JavaEE阶段复习

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模块三、面向对象

1. 继承：

   a. 单继承：Java只支持单继承，即一个子类只能有一个直接父类。但子类可以间接地继承多个父类。

   b. 构造方法与继承：在子类中可以通过super()关键字调用父类的构造方法。如果子类没有显式地调用父类的构造方法，Java会自动调用父类的无参构造方法。

   c. 方法重写（Override）：子类可以覆盖父类的方法，以实现不同的行为。重写方法的访问修饰符、返回类型、方法名和参数列表必须与父类相同，同时子类方法的访问权限不能低于父类方法。

   d. final关键字：使用final修饰的类不能被继承，使用final修饰的方法不能被重写。

2. 封装：

   a. 访问修饰符：Java中有四种访问修饰符，分别是public（公共的）、protected（受保护的）、private（私有的）和默认（包内可见）。它们分别限制了类、属性和方法的可见性范围。

   b. Getter和Setter方法：通过提供公共的获取（get）和设置（set）方法，可以实现对私有属性的访问和修改。这样可以对属性值的修改加以控制，保证数据的完整性和安全性。

3. 多态：

   a. 方法重写（Override）：子类覆盖父类的方法，以实现不同的行为。多态的体现之一。

   b. 接口实现（Implements）：一个类可以实现多个接口，从而实现多态。接口定义了一组行为规范，但不包含实现。实现接口的类必须实现接口中的所有抽象方法。

   c. 向上转型（Upcasting）：子类的对象可以被当作父类的对象来使用。这允许我们在运行时动态地改变对象的行为。

   d. 向下转型（Downcasting）：将父类对象强制转换为子类对象。在进行向下转型之前，需要先判断对象是否为目标子类的实例，可以使用instanceof关键字进行判断。

4. 类与对象：

   a. 实例变量和类变量：实例变量是每个对象实例独有的，存储在堆内存中；类变量是所有对象实例共享的，使用static关键字修饰，存储在方法区中。

   b. 实例方法和类方法：实例方法属于对象实例，可以访问实例变量；类方法属于类，使用static关键字修饰，不能直接访问实例变量，只能访问类变量。

   c. 构造方法：用于创建对象实例并初始化实例变量的特殊方法。构造方法的名称与类名相同，没有返回值类型。一个类可以有多个构造方法，通过参数列表的不同进行区分。

   d. 匿名对象：没有显式声明变量引用的对象。匿名对象在创建后可以立即使用，但只能使用一次。

5. 接口与抽象类：

   a. 接口：

   • 使用interface关键字定义。
   • 可以包含抽象方法和默认方法（使用default关键字修饰，具有默认实现）。
   • 不能包含实例变量，但可以包含静态常量。
   • 一个类可以实现多个接口，接口之间可以多重继承。

   b. 抽象类：

   • 使用abstract关键字定义。
   • 可以包含抽象方法和具体实现。
   • 可以包含实例变量。
   • 一个类只能继承一个抽象类。
   • 抽象类可以包含构造方法，但不能直接实例化。只能通过继承后的子类进行实例化。

模块四、集合框架

1. List：
   List是一个有序集合，允许存储重复元素。List接口的主要实现类有：

   a. ArrayList：基于动态数组实现，支持随机访问。插入和删除元素的时间复杂度可能较高，因为需要移动数组元素。

   b. LinkedList：基于双向链表实现，适合在列表的头部和尾部进行插入和删除操作。不支持高效的随机访问，因为需要遍历链表。

2. Set：
   Set是一个不允许存储重复元素的无序集合。Set接口的主要实现类有：

   a. HashSet：基于哈希表实现，具有很好的查找和插入性能。元素在集合中的顺序是不确定的。

   b. LinkedHashSet：基于链表和哈希表实现，保持了插入顺序。性能略低于HashSet，但在某些场景下有序性可能是需要的。

   c. TreeSet：基于红黑树实现，元素按照排序顺序存储。支持高效的查找和排序操作，但插入和删除操作相对较慢。

3. Map：
   Map是一个存储键值对的无序集合，键不允许重复。Map接口的主要实现类有：

   a. HashMap：基于哈希表实现，具有很好的查找和插入性能。键值对在Map中的顺序是不确定的。

   b. LinkedHashMap：基于链表和哈希表实现，保持了插入顺序。性能略低于HashMap，但在某些场景下有序性可能是需要的。

   c. TreeMap：基于红黑树实现，键按照排序顺序存储。支持高效的查找和排序操作，但插入和删除操作相对较慢。

需要掌握的能力：

1. 掌握在不同场景下选用合适的集合框架：

   a. 选择List：

   • 当需要存储具有顺序的元素并允许重复时。
   • 当需要频繁访问元素时，可以选择ArrayList。
   • 当需要频繁进行头部和尾部的插入和删除操作时，可以选择LinkedList。

