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题目**:数据库范式

参考答案

1 第一范式(1NF)

在任何一个关系数据库中,第一范式(1NF)是对关系模式的基本要求,不满足第一范式(1NF)的数据库就不是关系数据库。
所谓第一范式(1NF)是指数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项,同一列中不能有多个值,即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的属性。如果出现重复的属性,就可能需要定义一个新的实体,新的实体由重复的属性构成,新实体与原实体之间为一对多关系。在第一范式(1NF)中表的每一行只包含一个实例的信息。简而言之,第一范式就是无重复的列。

2 第二范式(2NF)

第二范式(2NF)是在第一范式(1NF)的基础上建立起来的,即满足第二范式(2NF)必须先满足第一范式(1NF)。第二范式(2NF)要求数据库表中的每个实例或行必须可以被惟一地区分。为实现区分通常需要为表加上一个列,以存储各个实例的惟一标识。这个惟一属性列被称为主关键字或主键、主码。
第二范式(2NF)要求实体的属性完全依赖于主关键字。所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性,如果存在,那么这个属性和主关键字的这一部分应该分离出来形成一个新的实体,新实体与原实体之间是一对多的关系。为实现区分通常需要为表加上一个列,以存储各个实例的惟一标识。简而言之,第二范式就是非主属性非部分依赖于主关键字。

3 第三范式(3NF)

满足第三范式(3NF)必须先满足第二范式(2NF)。简而言之,第三范式(3NF)要求一个数据库表中不包含已在其它表中已包含的非主关键字信息。例如,存在一个部门信息表,其中每个部门有部门编号(dept_id)、部门名称、部门简介等信息。那么在员工信息表中列出部门编号后就不能再将部门名称、部门简介等与部门有关的信息再加入员工信息表中。如果不存在部门信息表,则根据第三范式(3NF)也应该构建它,否则就会有大量的数据冗余。简而言之,第三范式就是属性不依赖于其它非主属性。(我的理解是消除冗余)

1. 面向对象和面向过程的区别

面向过程

优点: 性能比面向对象高。因为类调用时需要实例化,开销比较大,比较消耗资源,所以当性能是最重要的考量因素的时候,比如单片机、嵌入式开发、Linux/Unix等一般采用面向过程开发

缺点: 没有面向对象易维护、易复用、易扩展

面向对象

优点: 易维护、易复用、易扩展,由于面向对象有封装、继承、多态性的特性,可以设计出低耦合的系统,使系统更加灵活、更加易于维护

缺点: 性能比面向过程低

2. Java 语言有哪些特点?

  1. 简单易学;
  2. 面向对象(封装,继承,多态);
  3. 平台无关性( Java 虚拟机实现平台无关性);
  4. 可靠性;
  5. 安全性;
  6. 支持多线程( C++ 语言没有内置的多线程机制,因此必须调用操作系统的多线程功能来进行多线程程序设计,而 Java 语言却提供了多线程支持);
  7. 支持网络编程并且很方便( Java 语言诞生本身就是为简化网络编程设计的,因此 Java 语言不仅支持网络编程而且很方便);
  8. 编译与解释并存;

3. 关于 JVM JDK 和 JRE 最详细通俗的解答

JVM

Java虚拟机(JVM)是运行 Java 字节码的虚拟机。JVM有针对不同系统的特定实现(Windows,Linux,macOS),目的是使用相同的字节码,它们都会给出相同的结果。

什么是字节码?采用字节码的好处是什么?

在 Java 中,JVM可以理解的代码就叫做字节码(即扩展名为 .class 的文件),它不面向任何特定的处理器,只面向虚拟机。Java 语言通过字节码的方式,在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题,同时又保留了解释型语言可移植的特点。所以 Java 程序运行时比较高效,而且,由于字节码并不针对一种特定的机器,因此,Java程序无须重新编译便可在多种不同操作系统的计算机上运行。

Java 程序从源代码到运行一般有下面3步:

Java程序运行过程

我们需要格外注意的是 .class->机器码 这一步。在这一步 JVM 类加载器首先加载字节码文件,然后通过解释器逐行解释执行,这种方式的执行速度会相对比较慢。而且,有些方法和代码块是经常需要被调用的(也就是所谓的热点代码),所以后面引进了 JIT 编译器,而JIT 属于运行时编译。当 JIT 编译器完成第一次编译后,其会将字节码对应的机器码保存下来,下次可以直接使用。而我们知道,机器码的运行效率肯定是高于 Java 解释器的。这也解释了我们为什么经常会说 Java 是编译与解释共存的语言。

HotSpot采用了惰性评估(Lazy Evaluation)的做法,根据二八定律,消耗大部分系统资源的只有那一小部分的代码(热点代码),而这也就是JIT所需要编译的部分。JVM会根据代码每次被执行的情况收集信息并相应地做出一些优化,因此执行的次数越多,它的速度就越快。JDK 9引入了一种新的编译模式AOT(Ahead of Time Compilation),它是直接将字节码编译成机器码,这样就避免了JIT预热等各方面的开销。JDK支持分层编译和AOT协作使用。但是 ,AOT 编译器的编译质量是肯定比不上 JIT 编译器的。

