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成都java网课详解Java开发者必需掌握的4大基础

发布者: 成都达内     浏览次数:     发布时间:2019-12-03 11:23:43

大概每个人在学生时代开始就使用Java了,我们一直在学习Java,但Java中总有一些概念含混不清,不论是对初级还是高级程序员都是如此。成都java网课将讨论匿名内联类、多线程、同步和...

  大概每个人在学生时代开始就使用Java了,我们一直在学习Java,但Java中总有一些概念含混不清,不论是对初级还是高级程序员都是如此。所以,这篇文章的目的就是弄清楚这些概念。读完本文你会对这些概念有更深入的了解,还能弄清楚一切灰色的东西。成都java网课将讨论匿名内联类、多线程、同步和序列化。

  匿名类的用法

  多线程

  同步的实现

  序列化

  1、匿名类

  Java匿名类很像局部类或内联类,只是没有名字。我们可以利用匿名类,同时定义并实例化一个类。只有局部类仅被使用一次时才应该这么做。匿名类不能有显式定义的构造函数。相反,每个匿名类都隐含地定义了一个匿名构造函数。

  创建匿名类有两种方法:

  扩展已有的类(可以是抽象类,也可以是具体类)

  创建接口

  理解代码的最好方法就是先阅读,所以我们首先来看看代码。

  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();

  }

  }

  匿名类可以在类和函数代码块中创建。你也许知道,匿名类可以用接口来创建,也可以通过扩展抽象或具体的类来创建。上例中我先创建了一个接口Football,然后在类的作用域和main()方法内实现了匿名类。Football也可以是抽象类,也可以是与interface并列的顶层类。

  Football可以是抽象类,请看下面的代码。

  public abstract class Football

  {

  abstract void kick();

  }

  匿名类不仅可以是抽象类,还可以是具体类。

  // normal or concrete class

  public class Football

  { public void kick(){}

  }// end of class scope.

  如果Football类没有不带参数的构造方法怎么办?我们可以在匿名类中访问类变量吗?我们需要在匿名类中重载所有方法吗?

  // 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.

  创建匿名类时可以使用任何构造方法。注意这里也使用了构造方法的参数。

  匿名类可以扩展顶层类,并实现抽象类或接口。所以,访问控制的规则依然适用。我们可以访问protected变量,而改成private就不能访问了。

  由于上述代码中扩展了Football类,我们不需要重载所有方法。但是,如果它是个接口或抽象类,那么必须为所有未实现的方法提供实现。

  匿名类中不能定义静态初始化方法或成员接口。

  匿名类可以有静态成员变量,但它们必须是常量。

  匿名类的用途:

  更清晰的项目结构:通常我们在需要随时改变某个类的某些方法的实现时使用匿名类。这样做就不需要在项目中添加新的*.java文件来定义顶层类了。特别是在顶层类只被使用一次时,这种方法非常好用。

  UI事件监听器:在图形界面的应用程序中,匿名类最常见的用途就是创建各种事件处理器。例如,下述代码:

  button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {

  public void onClick(View v) {

  // your handler code here

  }

  });

  我们创建了一个匿名类,实现了setOnClickListener接口。当用户点击按钮时会触发它的onClick方法。

  2、多线程

  Java中的多线程能够同时执行多个线程。线程是轻量级的子进程,也是处理的最小单位。使用多线程的主要目的是最大化CPU的使用率。我们使用多线程而不是多进程,因为线程更轻量化,也可以共享同一个进程内的内存空间。多线程用来实现多任务。

  线程的生命周期

  成都java网课详解Java开发者必需掌握的4大基础

  如上图所示,线程的生命周期主要有5个状态。我们来依次解释每个状态。

  New:创建线程的实例后,它会进入new状态,这是第一个状态,但线程还没有准备好运行。

  Runanble:调用线程类的start()方法,状态就会从new变成Runnable,意味着线程可以运行了,但实际上什么时候开始运行,取决于Java线程调度器,因为调度器可能在忙着执行其他线程。线程调度器会以FIFO(先进先出)的方式从线程池中挑选一个线程。

  Blocked:有很多情况会导致线程变成blocked状态,如等待I/O操作、等待网络连接等。此外,优先级较高的线程可以将当前运行的线程变成blocked状态。

  Waiting:线程可以调用wait()进入waiting状态。当其他线程调用notify()时,它将回到runnable状态。

  Terminated:start()方法退出时,线程进入terminated状态。

  为什么使用多线程?