   b. 选择Set：

   • 当需要存储不允许重复的元素时。
   • 当需要快速查找和插入元素时，可以选择HashSet。
   • 当需要保持元素的插入顺序时，可以选择LinkedHashSet。
   • 当需要对元素进行排序时，可以选择TreeSet。

   c. 选择Map：

   • 当需要存储键值对数据时。
   • 当需要快速查找和插入键值对时，可以选择HashMap。
   • 当需要保持键值对的插入顺序时，可以选择LinkedHashMap。
   • 当需要对键进行排序时，可以选择TreeMap。

在实际应用中，根据不同的业务场景和性能需求，选择合适的集合框架来优化程序性能。例如，如果需要快速查找元素，可以选择基于哈希表的实现；如果需要对元素进行排序，可以选择基于红黑树的实现。

请注意，Java集合框架中的类和接口还提供了许多其他功能，例如迭代器、比较器、过滤器等。在实际编程中，需要熟练掌握这些功能，以便更有效地操作集合数据。以下我整理了一部分

1. 迭代器（Iterator）：

   • 迭代器是一种遍历集合元素的通用方法。可以用于遍历List、Set和Map等集合。
   • 使用iterator()方法获取集合的迭代器，然后通过hasNext()和next()方法进行遍历。
   • Java 1.8引入了forEachRemaining()方法，可以使用Lambda表达式更简洁地遍历集合。

2. 比较器（Comparator）：

   • Comparator接口用于定义自定义排序规则。在使用TreeSet和TreeMap等需要排序的集合时，可以使用Comparator自定义排序规则。
   • 实现Comparator接口的compare()方法，根据需要对两个对象进行比较。
   • Java 1.8引入了Comparator接口的默认方法，例如reversed()、thenComparing()等，可以方便地对比较器进行组合和修改。

3. 过滤器（Predicate）：

   • Java 1.8引入了Predicate接口，用于表示一个判断条件。可以结合Stream API对集合进行过滤操作。
   • 实现Predicate接口的test()方法，根据需要对元素进行判断。
   • Predicate接口提供了一些默认方法，例如and()、or()、negate()等，可以方便地对过滤条件进行组合和修改。

4. Stream API：

   • Java 1.8引入了Stream API，提供了一种新的处理集合数据的方法。可以对集合进行过滤、映射、排序、聚合等操作。
   • 使用stream()方法将集合转换为Stream，然后使用Stream API中提供的方法进行操作。最后使用collect()、toArray()、reduce()等方法将结果转换回集合或其他数据类型。
   • Stream API支持串行和并行处理，可以通过parallelStream()方法获取并行Stream，提高处理大量数据的性能。

5. 并发集合：

   • Java提供了一些线程安全的并发集合类，例如CopyOnWriteArrayList、ConcurrentHashMap、ConcurrentLinkedQueue等。它们可以在多线程环境下安全地进行数据操作。
   • 并发集合通过内部加锁机制、原子操作等方法实现线程安全。相比于使用Collections.synchronizedXXX()方法包装的同步集合，它们通常具有更好的性能。

这些补充功能可以帮助您更灵活、高效地操作集合数据。掌握这些功能对于使用Java集合框架非常重要。

模块五、IO流

1. 字节流：
   字节流用于处理字节数据（如图像、音频等）和二进制文件。字节流的主要类有：

   a. InputStream：字节输入流的基类。常用子类包括 FileInputStream（读取文件）、ByteArrayInputStream（读取字节数组）等。

   b. OutputStream：字节输出流的基类。常用子类包括 FileOutputStream（写入文件）、ByteArrayOutputStream（写入字节数组）等。

