java高级
目录
一.集合
二.泛型
三.序列化
四.网络编程
五.邮件
六.多线程编程
七.文档注释
八.数据库连接
九.反射
一.集合
二.泛型
三.序列化
四.网络编程
网络编程是指编写运行在多个设备(计算机)的程序,这些设备都通过网络连接起来。
java.net 包中 J2SE 的 API 包含有类和接口,它们提供低层次的通信细节。你可以直接使用这些类和接口,来专注于解决问题,而不用关注通信细节。
java.net 包中提供了两种常见的网络协议的支持:
- TCP:TCP 是传输控制协议的缩写,它保障了两个应用程序之间的可靠通信。通常用于互联网协议,被称 TCP / IP。
- UDP:UDP 是用户数据报协议的缩写,一个无连接的协议。提供了应用程序之间要发送的数据的数据包。
Socket 编程
套接字使用TCP提供了两台计算机之间的通信机制。 客户端程序创建一个套接字,并尝试连接服务器的套接字。
当连接建立时,服务器会创建一个 Socket 对象。客户端和服务器现在可以通过对 Socket 对象的写入和读取来进行通信。
java.net.Socket 类代表一个套接字,并且 java.net.ServerSocket 类为服务器程序提供了一种来监听客户端,并与他们建立连接的机制。
以下步骤在两台计算机之间使用套接字建立TCP连接时会出现:
- 服务器实例化一个 ServerSocket 对象,表示通过服务器上的端口通信。
- 服务器调用 ServerSocket 类的 accept() 方法,该方法将一直等待,直到客户端连接到服务器上给定的端口。
- 服务器正在等待时,一个客户端实例化一个 Socket 对象,指定服务器名称和端口号来请求连接。
- Socket 类的构造函数试图将客户端连接到指定的服务器和端口号。如果通信被建立,则在客户端创建一个 Socket 对象能够与服务器进行通信。
- 在服务器端,accept() 方法返回服务器上一个新的 socket 引用,该 socket 连接到客户端的 socket。
连接建立后,通过使用 I/O 流在进行通信,每一个socket都有一个输出流和一个输入流,客户端的输出流连接到服务器端的输入流,而客户端的输入流连接到服务器端的输出流。
TCP 是一个双向的通信协议,因此数据可以通过两个数据流在同一时间发送.以下是一些类提供的一套完整的有用的方法来实现 socket。
ServerSocket 类的方法
服务器应用程序通过使用 java.net.ServerSocket 类以获取一个端口,并且侦听客户端请求。
ServerSocket 类有四个构造方法:
序号 | 方法描述 |
---|---|
1 | public ServerSocket(int port) throws IOException 创建绑定到特定端口的服务器套接字。 |
2 | public ServerSocket(int port, int backlog) throws IOException 利用指定的 backlog 创建服务器套接字并将其绑定到指定的本地端口号。 |
3 | public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress address) throws IOException 使用指定的端口、侦听 backlog 和要绑定到的本地 IP 地址创建服务器。 |
4 | public ServerSocket() throws IOException 创建非绑定服务器套接字。 |
创建非绑定服务器套接字。 如果 ServerSocket 构造方法没有抛出异常,就意味着你的应用程序已经成功绑定到指定的端口,并且侦听客户端请求。
这里有一些 ServerSocket 类的常用方法:
序号 | 方法描述 |
---|---|
1 | public int getLocalPort() 返回此套接字在其上侦听的端口。 |
2 | public Socket accept() throws IOException 侦听并接受到此套接字的连接。 |
3 | public void setSoTimeout(int timeout) 通过指定超时值启用/禁用 SO_TIMEOUT,以毫秒为单位。 |
4 | public void bind(SocketAddress host, int backlog) 将 ServerSocket 绑定到特定地址(IP 地址和端口号)。 |
Socket 类的方法
java.net.Socket 类代表客户端和服务器都用来互相沟通的套接字。客户端要获取一个 Socket 对象通过实例化 ,而 服务器获得一个 Socket 对象则通过 accept() 方法的返回值。
Socket 类有五个构造方法.