总结:Java虚拟机(JVM)是运行 Java 字节码的虚拟机。JVM有针对不同系统的特定实现(Windows,Linux,macOS),目的是使用相同的字节码,它们都会给出相同的结果。字节码和不同系统的 JVM 实现是 Java 语言“一次编译,随处可以运行”的关键所在。

JDK 和 JRE

JDK是Java Development Kit,它是功能齐全的Java SDK。它拥有JRE所拥有的一切,还有编译器(javac)和工具(如javadoc和jdb)。它能够创建和编译程序。

JRE 是 Java运行时环境。它是运行已编译 Java 程序所需的所有内容的集合,包括 Java虚拟机(JVM),Java类库,java命令和其他的一些基础构件。但是,它不能用于创建新程序。

如果你只是为了运行一下 Java 程序的话,那么你只需要安装 JRE 就可以了。如果你需要进行一些 Java 编程方面的工作,那么你就需要安装JDK了。但是,这不是绝对的。有时,即使您不打算在计算机上进行任何Java开发,仍然需要安装JDK。例如,如果要使用JSP部署Web应用程序,那么从技术上讲,您只是在应用程序服务器中运行Java程序。那你为什么需要JDK呢?因为应用程序服务器会将 JSP 转换为 Java servlet,并且需要使用 JDK 来编译 servlet。

4. Oracle JDK 和 OpenJDK 的对比

可能在看这个问题之前很多人和我一样并没有接触和使用过 OpenJDK 。那么Oracle和OpenJDK之间是否存在重大差异?下面我通过收集到的一些资料,为你解答这个被很多人忽视的问题。

对于Java 7,没什么关键的地方。OpenJDK项目主要基于Sun捐赠的HotSpot源代码。此外,OpenJDK被选为Java 7的参考实现,由Oracle工程师维护。关于JVM,JDK,JRE和OpenJDK之间的区别,Oracle博客帖子在2012年有一个更详细的答案:

问:OpenJDK存储库中的源代码与用于构建Oracle JDK的代码之间有什么区别?

答:非常接近 - 我们的Oracle JDK版本构建过程基于OpenJDK 7构建,只添加了几个部分,例如部署代码,其中包括Oracle的Java插件和Java WebStart的实现,以及一些封闭的源代码派对组件,如图形光栅化器,一些开源的第三方组件,如Rhino,以及一些零碎的东西,如附加文档或第三方字体。展望未来,我们的目的是开源Oracle JDK的所有部分,除了我们考虑商业功能的部分。

总结:

  1. Oracle JDK版本将每三年发布一次,而OpenJDK版本每三个月发布一次;
  2. OpenJDK 是一个参考模型并且是完全开源的,而Oracle JDK是OpenJDK的一个实现,并不是完全开源的;
  3. Oracle JDK 比 OpenJDK 更稳定。OpenJDK和Oracle JDK的代码几乎相同,但Oracle JDK有更多的类和一些错误修复。因此,如果您想开发企业/商业软件,我建议您选择Oracle JDK,因为它经过了彻底的测试和稳定。某些情况下,有些人提到在使用OpenJDK 可能会遇到了许多应用程序崩溃的问题,但是,只需切换到Oracle JDK就可以解决问题;
  4. 在响应性和JVM性能方面,Oracle JDK与OpenJDK相比提供了更好的性能;
  5. Oracle JDK不会为即将发布的版本提供长期支持,用户每次都必须通过更新到最新版本获得支持来获取最新版本;
  6. Oracle JDK根据二进制代码许可协议获得许可,而OpenJDK根据GPL v2许可获得许可。

5. Java和C++的区别?

我知道很多人没学过 C++,但是面试官就是没事喜欢拿咱们 Java 和 C++ 比呀!没办法!!!就算没学过C++,也要记下来!

  • 都是面向对象的语言,都支持封装、继承和多态
  • Java 不提供指针来直接访问内存,程序内存更加安全
  • Java 的类是单继承的,C++ 支持多重继承;虽然 Java 的类不可以多继承,但是接口可以多继承。
  • Java 有自动内存管理机制,不需要程序员手动释放无用内存

6. 什么是 Java 程序的主类 应用程序和小程序的主类有何不同?

一个程序中可以有多个类,但只能有一个类是主类。在 Java 应用程序中,这个主类是指包含 main()方法的类。而在 Java 小程序中,这个主类是一个继承自系统类 JApplet 或 Applet 的子类。应用程序的主类不一定要求是 public 类,但小程序的主类要求必须是 public 类。主类是 Java 程序执行的入口点。

7. Java 应用程序与小程序之间有那些差别?

简单说应用程序是从主线程启动(也就是 main() 方法)。applet 小程序没有main方法,主要是嵌在浏览器页面上运行(调用init()线程或者run()来启动),嵌入浏览器这点跟 flash 的小游戏类似。

8. 字符型常量和字符串常量的区别?