2. 字符流：
   字符流用于处理字符数据和文本文件。字符流的主要类有：

   a. Reader：字符输入流的基类。常用子类包括 FileReader（读取文件）、StringReader（读取字符串）等。

   b. Writer：字符输出流的基类。常用子类包括 FileWriter（写入文件）、StringWriter（写入字符串）等。

3. 对象流：
   对象流用于处理序列化的Java对象。对象流的主要类有：

   a. ObjectInputStream：对象输入流，用于从字节流中读取序列化的对象。

   b. ObjectOutputStream：对象输出流，用于将序列化的对象写入字节流。

4. 掌握在不同业务场景下，选择合适的流对象：

   a. 选择字节流：

   • 当处理字节数据（如图像、音频等）和二进制文件时，应使用字节流。
   • 当需要高效地读写大量字节数据时，可以考虑使用缓冲字节流（BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream）。

   b. 选择字符流：

   • 当处理字符数据和文本文件时，应使用字符流。
   • 当需要高效地读写大量字符数据时，可以考虑使用缓冲字符流（BufferedReader 和 BufferedWriter）。
   • 当需要对字符进行转换（如编码、解码）时，可以使用 InputStreamReader 和 OutputStreamWriter。

   c. 选择对象流：

   • 当需要读写序列化的Java对象时，应使用对象流。
   • 请注意，要使用对象流，需要确保对象所属的类实现了 Serializable 接口。

在实际应用中，根据不同的业务场景和需求，选择合适的流对象以优化程序性能。同时，需要注意正确地关闭流资源，以避免资源泄漏。

模块六、JDBC

以下是关于Java JDBC的相关知识点和需要掌握的能力：

知识点：

1. JDBC连接步骤与流程：
   a. 加载数据库驱动：通过Class.forName()方法加载数据库驱动类。
   b. 建立连接：使用DriverManager.getConnection()方法获取与数据库的连接对象。
   c. 创建语句：通过连接对象的createStatement()或prepareStatement()方法创建Statement或PreparedStatement对象。
   d. 执行查询：使用executeQuery()方法执行查询操作，返回ResultSet对象；或使用executeUpdate()方法执行更新操作，返回受影响的行数。
   e. 处理结果：遍历ResultSet对象，获取查询结果。
   f. 关闭资源：关闭ResultSet、Statement（或PreparedStatement）和Connection对象，释放资源。

2. Statement与PreparedStatement的使用：
   a. Statement：用于执行静态SQL语句。可能存在SQL注入风险，且性能较低。
   b. PreparedStatement：用于执行预编译SQL语句，具有占位符参数。可以防止SQL注入，并提高执行性能。

3. 事务：
   a. 事务是一组原子操作，要么全部成功，要么全部失败。
   b. JDBC默认使用自动提交模式。要使用事务，需要通过Connection.setAutoCommit(false)关闭自动提交。
   c. 使用Connection.commit()提交事务，或使用Connection.rollback()回滚事务。

4. 批处理：
   a. 批处理用于一次执行多条SQL语句，提高执行效率。
   b. 通过Statement.addBatch()或PreparedStatement.addBatch()方法添加SQL语句。
   c. 使用Statement.executeBatch()或PreparedStatement.executeBatch()方法执行批处理。

需要掌握的能力：

1. 掌握JDBC连接相关步骤：了解并熟练掌握JDBC连接数据库的流程，包括加载驱动、建立连接、创建语句、执行查询、处理结果和关闭资源等。

2. 掌握预编译执行与占位符参数：

   a. 预编译执行：PreparedStatement是一种预编译SQL语句的方式，它在数据库端进行预编译，减少了数据库重复编译同一SQL语句的开销，从而提高了执行性能。PreparedStatement允许使用占位符参数，这样可以避免拼接SQL字符串的麻烦，提高代码的可读性和可维护性。

   b. 占位符参数：占位符参数是用问号（?）表示的参数，它们用于替换SQL语句中的实际值。在设置占位符参数时，可以使用PreparedStatement类的setXXX()方法（如setString()、setInt()等），其中XXX表示相应的数据类型。这种方式可以防止SQL注入攻击，因为用户提供的数据将被视为参数值，而不是SQL语句的一部分。

   c. 示例：以下是使用PreparedStatement和占位符参数插入数据的示例：

String sql = "INSERT INTO users (username, email) VALUES (?, ?)";
PreparedStatement pstmt = connection.prepareStatement(sql);
pstmt.setString(1, "John Doe");
pstmt.setString(2, "[email protected]");
pstmt.executeUpdate();

3. 掌握事务相关理论与应用：

   a. 原子性：事务中的一组操作要么全部成功，要么全部失败。如果事务过程中出现异常，需要回滚至事务开始之前的状态。

   b. 隔离性：事务之间相互独立，一个事务的执行不会影响其他事务。

   c. 持久性：一旦事务提交，对数据库的更改将永久保存。

   d. 一致性：事务确保数据库从一个一致性状态转换到另一个一致性状态。

   e. 示例：以下是使用JDBC进行事务控制的示例：

try {
    
    
  connection.setAutoCommit(false);
  
