第一次找实习wwwwwwww好紧张希望能顺利。

Java SE复习笔记

JVM

Java虚拟机（Java Virtual Machine，简称JVM）是运行所有Java程序的抽象计算机，是Java语言的运行环境。

Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性（一次编译、处处运行）。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行，至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java语言虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用模式Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息，使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码），就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时，把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。

JVM中提供的JIT（即时编译方式）将字节码直接转化成高性能的本地机器码，即JIT使得Java程序既能跨平台又能高速运行。

Java集合

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ArrayList

Java ArrayList 常用方法列表如下：

方法 描述
add() 将元素插入到指定位置的 arraylist 中
addAll() 添加集合中的所有元素到 arraylist 中
clear() 删除 arraylist 中的所有元素
clone() 复制一份 arraylist
contains() 判断元素是否在 arraylist
get() 通过索引值获取 arraylist 中的元素
indexOf() 返回 arraylist 中元素的索引值
removeAll() 删除存在于指定集合中的 arraylist 里的所有元素
remove() 删除 arraylist 里的单个元素
size() 返回 arraylist 里元素数量
isEmpty() 判断 arraylist 是否为空
subList() 截取部分 arraylist 的元素
set() 替换 arraylist 中指定索引的元素
sort() 对 arraylist 元素进行排序
toArray() 将 arraylist 转换为数组
toString() 将 arraylist 转换为字符串
ensureCapacity() 设置指定容量大小的 arraylist
lastIndexOf() 返回指定元素在 arraylist 中最后一次出现的位置
retainAll() 保留 arraylist 中在指定集合中也存在的那些元素
containsAll() 查看 arraylist 是否包含指定集合中的所有元素
trimToSize() 将 arraylist 中的容量调整为数组中的元素个数
removeRange() 删除 arraylist 中指定索引之间存在的元素
replaceAll() 将给定的操作内容替换掉数组中每一个元素
removeIf() 删除所有满足特定条件的 arraylist 元素
forEach() 遍历 arraylist 中每一个元素并执行特定操作

Linked List

以下情况使用 ArrayList :

  • 频繁访问列表中的某一个元素。
  • 只需要在列表末尾进行添加和删除元素操作。

以下情况使用 LinkedList :

  • 你需要通过循环迭代来访问列表中的某些元素。
  • 需要频繁的在列表开头、中间、末尾等位置进行添加和删除元素操作。

LinkedList 实现了 Queue 接口、Deque 接口，可作为队列、双向队列使用。

方法 描述
public boolean add(E e) 链表末尾添加元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public void add(int index, E element) 向指定位置插入元素。
public boolean addAll(Collection c) 将一个集合的所有元素添加到链表后面，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public boolean addAll(int index, Collection c) 将一个集合的所有元素添加到链表的指定位置后面，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public void addFirst(E e) 元素添加到头部。
public void addLast(E e) 元素添加到尾部。
public boolean offer(E e) 向链表末尾添加元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public boolean offerFirst(E e) 头部插入元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public boolean offerLast(E e) 尾部插入元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public void clear() 清空链表。
public E removeFirst() 删除并返回第一个元素。
public E removeLast() 删除并返回最后一个元素。
public boolean remove(Object o) 删除某一元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public E remove(int index) 删除指定位置的元素。
public E poll() 删除并返回第一个元素。
public E remove() 删除并返回第一个元素。
public boolean contains(Object o)</td> 判断是否含有某一元素。
public E get(int index) 返回指定位置的元素。
public E getFirst() 返回第一个元素。
public E getLast() 返回最后一个元素。
public int indexOf(Object o) 查找指定元素从前往后第一次出现的索引。
public int lastIndexOf(Object o) 查找指定元素最后一次出现的索引。
public E peek() 返回第一个元素。
public E element() 返回第一个元素。
public E peekFirst() 返回头部元素。
public E peekLast() 返回尾部元素。
public E set(int index, E element) 设置指定位置的元素。
public Object clone() 克隆该列表。
public Iterator descendingIterator() 返回倒序迭代器。
public int size() 返回链表元素个数。
public ListIterator listIterator(int index) 返回从指定位置开始到末尾的迭代器。
[public Object] toArray() 返回一个由链表元素组成的数组。
[public T] toArray(T[] a) 返回一个由链表元素转换类型而成的数组。