  1. 形式上: 字符常量是单引号引起的一个字符; 字符串常量是双引号引起的若干个字符
  2. 含义上: 字符常量相当于一个整形值( ASCII 值),可以参加表达式运算; 字符串常量代表一个地址值(该字符串在内存中存放位置)
  3. 占内存大小 字符常量只占2个字节; 字符串常量占若干个字节(至少一个字符结束标志) (注意: char在Java中占两个字节)

java编程思想第四版:2.2.2节

9. 构造器 Constructor 是否可被 override?

在讲继承的时候我们就知道父类的私有属性和构造方法并不能被继承,所以 Constructor 也就不能被 override(重写),但是可以 overload(重载),所以你可以看到一个类中有多个构造函数的情况。

10. 重载和重写的区别

重载: 发生在同一个类中,方法名必须相同,参数类型不同、个数不同、顺序不同,方法返回值和访问修饰符可以不同,发生在编译时。   

重写: 发生在父子类中,方法名、参数列表必须相同,返回值范围小于等于父类,抛出的异常范围小于等于父类,访问修饰符范围大于等于父类;如果父类方法访问修饰符为 private 则子类就不能重写该方法。

11. Java 面向对象编程三大特性: 封装 继承 多态

封装

封装把一个对象的属性私有化,同时提供一些可以被外界访问的属性的方法,如果属性不想被外界访问,我们大可不必提供方法给外界访问。但是如果一个类没有提供给外界访问的方法,那么这个类也没有什么意义了。

继承

继承是使用已存在的类的定义作为基础建立新类的技术,新类的定义可以增加新的数据或新的功能,也可以用父类的功能,但不能选择性地继承父类。通过使用继承我们能够非常方便地复用以前的代码。

关于继承如下 3 点请记住:

  1. 子类拥有父类对象所有的属性和方法(包括私有属性和私有方法),但是父类中的私有属性和方法子类是无法访问,只是拥有
  2. 子类可以拥有自己属性和方法,即子类可以对父类进行扩展。
  3. 子类可以用自己的方式实现父类的方法。(以后介绍)。

多态

所谓多态就是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出的方法调用在编程时并不确定,而是在程序运行期间才确定,即一个引用变量到底会指向哪个类的实例对象,该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法,必须在由程序运行期间才能决定。

在Java中有两种形式可以实现多态:继承(多个子类对同一方法的重写)和接口(实现接口并覆盖接口中同一方法)。

12. String StringBuffer 和 StringBuilder 的区别是什么? String 为什么是不可变的?

可变性  

简单的来说:String 类中使用 final 关键字修饰字符数组来保存字符串,private final char value[],所以 String 对象是不可变的。而StringBuilder 与 StringBuffer 都继承自 AbstractStringBuilder 类,在 AbstractStringBuilder 中也是使用字符数组保存字符串char[]value 但是没有用 final 关键字修饰,所以这两种对象都是可变的。

StringBuilder 与 StringBuffer 的构造方法都是调用父类构造方法也就是 AbstractStringBuilder 实现的,大家可以自行查阅源码。

AbstractStringBuilder.java

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abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
char[] value;
int count;
AbstractStringBuilder() {
}
AbstractStringBuilder(int capacity) {
value = new char[capacity];
}

线程安全性

String 中的对象是不可变的,也就可以理解为常量,线程安全。AbstractStringBuilder 是 StringBuilder 与 StringBuffer 的公共父类,定义了一些字符串的基本操作,如 expandCapacity、append、insert、indexOf 等公共方法。StringBuffer 对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁,所以是线程安全的。StringBuilder 并没有对方法进行加同步锁,所以是非线程安全的。   

性能

每次对 String 类型进行改变的时候,都会生成一个新的 String 对象,然后将指针指向新的 String 对象。StringBuffer 每次都会对 StringBuffer 对象本身进行操作,而不是生成新的对象并改变对象引用。相同情况下使用 StringBuilder 相比使用 StringBuffer 仅能获得 10%~15% 左右的性能提升,但却要冒多线程不安全的风险。

对于三者使用的总结:

  1. 操作少量的数据: 适用String
  2. 单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用StringBuilder
  3. 多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用StringBuffer

13. 自动装箱与拆箱

装箱:将基本类型用它们对应的引用类型包装起来;

拆箱:将包装类型转换为基本数据类型;

14. 在一个静态方法内调用一个非静态成员为什么是非法的?

