Java程序員必需掌握的 4 大基礎！

時間  2020-05-09
標籤 java 程序員 必需 掌握 基礎 欄目 Java 简体版
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大概每一個人在學生時代開始就使用Java了，咱們一直在學習Java，但Java中總有一些概念含混不清，不管是對初級仍是高級程序員都是如此。因此，這篇文章的目的就是弄清楚這些概念。java

讀完本文你會對這些概念有更深刻的瞭解，還能弄清楚一切灰色的東西。在本書中，咱們將討論匿名內聯類、多線程、同步和序列化。程序員

一、匿名類

Java匿名類很像局部類或內聯類，只是沒有名字。咱們能夠利用匿名類，同時定義並實例化一個類。只有局部類僅被使用一次時才應該這麼作。面試

匿名類不能有顯式定義的構造函數。相反，每一個匿名類都隱含地定義了一個匿名構造函數。後端

建立匿名類有兩種方法：微信

  1. 擴展已有的類（能夠是抽象類，也能夠是具體類）
  2. 建立接口

理解代碼的最好方法就是先閱讀，因此咱們首先來看看代碼。網絡

interface Football
{
    void kick();
}

class AnnonymousClass {

  public static Football football = new Football() {
        @Override
        public void kick() {
            System.out.println("Nested Anonymous Class.");
        }
    };

    public static void main(String\[\] args)
    {
        // anomynous class inside the method
      Football footballObject = new Football()
      {
          @Override
         public void kick()
          {
              System.out.println("Anonymous Class");
          }
      };
      footballObject.kick();

        AnnonymousClass.football.kick();
    }
}

匿名類能夠在類和函數代碼塊中建立。你也許知道，匿名類能夠用接口來建立，也能夠經過擴展抽象或具體的類來建立。上例中我先建立了一個接口Football，而後在類的做用域和main()方法內實現了匿名類。Football也能夠是抽象類，也能夠是與interface並列的頂層類。多線程

Football能夠是抽象類，請看下面的代碼。架構

public abstract class Football
{
    abstract void kick();
}

匿名類不只能夠是抽象類，還能夠是具體類。ide

// normal or concrete class
public class Football
{        public void kick(){}
}// end of class scope.

若是Football類沒有不帶參數的構造方法怎麼辦？咱們能夠在匿名類中訪問類變量嗎？咱們須要在匿名類中重載全部方法嗎？函數

// normal or concrete class
public class Football {

    protected int score;

    public Football(int score)
    {
        this.score = score;
    }
    public void score(){
        System.out.println("Score "+score);
    };

    public void kick(){}

    public static void main(String\[\] args) {

        Football football = new Football(7)
        {
            @Override
            public void score() {
                System.out.println("Anonymous class inside the method "+score);
            }

        };
        football.score();
    }
}
// end of class scope.
  1. 建立匿名類時可使用任何構造方法。注意這裏也使用了構造方法的參數。
  2. 匿名類能夠擴展頂層類，並實現抽象類或接口。因此，訪問控制的規則依然適用。咱們能夠訪問protected變量，而改爲private就不能訪問了。
  3. 因爲上述代碼中擴展了Football類，咱們不須要重載全部方法。可是，若是它是個接口或抽象類，那麼必須爲全部未實現的方法提供實現。
  4. 匿名類中不能定義靜態初始化方法或成員接口。
  5. 匿名類能夠有靜態成員變量，但它們必須是常量。

匿名類的用途：

  1. 更清晰的項目結構：一般咱們在須要隨時改變某個類的某些方法的實現時使用匿名類。這樣作就不須要在項目中添加新的*.java文件來定義頂層類了。特別是在頂層類只被使用一次時，這種方法很是好用。
  2. UI事件監聽器：在圖形界面的應用程序中，匿名類最多見的用途就是建立各類事件處理器。例如，下述代碼：
button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
             public void onClick(View v) {
                 // your handler code here
             }
         });

咱們建立了一個匿名類，實現了setOnClickListener接口。當用戶點擊按鈕時會觸發它的onClick方法。

二、多線程

Java中的多線程可以同時執行多個線程。線程是輕量級的子進程，也是處理的最小單位。使用多線程的主要目的是最大化CPU的使用率。咱們使用多線程而不是多進程，由於線程更輕量化，也能夠共享同一個進程內的內存空間。多線程用來實現多任務。