  // 执行一些数据库操作，如插入、更新、删除等

  connection.commit();
} catch (Exception e) {
    
    
  connection.rollback(); // 发生异常时回滚事务
} finally {
    
    
  connection.setAutoCommit(true); // 恢复自动提交
}

4. 掌握数据批处理：

   a. 提高性能：批处理允许将多条SQL语句一起发送给数据库，从而减少了与数据库的通信开销，提高了执行效率。

   b. 示例：以下是使用JDBC进行批处理操作的示例：

// 使用Statement进行批处理
Statement stmt = connection.createStatement();
stmt.addBatch("INSERT INTO users (username, email) VALUES ('Alice', '[email protected]')");
stmt.addBatch("INSERT INTO users (username, email) VALUES ('Bob', '[email protected]')");
int[] updateCounts = stmt.executeBatch();

// 使用PreparedStatement进行批处理
String sql = "INSERT INTO users (username, email) VALUES (?, ?)";
PreparedStatement pstmt = connection.prepareStatement(sql);

pstmt.setString(1, "Charlie");
pstmt.setString(2, "[email protected]");
pstmt.addBatch();

pstmt.setString(1, "David");
pstmt.setString(2, "[email protected]");
pstmt.addBatch();

int[] updateCounts2 = pstmt.executeBatch();

在实际应用中，使用JDBC技术时，还可以结合其他相关技术或工具来提高开发效率和程序性能。例如：

1. 使用连接池：数据库连接池可以有效地管理数据库连接资源，提高应用程序的性能和伸缩性。常见的数据库连接池实现包括Apache DBCP、HikariCP和C3P0等。

2. 结合ORM框架：对象关系映射（Object-Relational Mapping，ORM）框架可以将数据库中的表与Java类相映射，简化数据库操作的代码。常见的ORM框架包括Hibernate、MyBatis和JPA（Java Persistence API）等。

3. 编写可维护的代码：为了确保代码的可读性和可维护性，需要编写结构清晰、命名规范、逻辑分明的代码。此外，编写注释和文档也有助于他人理解和维护代码。

4. 使用Java EE技术：Java EE（Java Platform, Enterprise Edition）是一个用于开发企业级应用程序的平台，提供了许多与JDBC相关的技术和规范，如Java Persistence API（JPA）、Java Transaction API（JTA）等。

5. 持续学习和实践：数据库技术和Java生态系统不断发展，掌握最新的技术和工具可以帮助您提高开发效率和解决实际问题。参加培训、阅读文档、订阅博客和论坛、参与开源项目等方式都有助于您提高技能。

以上是关于Java JDBC技术的一些建议和补充说明。希望这些信息对您有所帮助。如果您还有其他问题或需要进一步的解释，请随时在下面的评论中提问，看到后我会添加。

模块七、异常处理

1. 异常与异常处理：
   a. 异常（Exception）是程序运行过程中出现的错误或异常条件。Java异常分为两大类：受检异常（Checked Exception）和非受检异常（Unchecked Exception，包括运行时异常和错误）。
   b. 受检异常需要在方法声明中通过throws关键字声明，或者在方法体内使用try-catch语句进行处理。
   c. 非受检异常（如运行时异常）无需在方法声明中声明，也可以不处理，但建议使用try-catch语句进行处理以避免程序意外终止。
   d. try-catch-finally语句是Java异常处理的基本结构。可以使用多个catch子句捕获不同类型的异常，并在finally子句中释放资源。

2. 调试：
   a. 调试是查找和修复代码中错误（Bug）的过程。可以使用集成开发环境（IDE）的调试功能进行调试，如断点、单步执行、查看变量值等。
   b. 调试过程中可以使用日志记录（如使用Java标准库的java.util.logging或第三方库如Log4j）来帮助查找问题。

需要掌握的能力：

1. 掌握异常相关知识：了解异常的分类，如受检异常和非受检异常；熟悉try-catch-finally语句的使用；了解常见的Java异常类，如IOException、NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException等。

2. 掌握对代码Bug调试：熟练使用IDE的调试功能，如设置断点、单步执行、查看变量值等；了解如何使用日志记录来帮助查找问题；学会阅读异常堆栈信息以定位问题。
   除了上述关于异常处理的知识点和技能外，还有一些其他相关的概念和实践建议，如：