由于静态方法可以不通过对象进行调用,因此在静态方法里,不能调用其他非静态变量,也不可以访问非静态变量成员。

15. 在 Java 中定义一个不做事且没有参数的构造方法的作用

Java 程序在执行子类的构造方法之前,如果没有用 super() 来调用父类特定的构造方法,则会调用父类中“没有参数的构造方法”。因此,如果父类中只定义了有参数的构造方法,而在子类的构造方法中又没有用 super() 来调用父类中特定的构造方法,则编译时将发生错误,因为 Java 程序在父类中找不到没有参数的构造方法可供执行。解决办法是在父类里加上一个不做事且没有参数的构造方法。  

16. import java和javax有什么区别?

刚开始的时候 JavaAPI 所必需的包是 java 开头的包,javax 当时只是扩展 API 包来使用。然而随着时间的推移,javax 逐渐地扩展成为 Java API 的组成部分。但是,但是,将扩展从 javax 包移动到 java 包确实太麻烦了,最终会破坏一堆现有的代码。因此,最终决定 javax 包将成为标准API的一部分。

所以,实际上java和javax没有区别。这都是一个名字。

17. 接口和抽象类的区别是什么?

  1. 接口的方法默认是 public,所有方法在接口中不能有实现(Java 8 开始接口方法可以有默认实现),而抽象类可以有非抽象的方法。
  2. 接口中除了static、final变量,不能有其他变量,而抽象类中则不一定。
  3. 一个类可以实现多个接口,但只能实现一个抽象类。接口自己本身可以通过extends关键字扩展多个接口。
  4. 接口方法默认修饰符是public,抽象方法可以有public、protected和default这些修饰符(抽象方法就是为了被重写所以不能使用private关键字修饰!)。
  5. 从设计层面来说,抽象是对类的抽象,是一种模板设计,而接口是对行为的抽象,是一种行为的规范。

备注:在JDK8中,接口也可以定义静态方法,可以直接用接口名调用。实现类和实现是不可以调用的。如果同时实现两个接口,接口中定义了一样的默认方法,则必须重写,不然会报错。(详见issue:https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/146)

18. 成员变量与局部变量的区别有那些?

  1. 从语法形式上看:成员变量是属于类的,而局部变量是在方法中定义的变量或是方法的参数;成员变量可以被 public,private,static 等修饰符所修饰,而局部变量不能被访问控制修饰符及 static 所修饰;但是,成员变量和局部变量都能被 final 所修饰。
  2. 从变量在内存中的存储方式来看:如果成员变量是使用static修饰的,那么这个成员变量是属于类的,如果没有使用使用static修饰,这个成员变量是属于实例的。而对象存在于堆内存,局部变量则存在于栈内存。
  3. 从变量在内存中的生存时间上看:成员变量是对象的一部分,它随着对象的创建而存在,而局部变量随着方法的调用而自动消失。
  4. 成员变量如果没有被赋初值:则会自动以类型的默认值而赋值(一种情况例外被 final 修饰的成员变量也必须显示地赋值),而局部变量则不会自动赋值。

19. 创建一个对象用什么运算符?对象实体与对象引用有何不同?

new运算符,new创建对象实例(对象实例在堆内存中),对象引用指向对象实例(对象引用存放在栈内存中)。一个对象引用可以指向0个或1个对象(一根绳子可以不系气球,也可以系一个气球);一个对象可以有n个引用指向它(可以用n条绳子系住一个气球)。

20. 什么是方法的返回值?返回值在类的方法里的作用是什么?

方法的返回值是指我们获取到的某个方法体中的代码执行后产生的结果!(前提是该方法可能产生结果)。返回值的作用:接收出结果,使得它可以用于其他的操作!

21. 一个类的构造方法的作用是什么? 若一个类没有声明构造方法,该程序能正确执行吗? 为什么?

主要作用是完成对类对象的初始化工作。可以执行。因为一个类即使没有声明构造方法也会有默认的不带参数的构造方法。

22. 构造方法有哪些特性?

  1. 名字与类名相同。
  2. 没有返回值,但不能用void声明构造函数。
  3. 生成类的对象时自动执行,无需调用。

23. 静态方法和实例方法有何不同

  1. 在外部调用静态方法时,可以使用”类名.方法名”的方式,也可以使用”对象名.方法名”的方式。而实例方法只有后面这种方式。也就是说,调用静态方法可以无需创建对象。

  2. 静态方法在访问本类的成员时,只允许访问静态成员(即静态成员变量和静态方法),而不允许访问实例成员变量和实例方法;实例方法则无此限制。

24. 对象的相等与指向他们的引用相等,两者有什么不同?

对象的相等,比的是内存中存放的内容是否相等。而引用相等,比较的是他们指向的内存地址是否相等。

25. 在调用子类构造方法之前会先调用父类没有参数的构造方法,其目的是?