線程的生命週期

如上圖所示，線程的生命週期主要有5個狀態。咱們來依次解釋每一個狀態。

  1. New：建立線程的實例後，它會進入new狀態，這是第一個狀態，但線程尚未準備好運行。
  2. Runanble：調用線程類的start()方法，狀態就會從new變成Runnable，意味着線程能夠運行了，但實際上何時開始運行，取決於Java線程調度器，由於調度器可能在忙着執行其餘線程。線程調度器會以FIFO（先進先出）的方式從線程池中挑選一個線程。
  3. Blocked：有不少狀況會致使線程變成blocked狀態，如等待I/O操做、等待網絡鏈接等。此外，優先級較高的線程能夠將當前運行的線程變成blocked狀態。
  4. Waiting：線程能夠調用wait()進入waiting狀態。當其餘線程調用notify()時，它將回到runnable狀態。
  5. Terminated：start()方法退出時，線程進入terminated狀態。

爲何使用多線程？

使用線程可讓Java應用程序同時作多件事情，從而加快運行速度。用技術術語來講，線程能夠幫你在Java程序中實現並行操做。因爲現代CPU很是快，還可能包含多個核心，所以僅有一個線程就沒辦法使用全部的核心。

須要記住的要點

多線程能夠更好地利用CPU。

提升響應性，提升用戶體驗

減小響應時間

同時爲多個客戶端提供服務

建立線程的方法主要有兩種：

擴展Thread類

實現Runnable接口

經過擴展Thread類來建立線程

建立一個類擴展Thread類。該類應當重載Thread類中的run()方法。線程在run()方法中開始生命週期。咱們建立新類的對象，而後調用start()方法開始執行線程。在Thread對象中，start()會調用run()。

public class MultithreadingTest extends Thread
{
    public void run()
    {
        try{
            System.out.println("Thread "+Thread.currentThread().getName()+" is now running");
        }catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String\[\] args)
    {
        for(int i=0;i<10;i++)
        {
            MultithreadingTest multithreadingTest = new MultithreadingTest();
            multithreadingTest.start();
        }
    }
}

也能夠經過接口建立類。

下面的代碼建立了一個類，實現java.lang.Runnable接口並重載了run()方法。而後咱們實例化一個Thread對象，調用該對象的start()方法。

public class MultithreadingTest implements Runnable
{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Thread "+Thread.currentThread().getName()+" is now running"); //To change body of generated methods, choose Tools | Templates.
    }

    public static void main(String\[\] args)
    {
        for(int i=0;i<10;i++)
        {

            Thread thread = new Thread(new MultithreadingTest());
            thread.start();
        }
    }
}

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Thread類與Runnable接口

擴展Thread類，就沒法擴展更多的類，由於Java不容許多重繼承。多重繼承能夠經過接口實現。因此最好是使用接口而不是Thread類。

若是擴展Thread類，那麼它還包含了一些方法，如yield()、interrupt()等，咱們的程序可能用不到。而在Runnable接口中就沒有這些排不上用場的方法。

三、同步

同步指的是多線程的同步。synchronized的代碼塊在同一時刻只能被一個線程執行。Java中的同步是個很重要的概念，由於Java是多線程語言，多個線程能夠並行執行。在多線程環境中，Java對象的同步，或者說Java類的同步很是重要。

爲何要同步？

若是代碼在多線程環境下執行，那麼在多個線程中共享的對象之間須要同步，以免破壞狀態，或者形成任何不可預料的行爲。

在深刻同步的概念以前先來理解一下這個問題。

class Table {

    void printTable(int n) {//method not synchronized
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            System.out.print(n * i+" ");
            try {
                Thread.sleep(400);
            } catch (Exception e) {
                System.out.println(e);
            }
        }

    }
}

class MyThread1 extends Thread {

    Table t;

    MyThread1(Table t) {
        this.t = t;
    }

    public void run() {
        t.printTable(5);
    }

}

class MyThread2 extends Thread {

    Table t;

    MyThread2(Table t) {
        this.t = t;
    }

    public void run() {
        t.printTable(100);
    }
}

class TestSynchronization1 {

    public static void main(String args\[\]) {
        Table obj = new Table();//only one object
        MyThread1 t1 = new MyThread1(obj);
        MyThread2 t2 = new MyThread2(obj);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

運行這段代碼就會注意到，輸出結果很是不穩定，由於沒有同步。咱們來看看程序的輸出。

輸出：

100 5 200 10 300 15 20 400 500 25
class Table {

    synchronized void printTable(int n) {//synchronized method
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            System.out.print(n * i+" ");
            try {
                Thread.sleep(400);
            } catch (Exception e) {
                System.out.println(e);
            }
        }

    }
}

 class TestSynchronization3 {

    public static void main(String args\[\]) {
        final Table obj = new Table();//only one object