  使用线程可以让Java应用程序同时做多件事情,从而加快运行速度。用技术术语来说,线程可以帮你在Java程序中实现并行操作。由于现代CPU非常快,还可能包含多个核心,因此仅有一个线程就没办法使用所有的核心。

  需要记住的要点

  多线程可以更好地利用CPU。

  提高响应性,提高用户体验

  减少响应时间

  同时为多个客户端提供服务

  创建线程的方法主要有两种:

  扩展Thread类

  实现Runnable接口

  通过扩展Thread类来创建线程

  创建一个类扩展Thread类。该类应当重载Thread类中的run()方法。线程在run()方法中开始生命周期。我们创建新类的对象,然后调用start()方法开始执行线程。在Thread对象中,start()会调用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();

  }

  }

  }

  也可以通过接口创建类。

  下面的代码创建了一个类,实现java.lang.Runnable接口并重载了run()方法。然后我们实例化一个Thread对象,调用该对象的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();

  }

  }

  }

  Thread类与Runnable接口

  扩展Thread类,就无法扩展更多的类,因为Java不允许多重继承。多重继承可以通过接口实现。所以最好是使用接口而不是Thread类。

  如果扩展Thread类,那么它还包含了一些方法,如yield()、interrupt()等,我们的程序可能用不到。而在Runnable接口中就没有这些排不上用场的方法。

  3、同步

  同步指的是多线程的同步。synchronized的代码块在同一时刻只能被一个线程执行。Java中的同步是个很重要的概念,因为Java是多线程语言,多个线程可以并行执行。在多线程环境中,Java对象的同步,或者说Java类的同步非常重要。

  为什么要同步?

  如果代码在多线程环境下执行,那么在多个线程中共享的对象之间需要同步,以避免破坏状态,或者造成任何不可预料的行为。

  在深入同步的概念之前先来理解一下这个问题。

  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();

  }

  }  运行这段代码就会注意到,输出结果非常不稳定,因为没有同步。我们来看看程序的输出。

  输出:

  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();

  }

  }

  给printTable()方法加上synchronized,那么synchronized的方法在执行结束之前不会让其他线程进入。下面的输出结果就非常稳定了。

  输出:

  5 10 15 20 25 100 200 300 400 500

  类似地,Java的类和对象也可以同步。

  注意:我们并不一定需要同步整个方法。有时候最好是仅同步方法的一小部分。Java的synchronized代码段可以实现这一点。

  4、序列化

  Java中的序列化是一种机制,可以将对象的状态写入到字节流中。相反的操作叫做反序列化,将字节流转换成对象。

  序列化和反序列化的过程是平台无关的,也就是说,在一个平台上序列化对象,然后可以在另一个平台上反序列化。

  序列化时调用ObjectOutputStream的writeObject()方法,反序列化调用ObjectInputStream类的readObject()方法。

  下图中,Java对象被转换成字节流,然后存储在各种形式的存储中,这个过程叫做序列化。图右侧,内存中的字节流转换成Java对象,这个过程叫作反序列化。

  成都java网课详解Java开发者必需掌握的4大基础

  为什么要序列化

  显然,创建的Java类在程序执行结束或中止后,对象就销毁了。为了避免这个问题,Java提供了序列化功能,通过它可以将对象存储起来,或者将状态进行持久化,以便稍后使用,或者在其他平台上使用。

  下面的代码演示了该过程。

  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();

  }

  }

  }

  输出:

  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());

  }

  }

  输出:

  Serialized data is restored from Employee.ser file

  Name of employee is : Aman

  Salary of employee is : 0

  需要记住的重点

  如果父类实现了Serializable接口,那么子类就不需要实现了,但反过来不一定成立。

  只有非静态数据成员可以在序列化过程中保存下来。

  静态数据成员和临时数据成员不会在序列化过程中保存下来。所以,如果不想保存某个非静态数据成员,则可以将其设置为transient。

  反序列化过程中不会调用对象的构造函数。

  关联对象必须实现Serializable接口。

  5、总结

  首先我们解释了匿名类,以及用途和使用方法。

  其次我们讨论了Java中的多线程,线程的生命周期,以及用途。

  同步只允许一个线程进入同步的方法或代码块去访问资源,其他线程必须在队列中等待。

  序列化就是存储对象状态供以后使用的过程。

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(责任编辑:范老师)
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