帮助子类做初始化工作。

26. == 与 equals(重要)

== : 它的作用是判断两个对象的地址是不是相等。即,判断两个对象是不是同一个对象(基本数据类型==比较的是值,引用数据类型==比较的是内存地址)。

equals() : 它的作用也是判断两个对象是否相等。但它一般有两种使用情况:

  • 情况1:类没有覆盖 equals() 方法。则通过 equals() 比较该类的两个对象时,等价于通过“==”比较这两个对象。
  • 情况2:类覆盖了 equals() 方法。一般,我们都覆盖 equals() 方法来两个对象的内容相等;若它们的内容相等,则返回 true (即,认为这两个对象相等)。

举个例子:

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public class test1 {
public static void main(String[] args) {
String a = new String("ab"); // a 为一个引用
String b = new String("ab"); // b为另一个引用,对象的内容一样
String aa = "ab"; // 放在常量池中
String bb = "ab"; // 从常量池中查找
if (aa == bb) // true
System.out.println("aa==bb");
if (a == b) // false,非同一对象
System.out.println("a==b");
if (a.equals(b)) // true
System.out.println("aEQb");
if (42 == 42.0) { // true
System.out.println("true");
}
}
}

说明:

  • String 中的 equals 方法是被重写过的,因为 object 的 equals 方法是比较的对象的内存地址,而 String 的 equals 方法比较的是对象的值。
  • 当创建 String 类型的对象时,虚拟机会在常量池中查找有没有已经存在的值和要创建的值相同的对象,如果有就把它赋给当前引用。如果没有就在常量池中重新创建一个 String 对象。

27. hashCode 与 equals (重要)

面试官可能会问你:“你重写过 hashcode 和 equals 么,为什么重写equals时必须重写hashCode方法?”

hashCode()介绍

hashCode() 的作用是获取哈希码,也称为散列码;它实际上是返回一个int整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。hashCode() 定义在JDK的Object.java中,这就意味着Java中的任何类都包含有hashCode() 函数。

散列表存储的是键值对(key-value),它的特点是:能根据“键”快速的检索出对应的“值”。这其中就利用到了散列码!(可以快速找到所需要的对象)

为什么要有 hashCode

我们先以“HashSet 如何检查重复”为例子来说明为什么要有 hashCode: 当你把对象加入 HashSet 时,HashSet 会先计算对象的 hashcode 值来判断对象加入的位置,同时也会与其他已经加入的对象的 hashcode 值作比较,如果没有相符的hashcode,HashSet会假设对象没有重复出现。但是如果发现有相同 hashcode 值的对象,这时会调用 equals()方法来检查 hashcode 相等的对象是否真的相同。如果两者相同,HashSet 就不会让其加入操作成功。如果不同的话,就会重新散列到其他位置。(摘自我的Java启蒙书《Head first java》第二版)。这样我们就大大减少了 equals 的次数,相应就大大提高了执行速度。

通过我们可以看出:hashCode() 的作用就是获取哈希码,也称为散列码;它实际上是返回一个int整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。hashCode()在散列表中才有用,在其它情况下没用。在散列表中hashCode() 的作用是获取对象的散列码,进而确定该对象在散列表中的位置。

hashCode()与equals()的相关规定

  1. 如果两个对象相等,则hashcode一定也是相同的
  2. 两个对象相等,对两个对象分别调用equals方法都返回true
  3. 两个对象有相同的hashcode值,它们也不一定是相等的
  4. 因此,equals 方法被覆盖过,则 hashCode 方法也必须被覆盖
  5. hashCode() 的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写 hashCode(),则该 class 的两个对象无论如何都不会相等(即使这两个对象指向相同的数据)

推荐阅读:Java hashCode() 和 equals()的若干问题解答

28. 为什么Java中只有值传递?

为什么Java中只有值传递?

29. 简述线程、程序、进程的基本概念。以及他们之间关系是什么?

线程与进程相似,但线程是一个比进程更小的执行单位。一个进程在其执行的过程中可以产生多个线程。与进程不同的是同类的多个线程共享同一块内存空间和一组系统资源,所以系统在产生一个线程,或是在各个线程之间作切换工作时,负担要比进程小得多,也正因为如此,线程也被称为轻量级进程。

程序是含有指令和数据的文件,被存储在磁盘或其他的数据存储设备中,也就是说程序是静态的代码。

进程是程序的一次执行过程,是系统运行程序的基本单位,因此进程是动态的。系统运行一个程序即是一个进程从创建,运行到消亡的过程。简单来说,一个进程就是一个执行中的程序,它在计算机中一个指令接着一个指令地执行着,同时,每个进程还占有某些系统资源如CPU时间,内存空间,文件,文件,输入输出设备的使用权等等。换句话说,当程序在执行时,将会被操作系统载入内存中。
线程是进程划分成的更小的运行单位。线程和进程最大的不同在于基本上各进程是独立的,而各线程则不一定,因为同一进程中的线程极有可能会相互影响。从另一角度来说,进程属于操作系统的范畴,主要是同一段时间内,可以同时执行一个以上的程序,而线程则是在同一程序内几乎同时执行一个以上的程序段。

30. 线程有哪些基本状态?

