目录
1.内部类
1.成员内部类
2.局部内部类
3.匿名内部类
4.内部静态类
2.Yield
3.Request范围内的几个方法
4.Socket编程
5.接口和抽象类
抽象类
接口
6.Volatile
7.RMI(远程通讯手段)
8. Error 和 Exception 区别
9.构造方法的特点
10.静态调用
11.JVM内存五大区域
12.运行时常量池
13.八大排序的效率
14.Default和Protected
15.类方法与实例方法
16.自动类型转换规则
17.单例模式
一、单例模式的定义
二、单例模式的设计要素
三、单例模式的6种实现及各实现的优缺点
(一)懒汉式(线程不安全)
(二)饿汉式(线程安全)
(三)懒汉式(线程安全)
(四)双重检查锁实现(线程安全)
(五)静态内部类实现(线程安全)
(六)枚举类实现(线程安全)
四、单例模式的应用场景
18.volatile与synchronized的区别
1.内部类
在Java中,可以将一个类定义在另一个类里面或者一个方法里边,这样的类称为内部类,广泛意义上的内部类一般包括四种:成员内部类,局部内部类,匿名内部类,静态内部类 。
1.成员内部类
(1)该类像是外部类的一个成员,可以无条件的访问外部类的所有成员属性和成员方法(包括private成员和静态成员);
(2)成员内部类拥有与外部类同名的成员变量时,会发生隐藏现象,即默认情况下访问的是成员
内部类中的成员。如果要访问外部类中的成员,需要以下形式访问:【外部类.this.成员变量 或 外部类.this.成员方法】;
(3)在外部类中如果要访问成员内部类的成员,必须先创建一个成员内部类的对象,再通过指向这个对象的引用来访问;
(4)成员内部类是依附外部类而存在的,也就是说,如果要创建成员内部类的对象,前提是必须存在一个外部类的对象;
(5)内部类可以拥有private访问权限、protected访问权限、public访问权限及包访问权限。如果成员内部类用private修饰,则只能在外部类的内部访问;如果用public修饰,则任何地方都能访问;如果用protected修饰,则只能在同一个包下或者继承外部类的情况下访问;如果是默认访问权限,则只能在同一个包下访问。外部类只能被public和包访问两种权限修饰。
2.局部内部类
(1)局部内部类是定义在一个方法或者一个作用域里面的类,它和成员内部类的区别在于局部内部类的访问仅限于方法内或者该作用域内;
(2)局部内部类就像是方法里面的一个局部变量一样,是不能有public、protected、private以及static修饰符的。
3.匿名内部类
(1)一般使用匿名内部类的方法来编写事件监听代码;
(2)匿名内部类是不能有访问修饰符和static修饰符的;
(3)匿名内部类是唯一一种没有构造器的类;
(4)匿名内部类用于继承其他类或是实现接口,并不需要增加额外的方法,只是对继承方法的实现或是重写。
4.内部静态类
(1)静态内部类是不需要依赖于外部类的,这点和类的静态成员属性有点类似;
(2)不能使用外部类的非static成员变量或者方法。
2.Yield
Thread.yield()方法作用是:暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程。
yield()应该做的是让当前运行线程回到可运行状态,以允许具有相同优先级的其他线程获得运行机会。因此,使用yield()的目的是让相同优先级的线程之间能适当的轮转执行。但是,实际中无法保证yield()达到让步目的,因为让步的线程还有可能被线程调度程序再次选中。
结论:yield()从未导致线程转到等待/睡眠/阻塞状态。在大多数情况下,yield()将导致线程从运行状态转到可运行状态,但有可能没有效果。
3.Request范围内的几个方法
request.getAttribute()方法返回request范围内存在的对象
request.getParameter()方法是获取http提交过来的数据。
getAttribute是返回对象。
getParameter返回字符串。
4.Socket编程
5.接口和抽象类
抽象类
特点:
1.抽象类中可以构造方法
2.抽象类中可以存在普通属性,方法,静态属性和方法。
3.抽象类中可以存在抽象方法。
4.如果一个类中有一个抽象方法,那么当前类一定是抽象类;抽象类中不一定有抽象方法。
5.抽象类中的抽象方法,需要有子类实现,如果子类不实现,则子类也需要定义为抽象的。
接口
1.在接口中只有方法的声明,没有方法体。
2.在接口中只有常量,因为定义的变量,在编译的时候都会默认加上
public static final
3.在接口中的方法,永远都被public来修饰。