3. 自定义异常类：

   a. 根据需要，您可以创建自定义异常类，以便更准确地表示特定问题。自定义异常类通常继承自Exception类（受检异常）或RuntimeException类（非受检异常）。

   b. 在自定义异常类中，您可以覆盖构造函数以提供自定义的错误消息或其他属性。

4. 异常处理最佳实践：

   a. 仅捕获您能够处理的异常。对于那些您无法处理的异常，请让它们向上抛出，以便调用者或更高级别的错误处理机制能够处理。

   b. 尽量避免“吞掉”异常，即捕获异常后不做任何处理。如果您确实需要忽略某个异常，请在捕获代码中添加注释，解释为什么可以忽略该异常。

   c. 不要过度使用catch (Exception e)这样的通用异常处理语句，因为它可能会捕获到意料之外的异常，导致问题难以定位。

   d. 及时关闭资源，如文件、数据库连接等。使用try-with-resources语句可以自动关闭实现了AutoCloseable接口的资源。

5. 使用Java 7+提供的多异常捕获功能：

   Java 7引入了一种新的异常捕获语法，允许您在一个catch子句中捕获多个异常类型。这可以简化代码并提高可读性。例如：

try {
    
    
    // ...
} catch (IOException | SQLException e) {
    
    
    // 处理IOException和SQLException的相同逻辑
}

模块八、字符串与字符串处理

1. String：
   a. String类表示字符串，即字符序列。在Java中，字符串是不可变的，这意味着字符串对象的内容在创建后无法更改。
   b. 使用+操作符或String.concat()方法连接字符串会创建新的字符串对象，这可能导致性能问题，尤其是在循环中进行大量字符串拼接时。
   c. String类提供了许多有用的方法，如length()、charAt()、substring()、indexOf()、equals()等。

2. StringBuffer：
   a. StringBuffer类表示可变的字符序列。与String不同，使用StringBuffer进行字符串操作时，不会创建新的对象，从而提高性能。
   b. StringBuffer是线程安全的，因为它的大部分方法都是同步的（使用synchronized关键字）。
   c. StringBuffer类提供了许多用于字符串操作的方法，如append()、insert()、delete()、replace()等。

3. StringBuilder：
   a. StringBuilder类与StringBuffer类似，也表示可变的字符序列，提供了类似的方法进行字符串操作。
   b. 与StringBuffer不同，StringBuilder不是线程安全的，因为它的方法没有使用synchronized关键字。因此，在单线程环境下，StringBuilder通常比StringBuffer具有更好的性能。

需要掌握的能力：

1. 掌握字符串相关知识：了解String类的特性，如不可变性；熟悉String类的常用方法；了解字符串拼接的性能影响。

2. 掌握StringBuffer与StringBuilder的使用：了解StringBuffer和StringBuilder的区别，如线程安全性和性能；熟悉StringBuffer和StringBuilder类的常用方法；根据实际需求选择合适的字符串处理类。

以下是StringBuffer和StringBuilder的使用示例：

StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
stringBuffer.append("Hello, ");
stringBuffer.append("World!");
System.out.println(stringBuffer.toString());

StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
stringBuilder.append("Hello, ");
stringBuilder.append("World!");
System.out.println(stringBuilder.toString());

4. 字符串常量池：
   a. 字符串常量池（String Constant Pool）是Java虚拟机中一个特殊的内存区域，用于存储字符串字面量和引用。
   b. 当创建一个字符串字面量时，Java虚拟机会首先在字符串常量池中查找是否存在相同内容的字符串。如果存在，则返回对应的引用；否则，创建一个新的字符串并将其存储在字符串常量池中。
   c. 使用new关键字创建的字符串对象不会进入字符串常量池。可以使用String.intern()方法将字符串对象添加到字符串常量池中。

5. 字符串比较：
   a. 使用==操作符比较字符串时，实际上是比较字符串对象的引用。要比较字符串的内容，应使用String.equals()方法。
   b. 要忽略大小写比较字符串内容，可以使用String.equalsIgnoreCase()方法。

6. 字符串编码与解码：
   a. Java字符串内部使用Unicode字符集表示。当与外部系统（如文件、网络）交互时，需要将字符串编码为字节序列或从字节序列解码为字符串。
   b. 可以使用String.getBytes(Charset)方法将字符串编码为指定字符集的字节序列；使用new String(byte[], Charset)构造函数将字节序列解码为指定字符集的字符串。

7. 正则表达式：
   a. Java提供了java.util.regex包，支持正则表达式的处理，如匹配、查找、替换等。
   b. String.matches()方法可以检查字符串是否匹配给定的正则表达式。
   c. Pattern和Matcher类提供了更高级的正则表达式处理功能，如分组、查找所有匹配等。