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(图源《Java 并发编程艺术》4.1.4节)。

Java线程的状态

线程在生命周期中并不是固定处于某一个状态而是随着代码的执行在不同状态之间切换。Java 线程状态变迁如下图所示(图源《Java 并发编程艺术》4.1.4节):

Java线程状态变迁

由上图可以看出:

线程创建之后它将处于 NEW(新建) 状态,调用 start() 方法后开始运行,线程这时候处于 READY(可运行) 状态。可运行状态的线程获得了 cpu 时间片(timeslice)后就处于 RUNNING(运行) 状态。

操作系统隐藏 Java虚拟机(JVM)中的 RUNNABLE 和 RUNNING 状态,它只能看到 RUNNABLE 状态(图源:HowToDoInJavaJava Thread Life Cycle and Thread States),所以 Java 系统一般将这两个状态统称为 RUNNABLE(运行中) 状态 。

RUNNABLE-VS-RUNNING

当线程执行 wait()方法之后,线程进入 WAITING(等待)状态。进入等待状态的线程需要依靠其他线程的通知才能够返回到运行状态,而 TIME_WAITING(超时等待) 状态相当于在等待状态的基础上增加了超时限制,比如通过 sleep(long millis)方法或 wait(long millis)方法可以将 Java 线程置于 TIMED WAITING 状态。当超时时间到达后 Java 线程将会返回到 RUNNABLE 状态。当线程调用同步方法时,在没有获取到锁的情况下,线程将会进入到 BLOCKED(阻塞) 状态。线程在执行 Runnable 的run()方法之后将会进入到 TERMINATED(终止) 状态。

31 关于 final 关键字的一些总结

final关键字主要用在三个地方:变量、方法、类。

  1. 对于一个final变量,如果是基本数据类型的变量,则其数值一旦在初始化之后便不能更改;如果是引用类型的变量,则在对其初始化之后便不能再让其指向另一个对象。
  2. 当用final修饰一个类时,表明这个类不能被继承。final类中的所有成员方法都会被隐式地指定为final方法。
  3. 使用final方法的原因有两个。第一个原因是把方法锁定,以防任何继承类修改它的含义;第二个原因是效率。在早期的Java实现版本中,会将final方法转为内嵌调用。但是如果方法过于庞大,可能看不到内嵌调用带来的任何性能提升(现在的Java版本已经不需要使用final方法进行这些优化了)。类中所有的private方法都隐式地指定为final。

32 Java 中的异常处理

Java异常类层次结构图

Java异常类层次结构图
在 Java 中,所有的异常都有一个共同的祖先java.lang包中的 Throwable类。Throwable: 有两个重要的子类:Exception(异常)Error(错误) ,二者都是 Java 异常处理的重要子类,各自都包含大量子类。

Error(错误):是程序无法处理的错误,表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关,而表示代码运行时 JVM(Java 虚拟机)出现的问题。例如,Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError),当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时,将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时,Java虚拟机(JVM)一般会选择线程终止。

这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时,如Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError)、类定义错误(NoClassDefFoundError)等。这些错误是不可查的,因为它们在应用程序的控制和处理能力之 外,而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说,即使确实发生了错误,本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java中,错误通过Error的子类描述。

Exception(异常):是程序本身可以处理的异常。Exception 类有一个重要的子类 RuntimeException。RuntimeException 异常由Java虚拟机抛出。NullPointerException(要访问的变量没有引用任何对象时,抛出该异常)、ArithmeticException(算术运算异常,一个整数除以0时,抛出该异常)和 ArrayIndexOutOfBoundsException (下标越界异常)。

注意:异常和错误的区别:异常能被程序本身可以处理,错误是无法处理。

Throwable类常用方法

  • public string getMessage():返回异常发生时的详细信息
  • public string toString():返回异常发生时的简要描述
  • public string getLocalizedMessage():返回异常对象的本地化信息。使用Throwable的子类覆盖这个方法,可以声称本地化信息。如果子类没有覆盖该方法,则该方法返回的信息与getMessage()返回的结果相同
  • public void printStackTrace():在控制台上打印Throwable对象封装的异常信息

异常处理总结

  • try 块:用于捕获异常。其后可接零个或多个catch块,如果没有catch块,则必须跟一个finally块。
  • catch 块:用于处理try捕获到的异常。
  • finally 块:无论是否捕获或处理异常,finally块里的语句都会被执行。当在try块或catch块中遇到return语句时,finally语句块将在方法返回之前被执行。

在以下4种特殊情况下,finally块不会被执行:

  1. 在finally语句块第一行发生了异常。 因为在其他行,finally块还是会得到执行
  2. 在前面的代码中用了System.exit(int)已退出程序。 exit是带参函数 ;若该语句在异常语句之后,finally会执行
  3. 程序所在的线程死亡。
  4. 关闭CPU。

下面这部分内容来自issue:https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/190

关于返回值:

如果try语句里有return,返回的是try语句块中变量值。
详细执行过程如下:

  1. 如果有返回值,就把返回值保存到局部变量中;
  2. 执行jsr指令跳到finally语句里执行;
  3. 执行完finally语句后,返回之前保存在局部变量表里的值。
  4. 如果try,finally语句里均有return,忽略try的return,而使用finally的return.

