性，能夠經過System.getProperty(propertyName)獲取value的值，用來設置全局變量值，如配置文件路徑
3. -Xms -Xmx 堆的最大最小值
4. -Xss 線程堆的最大值
5. --XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
   當JVM不斷地拋出OutOfMemory錯誤的時候，該命令會通知JVM拍攝一個「堆轉儲快照」， 並經過-XX:HeapDumpPath 指定該文件的保存路徑，能夠方便調試問題
6. -XX:+UseParNewGC 使用多線程併發處理新生代GC
7. -XX:+UseConcMarkSweepGC 使用CMS併發處理GC

8. -Djava.awt.headless=true 無頭模式，系統的配置模式，在該模式下，系統缺乏了顯示、鍵盤或鼠標。聽說

   在Java服務器程序須要進行部分圖像處理功能時，建議將程序運行模式設置爲headless，這樣有助於服務器端有效控制程序運行狀態和內存使用（可防止在處理大圖片時發生內存溢出）

泛型

• 上界： 表示對泛型的限制，傳進來的對象必須是class 或者 class 的子類
• 通配符
  • java5以後添加了通配符 和 泛型（泛型咱們是瞭解的），通配符的基本用法

  GenericType<?>
        GenericType<? extends upperBoundType> // 設置上界
        GenericType<? super lowerBoundType> // 設置下界

  • 看了下 在 Java 的泛型類型中使用通配符 - 博客頻道 - CSDN.NET，以爲通配符主要是方便了泛型對象做爲方法參數能夠引用泛型子類，代碼以下：

  List<? extends Number> nums = new ArrayList<>();
    List<Integer> ints = Arrays.asList(1, 2);
    List<Double> doubles = Arrays.asList(1.1, 2.2);
    nums.addAll(ints); 
    nums.addAll(dbls); // addAll 方法使用了通配符做爲參數
  }

// print all Number 或 Number 子類的list, 若是沒有通配符的話, 估計得一個一個子類都去實現如下。。。
  public void print(List<? extends Number> list) {
    list.forEach(x -> System.out.println(x));
  }

- 通配符的限制：
    - 不能用來直接建立變量對象
    - 不能進行修改操做，例以下面的代碼，編譯器可能以爲，鬼知道你引用了哪一個子類呢

List<? extends Number> nums = new ArrayList<Integer>();
    nums.add(1); // 編譯錯誤

java 基礎概念

• 守護線程： 只要當前JVM實例中尚存在任何一個非守護線程沒有結束，守護線程就所有工做。當最後一個守護線程結束時，守護線程隨同JVM一塊兒結束工做。最典型的例子就是GC
• volatile：
  • 用在多線程中，同步變量。通常狀況下線程爲了提升效率，會緩存主內存中的變量在本身的線程棧中，volatile聲明的變量則不能緩存，保證了線程之間的變量一致性[雖然本身測不出這個效果。。。]

  • 不能保證線程安全。引用例子以下

    假如線程1，線程2 在進行read,load 操做中，發現主內存中count的值都是5，那麼都會加載這個最新的值，在線程1堆count進行修改以後，會write到主內存中，主內存中的count變量就會變爲6；線程2因爲已經進行read,load操做，在進行運算以後，也會更新主內存count的變量值爲6；致使兩個線程及時用volatile關鍵字修改以後，仍是會存在併發的狀況。

• 建立對象：

建立對象有哪些方法？

• 最普通的new（給對象分配空間，調用構造函數初始化，返回引用）
• 調用對象的clone方法
  • clone給對象分配空間後，直接在內存上對已有對象影印，不須要構造函數
  • 須要實現CloneAble接口才能調用對象的clone方法，clone是一種淺複製，例如對象中包含一個String，那麼新的對象中的String 跟原來的指向同一個字符串。
  • 要實現深複製，須要實現clone方法，不只clone自己，還須要包含的引用對象

• 運用反序列化手段，調用java.io.ObjectInputStream對象的 readObject()方法。【沒玩過】

• 訪問修飾符： 只有private在同一個包內不能訪問，其餘包的只能public能訪問

日誌操做

log4j

log4j 使用寫日誌變得很簡單，支持多個輸出和格式化

log4j 主要由三個部分組成 logger 、appender、 layout

• logger 負責日誌的收集，主要由rootlogger 和 其餘各個類的logger組成，經過logger.info等方法來記錄消息，子logger中能夠自定義各類配置，若是沒有設置就會向上級的logger查找相應的配置，最上層爲rootlogger
• appender負責日誌的輸出，能夠輸出到文件、控制檯、數據庫、kafka等等
• layout綁定到相應的的appender來格式化它的日誌輸出格式，豐滿多姿