        Thread t1 = new Thread() {
            public void run() {
                obj.printTable(5);
            }
        };
        Thread t2 = new Thread() {
            public void run() {
                obj.printTable(100);
            }
        };

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

給printTable()方法加上synchronized，那麼synchronized的方法在執行結束以前不會讓其餘線程進入。下面的輸出結果就很是穩定了。

輸出：

5 10 15 20 25 100 200 300 400 500

相似地，Java的類和對象也能夠同步。

注意：咱們並不必定須要同步整個方法。有時候最好是僅同步方法的一小部分。Java的synchronized代碼段能夠實現這一點。

四、序列化

Java中的序列化是一種機制，能夠將對象的狀態寫入到字節流中。相反的操做叫作反序列化，將字節流轉換成對象。

序列化和反序列化的過程是平臺無關的，也就是說，在一個平臺上序列化對象，而後能夠在另外一個平臺上反序列化。

序列化時調用ObjectOutputStream的writeObject()方法，反序列化調用ObjectInputStream類的readObject()方法。

下圖中，Java對象被轉換成字節流，而後存儲在各類形式的存儲中，這個過程叫作序列化。圖右側，內存中的字節流轉換成Java對象，這個過程叫做反序列化。

爲何要序列化

顯然，建立的Java類在程序執行結束或停止後，對象就銷燬了。爲了不這個問題，Java提供了序列化功能，經過它能夠將對象存儲起來，或者將狀態進行持久化，以便稍後使用，或者在其餘平臺上使用。

下面的代碼演示了該過程。

public class Employee implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private String serializeValueName;
    private transient int nonSerializeValueSalary;

    public String getSerializeValueName() {
        return serializeValueName;
    }
    public void setSerializeValueName(String serializeValueName) {
        this.serializeValueName = serializeValueName;
    }
    public int getNonSerializeValueSalary() {
        return nonSerializeValueSalary;
    }
    public void setNonSerializeValueSalary(int nonSerializeValueSalary) {
        this.nonSerializeValueSalary = nonSerializeValueSalary;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Employee \[serializeValueName=" + serializeValueName + "\]";
    }
}
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;

public class SerializingObject {

    public static void main(String\[\] args) {

        Employee employeeOutput = null;
        FileOutputStream fos = null;
        ObjectOutputStream oos = null;

        employeeOutput = new Employee();
        employeeOutput.setSerializeValueName("Aman");
        employeeOutput.setNonSerializeValueSalary(50000);

        try {
            fos = new FileOutputStream("Employee.ser");
            oos = new ObjectOutputStream(fos);
            oos.writeObject(employeeOutput);

        System.out.println("Serialized data is saved in Employee.ser file");

        oos.close();
        fos.close();

        } catch (IOException e) {

            e.printStackTrace();
        }
    }
}

輸出：

Serialized data is saved in Employee.ser file.
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;

public class DeSerializingObject {

    public static void main(String\[\] args) {

        Employee employeeInput = null;
        FileInputStream fis = null;
        ObjectInputStream ois = null;

        try {
            fis = new FileInputStream("Employee.ser");
            ois = new ObjectInputStream(fis);
            employeeInput = (Employee)ois.readObject();

            System.out.println("Serialized data is restored from Employee.ser file");

            ois.close();
            fis.close();

        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("Name of employee is : " + employeeInput.getSerializeValueName());
        System.out.println("Salary of employee is : " + employeeInput.getNonSerializeValueSalary());
    }
}

輸出：

Serialized data is restored from Employee.ser file
Name of employee is : Aman
Salary of employee is : 0

須要記住的重點

  1. 若是父類實現了Serializable接口，那麼子類就不須要實現了，但反過來不必定成立。
  2. 只有非靜態數據成員能夠在序列化過程當中保存下來。
  3. 靜態數據成員和臨時數據成員不會在序列化過程當中保存下來。因此，若是不想保存某個非靜態數據成員，則能夠將其設置爲transient。
  4. 反序列化過程當中不會調用對象的構造函數。
  5. 關聯對象必須實現Serializable接口。

總結

一、首先咱們解釋了匿名類，以及用途和使用方法。

二、其次咱們討論了Java中的多線程，線程的生命週期，以及用途。

三、同步只容許一個線程進入同步的方法或代碼塊去訪問資源，其餘線程必須在隊列中等待。

四、序列化就是存儲對象狀態供之後使用的過程。

做者：Himanshu Verma
原文： https://medium.com/swlh/4-thi...
譯者：彎月，責編：屠敏，出品：CSDN（ID：CSDNnews）

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