33 Java序列化中如果有些字段不想进行序列化,怎么办?

对于不想进行序列化的变量,使用transient关键字修饰。

transient关键字的作用是:阻止实例中那些用此关键字修饰的的变量序列化;当对象被反序列化时,被transient修饰的变量值不会被持久化和恢复。transient只能修饰变量,不能修饰类和方法。

34 获取用键盘输入常用的的两种方法

方法1:通过 Scanner

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Scanner input = new Scanner(System.in);
String s = input.nextLine();
input.close();

方法2:通过 BufferedReader

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BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); 
String s = input.readLine();

Collections 工具类和 Arrays 工具类常见方法

Collections

Collections 工具类常用方法:

  1. 排序
  2. 查找,替换操作
  3. 同步控制(不推荐,需要线程安全的集合类型时请考虑使用 JUC 包下的并发集合)

排序操作

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void reverse(List list)//反转
void shuffle(List list)//随机排序
void sort(List list)//按自然排序的升序排序
void sort(List list, Comparator c)//定制排序,由Comparator控制排序逻辑
void swap(List list, int i , int j)//交换两个索引位置的元素
void rotate(List list, int distance)//旋转。当distance为正数时,将list后distance个元素整体移到前面。当distance为负数时,将 list的前distance个元素整体移到后面。

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   ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
arrayList.add(-1);
arrayList.add(3);
arrayList.add(3);
arrayList.add(-5);
arrayList.add(7);
arrayList.add(4);
arrayList.add(-9);
arrayList.add(-7);
System.out.println("原始数组:");
System.out.println(arrayList);
// void reverse(List list):反转
Collections.reverse(arrayList);
System.out.println("Collections.reverse(arrayList):");
System.out.println(arrayList);


Collections.rotate(arrayList, 4);
System.out.println("Collections.rotate(arrayList, 4):");
System.out.println(arrayList);

// void sort(List list),按自然排序的升序排序
Collections.sort(arrayList);
System.out.println("Collections.sort(arrayList):");
System.out.println(arrayList);

// void shuffle(List list),随机排序
Collections.shuffle(arrayList);
System.out.println("Collections.shuffle(arrayList):");
System.out.println(arrayList);

// void swap(List list, int i , int j),交换两个索引位置的元素
Collections.swap(arrayList, 2, 5);
System.out.println("Collections.swap(arrayList, 2, 5):");
System.out.println(arrayList);

// 定制排序的用法
Collections.sort(arrayList, new Comparator<Integer>() {

@Override
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
return o2.compareTo(o1);
}
});
System.out.println("定制排序后:");
System.out.println(arrayList);

查找,替换操作

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int binarySearch(List list, Object key)//对List进行二分查找,返回索引,注意List必须是有序的
int max(Collection coll)//根据元素的自然顺序,返回最大的元素。 类比int min(Collection coll)
int max(Collection coll, Comparator c)//根据定制排序,返回最大元素,排序规则由Comparatator类控制。类比int min(Collection coll, Comparator c)
void fill(List list, Object obj)//用指定的元素代替指定list中的所有元素。
int frequency(Collection c, Object o)//统计元素出现次数
int indexOfSubList(List list, List target)//统计target在list中第一次出现的索引,找不到则返回-1,类比int lastIndexOfSubList(List source, list target).
boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal), 用新元素替换旧元素

示例代码:

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ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
arrayList.add(-1);
arrayList.add(3);
arrayList.add(3);
arrayList.add(-5);
arrayList.add(7);
arrayList.add(4);
arrayList.add(-9);
arrayList.add(-7);
ArrayList<Integer> arrayList2 = new ArrayList<Integer>();
arrayList2.add(-3);
arrayList2.add(-5);
arrayList2.add(7);
System.out.println("原始数组:");
System.out.println(arrayList);

System.out.println("Collections.max(arrayList):");
System.out.println(Collections.max(arrayList));

System.out.println("Collections.min(arrayList):");
System.out.println(Collections.min(arrayList));

System.out.println("Collections.replaceAll(arrayList, 3, -3):");
Collections.replaceAll(arrayList, 3, -3);
System.out.println(arrayList);

System.out.println("Collections.frequency(arrayList, -3):");
System.out.println(Collections.frequency(arrayList, -3));

System.out.println("Collections.indexOfSubList(arrayList, arrayList2):");
System.out.println(Collections.indexOfSubList(arrayList, arrayList2));

System.out.println("Collections.binarySearch(arrayList, 7):");
// 对List进行二分查找,返回索引,List必须是有序的
Collections.sort(arrayList);
System.out.println(Collections.binarySearch(arrayList, 7));