4.接口中没有构造方法,也不能实例化接口的对象。
5.接口可以实现多继承
6.接口中定义的方法都需要有实现类来实现,如果实现类不能实现接口中的所有方法
7.则实现类定义为抽象类。
6.Volatile
volatile到底做了什么:
- 禁止了指令重排
- 保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性,即一个线程修改了某个变量值,这个新值对其他线程是立即可见的
- 不保证原子性(线程不安全)
synchronized关键字和volatile关键字比较:
- volatile关键字是线程同步的轻量级实现,所以volatile性能肯定比synchronized关键字要好。但是volatile关键字只能用于变量而synchronized关键字可以修饰方法以及代码块。synchronized关键字在JavaSE1.6之后进行了主要包括为了减少获得锁和释放锁带来的性能消耗而引入的偏向锁和轻量级锁以及其它各种优化之后执行效率有了显著提升,实际开发中使用 synchronized 关键字的场景还是更多一些。
- 多线程访问volatile关键字不会发生阻塞,而synchronized关键字可能会发生阻塞
- volatile关键字能保证数据的可见性,但不能保证数据的原子性。synchronized关键字两者都能保证。
- volatile关键字主要用于解决变量在多个线程之间的可见性,而 synchronized关键字解决的是多个线程之间访问资源的同步性
7.RMI(远程通讯手段)
协议:TCP/IP
8. Error 和 Exception 区别
Java 中,所有的异常都有一个共同的祖先 java.lang 包中的 Throwable 类。 Throwable 类有两个重要的子类 Exception (异常)和 Error (错误)。
Exception 和 Error 二者都是 Java 异常处理的重要子类,各自都包含大量子类。
Exception :程序本身可以处理的异常,可以通过 catch 来进行捕获,通常遇到这种错误,应对
其进行处理,使应用程序可以继续正常运行。 Exception 又可以分为运行时异常
(RuntimeException, 又叫非受检查异常)和非运行时异常(又叫受检查异常) 。
Error : Error 属于程序无法处理的错误 ,我们没办法通过 catch 来进行捕获 。例如,系统崩
溃,内存不足,堆栈溢出等,编译器不会对这类错误进行检测,一旦这类错误发生,通常应用程序
会被终止,仅靠应用程序本身无法恢复。
9.构造方法的特点
(1)构造方法的方法名必须与类名相同。
(2)构造方法没有返回类型,也不能定义为void,在方法名前面不声明方法类型。
(3)构造方法的主要作用是完成对象的初始化工作,它能够把定义对象时的参数传给对象的域。
(4)一个类可以定义多个构造方法,如果在定义类时没有定义构造方法,则编译系统会自动插入一个无参数的默认构造器,这个构造器不执行任何代码。
(5)构造方法可以重载,以参数的个数,类型,顺序。
10.静态调用
静态成员和静态方法,可以直接通过类名进行调用;其他的成员和方法则需要进行实例化成对象之后,通过对象来调用。
11.JVM内存五大区域
12.运行时常量池
为了避免歧义,以下提及的JVM,是Hotspot
方法区是什么?
方法区是广义上的概念,是一个定义、标准,可以理解为Java中的接口,在Jdk6、7方法区的实 现 叫永久代;Jdk8之后方法区的实现叫元空间,并从JVM内存中移除,放到了直接内存中;
方法区是被所有方法线程共享的一块内存区域.
运行时常量池是什么?
运行时常量池是每一个类或接口的常量池的运行时表示形式
具体体现就是在Java编译后生成的.class文件中,会有class常量池,也就是静态的运行时常量 池;
运行时常量池存放的位置?
在不同版本的JDK中,运行时常量池所处的位置也不一样.
JDK1.7及之前方法区位于永久代.由于一些原因在JDK1.8之后彻底祛除了永久代,用元空间代替.所以运行时常量池一直是方法区的一部分。
运行时常量池存放什么?
存放编译期生成的各种字面量和符号引用;(字面量和符号引用不懂的同学请自行查阅)
运行时常量池中包含多种不同的常量,包括编译期就已经明确的数值字面量,也包括到运行期解析后才能够获得的方法或者字段引用。 此时不再是常量池中的符号地址了,这里换为真实地址。
运行时常量池与字符串常量池?(可能有同学把他俩搞混)
字符串常量池:在JVM中,为了减少相同的字符串的重复创建,为了达到节省内存的目的。会单独开辟一块内存,用于保存字符串常量,这个内存区域被叫做字符串常量池.
字符串常量池位置?