序号 | 方法描述 |
---|---|
1 | public Socket(String host, int port) throws UnknownHostException, IOException. 创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号。 |
2 | public Socket(InetAddress host, int port) throws IOException 创建一个流套接字并将其连接到指定 IP 地址的指定端口号。 |
3 | public Socket(String host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException. 创建一个套接字并将其连接到指定远程主机上的指定远程端口。 |
4 | public Socket(InetAddress host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException. 创建一个套接字并将其连接到指定远程地址上的指定远程端口。 |
5 | public Socket() 通过系统默认类型的 SocketImpl 创建未连接套接字 |
当 Socket 构造方法返回,并没有简单的实例化了一个 Socket 对象,它实际上会尝试连接到指定的服务器和端口。
下面列出了一些感兴趣的方法,注意客户端和服务器端都有一个 Socket 对象,所以无论客户端还是服务端都能够调用这些方法。
序号 | 方法描述 |
---|---|
1 | public void connect(SocketAddress host, int timeout) throws IOException 将此套接字连接到服务器,并指定一个超时值。 |
2 | public InetAddress getInetAddress() 返回套接字连接的地址。 |
3 | public int getPort() 返回此套接字连接到的远程端口。 |
4 | public int getLocalPort() 返回此套接字绑定到的本地端口。 |
5 | public SocketAddress getRemoteSocketAddress() 返回此套接字连接的端点的地址,如果未连接则返回 null。 |
6 | public InputStream getInputStream() throws IOException 返回此套接字的输入流。 |
7 | public OutputStream getOutputStream() throws IOException 返回此套接字的输出流。 |
8 | public void close() throws IOException 关闭此套接字。 |
InetAddress 类的方法
这个类表示互联网协议(IP)地址。下面列出了 Socket 编程时比较有用的方法:
序号 | 方法描述 |
---|---|
1 | static InetAddress getByAddress(byte[] addr) 在给定原始 IP 地址的情况下,返回 InetAddress 对象。 |
2 | static InetAddress getByAddress(String host, byte[] addr) 根据提供的主机名和 IP 地址创建 InetAddress。 |
3 | static InetAddress getByName(String host) 在给定主机名的情况下确定主机的 IP 地址。 |
4 | String getHostAddress() 返回 IP 地址字符串(以文本表现形式)。 |
5 | String getHostName() 获取此 IP 地址的主机名。 |
6 | static InetAddress getLocalHost() 返回本地主机。 |
7 | String toString() 将此 IP 地址转换为 String。 |
五.邮件
六.多线程编程
线程是一个动态执行的过程,它也有一个从产生到死亡的过程。
下图显示了一个线程完整的生命周期。
新建状态:
使用 new 关键字和 Thread 类或其子类建立一个线程对象后,该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序 start() 这个线程。
就绪状态:
当线程对象调用了start()方法之后,该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中,要等待JVM里线程调度器的调度。
运行状态:
如果就绪状态的线程获取 CPU 资源,就可以执行 run(),此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂,它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。
阻塞状态:
如果一个线程执行了sleep(睡眠)、suspend(挂起)等方法,失去所占用资源之后,该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为三种:
- 等待阻塞:运行状态中的线程执行 wait() 方法,使线程进入到等待阻塞状态。
- 同步阻塞:线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为同步锁被其他线程占用)。
- 其他阻塞:通过调用线程的 sleep() 或 join() 发出了 I/O 请求时,线程就会进入到阻塞状态。当sleep() 状态超时,join() 等待线程终止或超时,或者 I/O 处理完毕,线程重新转入就绪状态。
死亡状态:
一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时,该线程就切换到终止状态。
线程的优先级
每一个 Java 线程都有一个优先级,这样有助于操作系统确定线程的调度顺序。
Java 线程的优先级是一个整数,其取值范围是 1 (Thread.MIN_PRIORITY ) - 10 (Thread.MAX_PRIORITY )。
默认情况下,每一个线程都会分配一个优先级 NORM_PRIORITY(5)。
具有较高优先级的线程对程序更重要,并且应该在低优先级的线程之前分配处理器资源。但是,线程优先级不能保证线程执行的顺序,而且非常依赖于平台。
通过实现 Runnable 接口来创建线程
创建一个线程,最简单的方法是创建一个实现 Runnable 接口的类。
为了实现 Runnable,一个类只需要执行一个方法调用 run(),声明如下:
public void run()
你可以重写该方法,重要的是理解的 run() 可以调用其他方法,使用其他类,并声明变量,就像主线程一样。
在创建一个实现 Runnable 接口的类之后,你可以在类中实例化一个线程对象。
Thread 定义了几个构造方法,下面的这个是我们经常使用的:
Thread(Runnable threadOb,String threadName);
这里,threadOb 是一个实现 Runnable 接口的类的实例,并且 threadName 指定新线程的名字。
新线程创建之后,你调用它的 start() 方法它才会运行。
void start();