HashSet

方法 返回值 说明 示例
add(E e) boolean 添加元素到集合，成功返回 true，重复元素返回 false。 set.add("Java");
remove(Object o) boolean 删除指定元素，成功返回 true，元素不存在返回 false。 set.remove("Python");
contains(Object o) boolean 检查集合是否包含指定元素。 if (set.contains("Java")) { ... }
size() int 返回集合中的元素数量。 int count = set.size();
isEmpty() boolean 判断集合是否为空。 if (set.isEmpty()) { ... }
clear() void 清空集合中的所有元素。 set.clear();
iterator() Iterator<E> 返回集合的迭代器，用于遍历元素。 for (String s : set) { ... }
toArray() Object[] 将集合转换为数组。 Object[] arr = set.toArray();
toArray(T[] a) T[] 将集合转换为指定类型的数组。 String[] arr = set.toArray(new String[0]);
addAll(Collection<? extends E> c) boolean 添加另一个集合的所有元素（并集操作）。 set.addAll(Arrays.asList("A", "B"));
retainAll(Collection<?> c) boolean 仅保留与指定集合共有的元素（交集操作）。 set.retainAll(otherSet);
removeAll(Collection<?> c) boolean 删除与指定集合共有的元素（差集操作）。 set.removeAll(otherSet);

HashMap

Java HashMap 常用方法列表如下：

方法 描述
clear() 删除 hashMap 中的所有键/值对
clone() 复制一份 hashMap
isEmpty() 判断 hashMap 是否为空
size() 计算 hashMap 中键/值对的数量
put() 将键/值对添加到 hashMap 中
putAll() 将所有键/值对添加到 hashMap 中
putIfAbsent() 如果 hashMap 中不存在指定的键，则将指定的键/值对插入到 hashMap 中。
remove() 删除 hashMap 中指定键 key 的映射关系
containsKey() 检查 hashMap 中是否存在指定的 key 对应的映射关系。
containsValue() 检查 hashMap 中是否存在指定的 value 对应的映射关系。
replace() 替换 hashMap 中是指定的 key 对应的 value。
replaceAll() 将 hashMap 中的所有映射关系替换成给定的函数所执行的结果。
get() 获取指定 key 对应对 value
getOrDefault() 获取指定 key 对应对 value，如果找不到 key ，则返回设置的默认值
forEach() 对 hashMap 中的每个映射执行指定的操作。
entrySet() 返回 hashMap 中所有映射项的集合集合视图。
keySet() 返回 hashMap 中所有 key 组成的集合视图。
values() 返回 hashMap 中存在的所有 value 值。
merge() 添加键值对到 hashMap 中
compute() 对 hashMap 中指定 key 的值进行重新计算
computeIfAbsent() 对 hashMap 中指定 key 的值进行重新计算，如果不存在这个 key，则添加到 hashMap 中
computeIfPresent() 对 hashMap 中指定 key 的值进行重新计算，前提是该 key 存在于 hashMap 中。

Java I/O

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字节流（处理二进制数据）

InputStream

InputStream用于从源头（通常是文件）读取数据（字节信息）到内存中，java.io.InputStream抽象类是所有字节输入流的父类。

方法 说明
read() 返回输入流中下一个字节的数据。返回的值介于 0 到 255 之间。如果未读取任何字节，则代码返回 -1 ，表示文件结束。
read(byte b[ ]) 从输入流中读取一些字节存储到数组 b 中，返回读取的字节数。如果没有可用字节读取，返回 -1。
read(byte b[], int off, int len) 在read(byte b[ ]) 方法的基础上增加了 off 参数（偏移量）和 len 参数（要读取的最大字节数）。
skip(long n) 忽略输入流中的 n 个字节 ,返回实际忽略的字节数。
available() 返回输入流中可以读取的字节数。
close() 关闭输入流释放相关的系统资源。