JDK1.6时字符串常量池,被存放在方法区中(永久代),而到了JDK1.7,因为永久代垃圾回收频率低;而字符串使用频率比较高,不能及时回收字符串,会导致导致永久代内存不足,就被移动到了堆内存中。
13.八大排序的效率
14.Default和Protected
default和protected的区别是:
前者只要是外部包,就不允许访问。
后者只要是子类就允许访问,即使子类位于外部包。
总结:default拒绝一切包外访问;protected接受包外的子类访问
15.类方法与实例方法
在类方法中调用本类的类方法可直接调用。 实例方法也叫做对象方法。
类方法是属于整个类的,而实例方法是属于类的某个对象的。
由于类方法是属于整个类的,并不属于类的哪个对象,所以类方法的方法体中不能有与类的对象有关的内容。即类方法体有如下限制:
(1) 类方法中不能引用对象变量;
(2) 类方法中不能调用类的对象方法;
(3) 在类方法中不能使用super、this关键字。
(4)类方法不能被覆盖。
如果违反这些限制,就会导致程序编译错误。
与类方法相比,对象方法几乎没有什么限制:
(1) 对象方法中可以引用对象变量,也可以引用类变量;
(2) 对象方法中可以调用类方法;
(3) 对象方法中可以使用super、this关键字。
16.自动类型转换规则
自动类型转换遵循下面的规则:
1.若参与运算的数据类型不同,则先转换成同一类型,然后进行运算。
2.转换按数据长度增加的方向进行,以保证精度不降低。例如int型和long型运算时,先把int量转成long型后再进行运算。
3.所有的浮点运算都是以双精度进行的,即使仅含float单精度量运算的表达式,也要先转换成double型,再作运算。
4.char型和short型参与运算时,必须先转换成int型。
5.在赋值运算中,赋值号两边的数据类型不同时,需要把右边表达式的类型将转换为左边变量的类型。如果右边表达式的数据类型长度比左边长时,将丢失一部分数据,这样会降低精度。
下图表示了类型自动转换的规则:
17.单例模式
一、单例模式的定义
定义: 确保一个类只有一个实例,并提供该实例的全局访问点。
这样做的好处是:有些实例,全局只需要一个就够了,使用单例模式就可以避免一个全局使用的类,频繁的创建与销毁,耗费系统资源。
二、单例模式的设计要素
- 一个私有构造函数 (确保只能单例类自己创建实例)
- 一个私有静态变量 (确保只有一个实例)
- 一个公有静态函数 (给使用者提供调用方法)
简单来说就是,单例类的构造方法不让其他人修改和使用;并且单例类自己只创建一个实例,这个实例,其他人也无法修改和直接使用;然后单例类提供一个调用方法,想用这个实例,只能调用。这样就确保了全局只创建了一次实例。
三、单例模式的6种实现及各实现的优缺点
(一)懒汉式(线程不安全)
实现:
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | public class Singleton { private static Singleton uniqueInstance; private Singleton() { } public static Singleton getUniqueInstance() { if (uniqueInstance == null) { uniqueInstance = new Singleton(); } return uniqueInstance; } } |
说明: 先不创建实例,当第一次被调用时,再创建实例,所以被称为懒汉式。
优点: 延迟了实例化,如果不需要使用该类,就不会被实例化,节约了系统资源。
缺点: 线程不安全,多线程环境下,如果多个线程同时进入了 if (uniqueInstance == null) ,若此时还未实例化,也就是uniqueInstance == null,那么就会有多个线程执行 uniqueInstance = new Singleton(); ,就会实例化多个实例;
(二)饿汉式(线程安全)
实现:
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | public class Singleton { private static Singleton uniqueInstance = new Singleton(); private Singleton() { } public static Singleton getUniqueInstance() { return uniqueInstance; } } |
说明: 先不管需不需要使用这个实例,直接先实例化好实例 (饿死鬼一样,所以称为饿汉式),然后当需要使用的时候,直接调方法就可以使用了。
优点: 提前实例化好了一个实例,避免了线程不安全问题的出现。
缺点: 直接实例化好了实例,不再延迟实例化;若系统没有使用这个实例,或者系统运行很久之后才需要使用这个实例,都会操作系统的资源浪费。
(三)懒汉式(线程安全)
实现:
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | public class Singleton { private static Singleton uniqueInstance; private static singleton() { } private static synchronized Singleton getUinqueInstance() { if (uniqueInstance == null) { uniqueInstance = new Singleton(); } return uniqueInstance; } } |
说明: 实现和 线程不安全的懒汉式 几乎一样,唯一不同的点是,在get方法上 加了一把 锁。如此一来,多个线程访问,每次只有拿到锁的的线程能够进入该方法,避免了多线程不安全问题的出现。
优点: 延迟实例化,节约了资源,并且是线程安全的。
缺点: 虽然解决了线程安全问题,但是性能降低了。因为,即使实例已经实例化了,既后续不会再出现线程安全问题了,但是锁还在,每次还是只能拿到锁的线程进入该方***使线程阻塞,等待时间过长。
(四)双重检查锁实现(线程安全)
实现:
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 | public class Singleton { private volatile static Singleton uniqueInstance; private Singleton() { } public static Singleton getUniqueInstance() { if (uniqueInstance == null) { synchronized (Singleton.class) { if (uniqueInstance == null) { uniqueInstance = new Singleton(); } } } return uniqueInstance; } } |
说明: 双重检查数相当于是改进了 线程安全的懒汉式。线程安全的懒汉式 的缺点是性能降低了,造成的原因是因为即使实例已经实例化,依然每次都会有锁。而现在,我们将锁的位置变了,并且多加了一个检查。 也就是,先判断实例是否已经存在,若已经存在了,则不会执行判断方法内的有锁方法了。 而如果,还没有实例化的时候,多个线程进去了,也没有事,因为里面的方法有锁,只会让一个线程进入最内层方法并实例化实例。如此一来,最多最多,也就是第一次实例化的时候,会有线程阻塞的情况,后续便不会再有线程阻塞的问题。
为什么使用 volatile 关键字修饰了 uniqueInstance 实例变量 ?