下面是一个创建线程并开始让它执行的实例:
class RunnableDemo implements Runnable {
private Thread t;
private String threadName;
RunnableDemo( String name) {
threadName = name;
System.out.println("Creating " + threadName );
}
public void run() {
System.out.println("Running " + threadName );
try {
for(int i = 4; i > 0; i--) {
System.out.println("Thread: " + threadName + ", " + i);
// 让线程睡眠一会
Thread.sleep(50);
}
}catch (InterruptedException e) {
System.out.println("Thread " + threadName + " interrupted.");
}
System.out.println("Thread " + threadName + " exiting.");
}
public void start () {
System.out.println("Starting " + threadName );
if (t == null) {
t = new Thread (this, threadName);
t.start ();
}
}
}
public class TestThread {
public static void main(String args[]) {
RunnableDemo R1 = new RunnableDemo( "Thread-1");
R1.start();
RunnableDemo R2 = new RunnableDemo( "Thread-2");
R2.start();
}
}
通过继承Thread来创建线程
创建一个线程的第二种方法是创建一个新的类,该类继承 Thread 类,然后创建一个该类的实例。
继承类必须重写 run() 方法,该方法是新线程的入口点。它也必须调用 start() 方法才能执行。
该方法尽管被列为一种多线程实现方式,但是本质上也是实现了 Runnable 接口的一个实例。
class ThreadDemo extends Thread {
private Thread t;
private String threadName;
ThreadDemo( String name) {
threadName = name;
System.out.println("Creating " + threadName );
}
public void run() {
System.out.println("Running " + threadName );
try {
for(int i = 4; i > 0; i--) {
System.out.println("Thread: " + threadName + ", " + i);
// 让线程睡眠一会
Thread.sleep(50);
}
}catch (InterruptedException e) {
System.out.println("Thread " + threadName + " interrupted.");
}
System.out.println("Thread " + threadName + " exiting.");
}
public void start () {
System.out.println("Starting " + threadName );
if (t == null) {
t = new Thread (this, threadName);
t.start ();
}
}
}
public class TestThread {
public static void main(String args[]) {
ThreadDemo T1 = new ThreadDemo( "Thread-1");
T1.start();
ThreadDemo T2 = new ThreadDemo( "Thread-2");
T2.start();
}
}
Thread 方法
下表列出了Thread类的一些重要方法:
序号 | 方法描述 |
---|---|
1 | public void start() 使该线程开始执行;Java 虚拟机调用该线程的 run 方法。 |
2 | public void run() 如果该线程是使用独立的 Runnable 运行对象构造的,则调用该 Runnable 对象的 run 方法;否则,该方法不执行任何操作并返回。 |
3 | public final void setName(String name) 改变线程名称,使之与参数 name 相同。 |
4 | public final void setPriority(int priority) 更改线程的优先级。 |
5 | public final void setDaemon(boolean on) 将该线程标记为守护线程或用户线程。 |
6 | public final void join(long millisec) 等待该线程终止的时间最长为 millis 毫秒。 |
7 | public void interrupt() 中断线程。 |
8 | public final boolean isAlive() 测试线程是否处于活动状态。 |
测试线程是否处于活动状态。 上述方法是被Thread对象调用的。下面的方法是Thread类的静态方法。
序号 | 方法描述 |
---|---|
1 | public static void yield() 暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程。 |
2 | public static void sleep(long millisec) 在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠(暂停执行),此操作受到系统计时器和调度程序精度和准确性的影响。 |
3 | public static boolean holdsLock(Object x) 当且仅当当前线程在指定的对象上保持监视器锁时,才返回 true。 |
4 | public static Thread currentThread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用。 |
5 | public static void dumpStack() 将当前线程的堆栈跟踪打印至标准错误流。 |
通过 Callable 和 Future 创建线程
- 创建 Callable 接口的实现类,并实现 call() 方法,该 call() 方法将作为线程执行体,并且有返回值。
- 创建 Callable 实现类的实例,使用 FutureTask 类来包装 Callable 对象,该 FutureTask 对象封装了该 Callable 对象的 call() 方法的返回值。
- 使用 FutureTask 对象作为 Thread 对象的 target 创建并启动新线程。