从 Java 9 开始，InputStream 新增加了多个实用的方法：

  • readAllBytes()：读取输入流中的所有字节，返回字节数组。
  • readNBytes(byte[] b, int off, int len)：阻塞直到读取 len 个字节。
  • transferTo(OutputStream out)：将所有字节从一个输入流传递到一个输出流。

FileInputStream配合BufferedInputStream实现读取String对象：

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// 新建一个 BufferedInputStream 对象
BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(new FileInputStream("input.txt"));
// 读取文件的内容并复制到 String 对象中
String result = new String(bufferedInputStream.readAllBytes());
System.out.println(result);

DataInputStream可读取多种类型的值、ObjectInputStream可以反序列化对象，使用方法都与上面类似，构造函数使用一个FileInputStream作为参数。

OutputStream

OutputStream用于将数据（字节信息）写入到目的地（通常是文件），java.io.OutputStream抽象类是所有字节输出流的父类。

方法 说明
write(int b) 将特定字节写入输出流。
write(byte b[ ]) 将数组b 写入到输出流，等价于 write(b, 0, b.length) 。
write(byte[] b, int off, int len) 在write(byte b[ ]) 方法的基础上增加了 off 参数（偏移量）和 len 参数（要读取的最大字节数）。
flush() 刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节。
close() 闭输出流释放相关的系统资源。

字符流（处理文本数据）

Reader

Reader用于从源头（通常是文件）读取数据（字符信息）到内存中，java.io.Reader抽象类是所有字符输入流的父类。

方法与InputStream类似，但是类型由byte改为char。

Writer

同理。但是除可写入char[]类型外还可写入String类。

I/O模型

  • BIO：同步阻塞I/O
  • NIO（Non-Blocking I/O、New I/O）：同步非阻塞 I/O、I/O 多路复用
  • AIO（Asynchronous I/O）：信号驱动 I/O 、异步 I/O

并发编程

进程和线程

  • 进程：进程是一个正在执行的程序实例。每个进程都有独立的内存空间、系统资源分配（如文件描述符等）以及一个或多个线程。
  • 线程：线程是进程内的基本执行单位，是操作系统进行运行操作的最小单元。一个进程内的所有线程共享该进程的资源，包括内存空间和文件描述符等。

共享进程的堆和方法区资源，但每个线程有自己的程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈

线程的生命周期和状态

Java 线程在运行的生命周期中的指定时刻只可能处于下面 6 种不同状态的其中一个状态：

  • NEW: 初始状态，线程被创建出来但没有被调用 start() 。
  • RUNNABLE: 运行状态，线程被调用了 start()等待运行的状态。
  • BLOCKED：阻塞状态，需要等待锁释放。
  • WAITING：等待状态，表示该线程需要等待其他线程做出一些特定动作（通知或中断）。
  • TIME_WAITING：超时等待状态，可以在指定的时间后自行返回而不是像 WAITING 那样一直等待。
  • TERMINATED：终止状态，表示该线程已经运行完毕。

Java 线程状态变迁图

并发与并行的区别

  • 并发：两个及两个以上的作业在同一 时间段 内执行。
  • 并行：两个及两个以上的作业在同一 时刻 执行。

最关键的点是：是否是 同时 执行。

同步和异步的区别

  • 同步：发出一个调用之后，在没有得到结果之前， 该调用就不可以返回，一直等待。
  • 异步：调用在发出之后，不用等待返回结果，该调用直接返回。

死锁

死锁的四个必要条件：

  1. 互斥条件：该资源任意一个时刻只由一个线程占用。
  2. 请求与保持条件：一个线程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
  3. 不剥夺条件：线程已获得的资源在未使用完之前不能被其他线程强行剥夺，只有自己使用完毕后才释放资源。
  4. 循环等待条件：若干线程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

参考：https://javaguide.cn/