uniqueInstance = new Singleton(); 这段代码执行时分为三步:
- 为 uniqueInstance 分配内存空间
- 初始化 uniqueInstance
- 将 uniqueInstance 指向分配的内存地址
正常的执行顺序当然是 1>2>3 ,但是由于 JVM 具有指令重排的特性,执行顺序有可能变成 1>3>2。
单线程环境时,指令重排并没有什么问题;多线程环境时,会导致有些线程可能会获取到还没初始化的实例。
例如:线程A 只执行了 1 和 3 ,此时线程B来调用 getUniqueInstance(),发现 uniqueInstance 不为空,便获取 uniqueInstance 实例,但是其实此时的 uniqueInstance 还没有初始化。
解决办法就是加一个 volatile 关键字修饰 uniqueInstance ,volatile 会禁止 JVM 的指令重排,就可以保证多线程环境下的安全运行。
优点: 延迟实例化,节约了资源;线程安全;并且相对于 线程安全的懒汉式,性能提高了。
缺点: volatile 关键字,对性能也有一些影响。
(五)静态内部类实现(线程安全)
实现:
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | public class Singleton { private Singleton() { } private static class SingletonHolder { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); } public static Singleton getUniqueInstance() { return SingletonHolder.INSTANCE; } } |
说明: 首先,当外部类 Singleton 被加载时,静态内部类 SingletonHolder 并没有被加载进内存。当调用 getUniqueInstance() 方法时,会运行 return SingletonHolder.INSTANCE; ,触发了 SingletonHolder.INSTANCE ,此时静态内部类 SingletonHolder 才会被加载进内存,并且初始化 INSTANCE 实例,而且 JVM 会确保 INSTANCE 只被实例化一次。
优点: 延迟实例化,节约了资源;且线程安全;性能也提高了。
(六)枚举类实现(线程安全)
实现:
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | public enum Singleton { INSTANCE; //添加自己需要的操作 public void doSomeThing() { } } |
说明: 默认枚举实例的创建就是线程安全的,且在任何情况下都是单例。
优点: 写法简单,线程安全,天然防止反射和反序列化调用。
- 防止反序列化
序列化:把java对象转换为字节序列的过程;
反序列化: 通过这些字节序列在内存中新建java对象的过程;
说明: 反序列化 将一个单例实例对象写到磁盘再读回来,从而获得了一个新的实例。
我们要防止反序列化,避免得到多个实例。
枚举类天然防止反序列化。
其他单例模式 可以通过 重写 readResolve() 方法,从而防止反序列化,使实例唯一重写 readResolve() :
| 1 2 3 | private Object readResolve() throws ObjectStreamException{ return singleton; } |
四、单例模式的应用场景
应用场景举例:
- 网站计数器。
- 应用程序的日志应用。
- Web项目中的配置对象的读取。
- 数据库连接池。
- 多线程池。
- ......
使用场景总结:
- 频繁实例化然后又销毁的对象,使用单例模式可以提高性能。
- 经常使用的对象,但实例化时耗费时间或者资源多,如数据库连接池,使用单例模式,可以提高性能,降低资源损坏。
- 使用线程池之类的控制资源时,使用单例模式,可以方便资源之间的通信。
18.volatile与synchronized的区别
volatile与synchronized的区别:
volatile本质是在告诉jvm当前变量在寄存器中的值是不确定的,需要从主存中读取,synchronized则 是锁定当前变量,只有当前线程可以访问该变量,其他线程被阻塞住.
volatile仅能使用在变量级别,synchronized则可以使用在变量,方法.
volatile仅能实现变量的修改可见性,但不具备原子特性,而synchronized则可以保证变量的修改可见 性和原子性.
volatile不会造成线程的阻塞,而synchronized可能会造成线程的阻塞.
volatile标记的变量不会被编译器优化,而synchronized标记的变量可以被编译器优化.