- 调用 FutureTask 对象的 get() 方法来获得子线程执行结束后的返回值。
public class CallableThreadTest implements Callable<Integer> {
public static void main(String[] args)
{
CallableThreadTest ctt = new CallableThreadTest();
FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(ctt);
for(int i = 0;i < 100;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i的值"+i);
if(i==20)
{
new Thread(ft,"有返回值的线程").start();
}
}
try
{
System.out.println("子线程的返回值:"+ft.get());
} catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public Integer call() throws Exception
{
int i = 0;
for(;i<100;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
}
return i;
}
}
创建线程的三种方式的对比
- \1. 采用实现 Runnable、Callable 接口的方式创建多线程时,线程类只是实现了 Runnable 接口或 Callable 接口,还可以继承其他类。
- \2. 使用继承 Thread 类的方式创建多线程时,编写简单,如果需要访问当前线程,则无需使用 Thread.currentThread() 方法,直接使用 this 即可获得当前线程。
实现并启动线程有两种方法
- 1、写一个类继承自 Thread 类,重写 run 方法。用 start 方法启动线程
- 2、写一个类实现 Runnable 接口,实现 run 方法。用 new Thread(Runnable target).start() 方法来启动
多线程原理:
相当于玩游戏机,只有一个游戏机(cpu),可是有很多人要玩,于是,start 是排队!等 CPU 选中你就是轮到你,你就 run(),当 CPU 的运行的时间片执行完,这个线程就继续排队,等待下一次的run()。
调用 start() 后,线程会被放到等待队列,等待 CPU 调度,并不一定要马上开始执行,只是将这个线程置于可动行状态。然后通过 JVM,线程 Thread 会调用 run() 方法,执行本线程的线程体。先调用 start 后调用 run,这么麻烦,为了不直接调用 run?就是为了实现多线程的优点,没这个 start 不行。
- 1.start() 方法来启动线程,真正实现了多线程运行。这时无需等待 run 方法体代码执行完毕,可以直接继续执行下面的代码;通过调用 Thread 类的 start() 方法来启动一个线程, 这时此线程是处于就绪状态, 并没有运行。 然后通过此 Thread 类调用方法 run() 来完成其运行操作的, 这里方法 run() 称为线程体,它包含了要执行的这个线程的内容, run 方法运行结束, 此线程终止。然后 CPU 再调度其它线程。
- 2.run() 方法当作普通方法的方式调用。程序还是要顺序执行,要等待 run 方法体执行完毕后,才可继续执行下面的代码; 程序中只有主线程——这一个线程, 其程序执行路径还是只有一条, 这样就没有达到写线程的目的。
记住:多线程就是分时利用 CPU,宏观上让所有线程一起执行 ,也叫并发。
线程安全问题
产生原因:多个线程竞争同一资源(访问同一数据),可参考经典的生产者消费者问题。
解决方案:
run 方法内:同步代码块 synchronized {}
Public synchronized 返回值类型 方法名(){} 自动释放对象锁
使用 Lock 锁
Lock 锁需要程序员(在 finally 代码块中)手动释放。
Lock lock=new ReentranttLock() // Reentrant(可重用的)
Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作,是 JDK1.5 之后出现的。
Lock 接口中的方法:
void lock() // 获取锁
void unlock() // 释放锁
Lock 接口的实现类:
java.util.concurrent.locks.ReentrantLock implements Lock
使用步骤:
- 1.在成员位置创建一个 ReentrantLock 对象。
- 2.在可能出现线程安全问题的代码前,调用 Lock 接口中的方法 lock 获取锁对象。
- 3.在可能出现线程安全问题的代码后,调用 Lock 接口中的方法 unlock 释放锁对象。
public class RunnableImpl implements Runnable{
//定义一个共享的票源
private int ticket = 100;
//1.在成员位置创建一个ReentrantLock对象
Lock l = new ReentrantLock();
//设置线程任务:卖票
@Override
public void run() {
//使用死循环,让卖票重复的执行
while(true){
//2.在可能出现线程安全问题的代码前,调用Lock接口中的方法lock获取锁对象
l.lock();
//判断票是否大于0
if(ticket>0){
//为了提高线程安全问题出现的几率,让程序睡眠10毫秒
try {
//可能会产生异常的代码
Thread.sleep(10);
//进行卖票 ticket--
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在卖第"+ticket+"张票!");
ticket--;
} catch (InterruptedException e) {
//异常的处理逻辑
e.printStackTrace();
}finally {
//一定会执行的代码,一般用于资源释放(资源回收)
//3.在可能出现线程安全问题的代码后,调用Lock接口中的方法unlock释放锁对象
l.unlock();//无论程序是否有异常,都让锁对象释放掉,节约内存,提高程序的效率
}
}
}
}
}
七.文档注释
八.数据库连接
Java 连接 MySQL 需要驱动包,解压后得到jar库文件,然后在对应的项目中导入该库文件。
MySQL 8.0 以上版本的数据库连接有所不同:
- 1、MySQL 8.0 以上版本驱动包版本 mysql-connector-java-8.0.16.jar
- 2、com.mysql.jdbc.Driver 更换为 com.mysql.cj.jdbc.Driver。
- MySQL 8.0 以上版本不需要建立 SSL 连接的,需要显示关闭。
- 最后还需要设置 CST。
加载驱动与连接数据库方式如下:
Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test_demo?useSSL=false&serverTimezone=UTC","root","password");
九.反射
参考资料:菜鸟,自己的一些经验