Java核心技术36讲读书笔记(5~8讲)

第五讲

1、理解Java的字符串,String、StringBufer、StringBuilder有什么区别?

  (1)String是Java语言非常基础和重要的类,提供了构造和管理字符串的各种基本逻辑。它是典型的Immutable类,被声明成为final class,所有属性也都是final的。也由于它的不可 变性,类似拼接、裁剪字符串等动作,都会产生新的String对象。由于字符串操作的普遍性,所以相关操作的效率往往对应用性能有明显影响。

  (2)StringBufer是为解决上面提到拼接产生太多中间对象的问题而提供的一个类,我们可以用append或者add方法,把字符串添加到已有序列的末尾或者指定位置。StringBufer本 质是一个线程安全的可修改字符序列,它保证了线程安全,也随之带来了额外的性能开销,所以除非有线程安全的需要,不然还是推荐使用它的后继者,也就是StringBuilder。

  (3)StringBuilder是Java 1.5中新增的,在能力上和StringBufer没有本质区别,但是它去掉了线程安全的部分,有效减小了开销,是绝大部分情况下进行字符串拼接的首选。

2、String的创建机理

  由于String在Java世界中使用过于频繁,Java为了避免在一个系统中产生大量的String对象,引入了字符串常量池。其运行机制是:创建一个字符串时,首先检查池中是否有值相同的字符串对 象,如果有则不需要创建直接从池中刚查找到的对象引用;如果没有则新建字符串对象,返回对象引用,并且将新创建的对象放入池中。但是,通过new方法创建的String对象是不检查字符串 池的,而是直接在堆区或栈区创建一个新的对象,也不会把对象放入池中。上述原则只适用于通过直接量给String对象引用赋值的情况。

举例:

String str1 = "123"; //通过直接量赋值方式,放入字符串常量池

String str2 = new String(“123”);//通过new方式赋值方式,不放入字符串常量池

注意:String提供了inter()方法。调用该方法时,如果常量池中包括了一个等于此String对象的字符串(由equals方法确定),则返回池中的字符串。否则,将此String对象添加到池中,并且 返回此池中对象的引用。

3、String的特性

  (1) 不可变。是指String对象一旦生成,则不能再对它进行改变。不可变的主要作用在于当一个对象需要被多线程共享,并且访问频繁时,可以省略同步和锁等待的时间,从而大幅度提高系统 性能。不可变模式是一个可以提高多线程程序的性能,降低多线程程序复杂度的设计模式。

    (2) 针对常量池的优化。当2个String对象拥有相同的值时,他们只引用常量池中的同一个拷贝。当同一个字符串反复出现时,这个技术可以大幅度节省内存空间。

4、应用场景

  (1)在字符串内容不经常发生变化的业务场景优先使用String类。例如:常量声明、少量的字符串拼接操作等。如果有大量的字符串内容拼接,避免使用String与String之间的“+”操作,因为这 样会产生大量无用的中间对象,耗费空间且执行效率低下(新建对象、回收对象花费大量时间)。 

  (2)在频繁进行字符串的运算(如拼接、替换、删除等),并且运行在多线程环境下,建议使用StringBufer,例如XML解析、HTTP参数解析与封装。

  (3)在频繁进行字符串的运算(如拼接、替换、删除等),并且运行在单线程环境下,建议使用StringBuilder,例如SQL语句拼装、JSON封装等。

第六讲

1、谈谈Java反射机制,动态代理是基于什么原理?

  (1)反射机制是Java语言提供的一种基础功能,赋予程序在运行时自省(introspect,官方用语)的能力。通过反射我们可以直接操作类或者对象,比如获取某个对象的类定义,获取类 声明的属性和方法,调用方法或者构造对象,甚至可以运行时修改类定义。

  (2)动态代理是一种方便运行时动态构建代理、动态处理代理方法调用的机制,很多场景都是利用类似机制做到的,比如用来包装RPC调用、面向切面的编程(AOP)。

  (3)实现动态代理的方式很多,比如JDK自身提供的动态代理,就是主要利用了上面提到的反射机制。还有其他的实现方式,比如利用传说中更高性能的字节码操作机制,类 似ASM、cglib(基于ASM)、Javassist等。

第七讲

1、int和Integer有什么区别?谈谈Integer的值缓存范围。

  (1)int是我们常说的整形数字,是Java的8个原始数据类型(Primitive Types,boolean、byte 、short、char、int、foat、double、long)之一。Java语言虽然号称一切都是对象, 但原始数据类型是例外。

  (2)Integer是int对应的包装类,它有一个int类型的字段存储数据,并且提供了基本操作,比如数学运算、int和字符串之间转换等。在Java 5中,引入了自动装箱和自动拆箱功能 (boxing/unboxing),Java可以根据上下文,自动进行转换,极大地简化了相关编程。

  (3)关于Integer的值缓存,这涉及Java 5中另一个改进。构建Integer对象的传统方式是直接调用构造器,直接new一个对象。但是根据实践,我们发现大部分数据操作都是集中在有 限的、较小的数值范围,因而,在Java 5中新增了静态工厂方法valueOf,在调用它的时候会利用一个缓存机制,带来了明显的性能改进。按照Javadoc,这个值默认缓存 是-128到127之间。

2、包装类的缓存机制

  (1)Boolean,缓存了true/false对应实例,确切说,只会返回两个常量实例Boolean.TRUE/FALSE。

  (2)Short,同样是缓存了-128到127之间的数值。

  (3)Byte,数值有限,所以全部都被缓存。

  (4)Character,缓存范围'\u0000' 到 '\u007F'。

第八讲

1、对比Vector、ArrayList、LinkedList有何区别?

  这三者都是实现集合框架中的List,也就是所谓的有序集合,因此具体功能也比较近似,比如都提供按照位置进行定位、添加或者删除的操作,都提供迭代器以遍历其内容等。但因 为具体的设计区别,在行为、性能、线程安全等方面,表现又有很大不同。

    (1)Vector是Java早期提供的线程安全的动态数组,如果不需要线程安全,并不建议选择,毕竟同步是有额外开销的。Vector内部是使用对象数组来保存数据,可以根据需要自动的增加 容量,当数组已满时,会创建新的数组,并拷贝原有数组数据。

    (2)ArrayList是应用更加广泛的动态数组实现,它本身不是线程安全的,所以性能要好很多。与Vector近似,ArrayList也是可以根据需要调整容量,不过两者的调整逻辑有所区 别,Vector在扩容时会提高1倍,而ArrayList则是增加50%。

    (3)LinkedList顾名思义是Java提供的双向链表,所以它不需要像上面两种那样调整容量,它也不是线程安全的。

2、,Collection接口是所有集合的根,然后扩展开提供了三大类集合,分别是:

  (1)List,也就是我们前面介绍最多的有序集合,它提供了方便的访问、插入、删除等操作。

  (2)Set,Set是不允许重复元素的,这是和List最明显的区别,也就是不存在两个对象equals返回true。我们在日常开发中有很多需要保证元素唯一性的场合。

  (3)Queue/Deque,则是Java提供的标准队列结构的实现,除了集合的基本功能,它还支持类似先入先出(FIFO, First-in-First-Out)或者后入先出(LIFO,Last-In-FirstOut)等特定行为。这里不包括BlockingQueue,因为通常是并发编程场合,所以被放置在并发包里。

  每种集合的通用逻辑,都被抽象到相应的抽象类之中,比如AbstractList就集中了各种List操作的通用部分。这些集合不是完全孤立的,比如,LinkedList本身,既是List,也 是Deque哦。

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