同步控制

Collections提供了多个synchronizedXxx()方法·,该方法可以将指定集合包装成线程同步的集合,从而解决多线程并发访问集合时的线程安全问题。

我们知道 HashSet,TreeSet,ArrayList,LinkedList,HashMap,TreeMap 都是线程不安全的。Collections提供了多个静态方法可以把他们包装成线程同步的集合。

最好不要用下面这些方法,效率非常低,需要线程安全的集合类型时请考虑使用 JUC 包下的并发集合。

方法如下:

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synchronizedCollection(Collection<T>  c) //返回指定 collection 支持的同步(线程安全的)collection。
synchronizedList(List<T> list)//返回指定列表支持的同步(线程安全的)List。
synchronizedMap(Map<K,V> m) //返回由指定映射支持的同步(线程安全的)Map。
synchronizedSet(Set<T> s) //返回指定 set 支持的同步(线程安全的)set。

Collections还可以设置不可变集合,提供了如下三类方法:

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emptyXxx(): 返回一个空的、不可变的集合对象,此处的集合既可以是List,也可以是Set,还可以是Map。
singletonXxx(): 返回一个只包含指定对象(只有一个或一个元素)的不可变的集合对象,此处的集合可以是:List,Set,Map。
unmodifiableXxx(): 返回指定集合对象的不可变视图,此处的集合可以是:List,Set,Map。
上面三类方法的参数是原有的集合对象,返回值是该集合的”只读“版本。

示例代码:

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        ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
arrayList.add(-1);
arrayList.add(3);
arrayList.add(3);
arrayList.add(-5);
arrayList.add(7);
arrayList.add(4);
arrayList.add(-9);
arrayList.add(-7);
HashSet<Integer> integers1 = new HashSet<>();
integers1.add(1);
integers1.add(3);
integers1.add(2);
Map scores = new HashMap();
scores.put("语文" , 80);
scores.put("Java" , 82);

//Collections.emptyXXX();创建一个空的、不可改变的XXX对象
List<Object> list = Collections.emptyList();
System.out.println(list);//[]
Set<Object> objects = Collections.emptySet();
System.out.println(objects);//[]
Map<Object, Object> objectObjectMap = Collections.emptyMap();
System.out.println(objectObjectMap);//{}

//Collections.singletonXXX();
List<ArrayList<Integer>> arrayLists = Collections.singletonList(arrayList);
System.out.println(arrayLists);//[[-1, 3, 3, -5, 7, 4, -9, -7]]
//创建一个只有一个元素,且不可改变的Set对象
Set<ArrayList<Integer>> singleton = Collections.singleton(arrayList);
System.out.println(singleton);//[[-1, 3, 3, -5, 7, 4, -9, -7]]
Map<String, String> nihao = Collections.singletonMap("1", "nihao");
System.out.println(nihao);//{1=nihao}

//unmodifiableXXX();创建普通XXX对象对应的不可变版本
List<Integer> integers = Collections.unmodifiableList(arrayList);
System.out.println(integers);//[-1, 3, 3, -5, 7, 4, -9, -7]
Set<Integer> integers2 = Collections.unmodifiableSet(integers1);
System.out.println(integers2);//[1, 2, 3]
Map<Object, Object> objectObjectMap2 = Collections.unmodifiableMap(scores);
System.out.println(objectObjectMap2);//{Java=82, 语文=80}

//添加出现异常:java.lang.UnsupportedOperationException
// list.add(1);
// arrayLists.add(arrayList);
// integers.add(1);

Arrays类的常见操作

  1. 排序 : sort()
  2. 查找 : binarySearch()
  3. 比较: equals()
  4. 填充 : fill()
  5. 转列表: asList()
  6. 转字符串 : toString()
  7. 复制: copyOf()

排序 : sort()

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// *************排序 sort****************
int a[] = { 1, 3, 2, 7, 6, 5, 4, 9 };
// sort(int[] a)方法按照数字顺序排列指定的数组。
Arrays.sort(a);
System.out.println("Arrays.sort(a):");
for (int i : a) {
System.out.print(i);
}
// 换行
System.out.println();

// sort(int[] a,int fromIndex,int toIndex)按升序排列数组的指定范围
int b[] = { 1, 3, 2, 7, 6, 5, 4, 9 };
Arrays.sort(b, 2, 6);
System.out.println("Arrays.sort(b, 2, 6):");
for (int i : b) {
System.out.print(i);
}
// 换行
System.out.println();

int c[] = { 1, 3, 2, 7, 6, 5, 4, 9 };
// parallelSort(int[] a) 按照数字顺序排列指定的数组(并行的)。同sort方法一样也有按范围的排序
Arrays.parallelSort(c);
System.out.println("Arrays.parallelSort(c):");
for (int i : c) {
System.out.print(i);
}
// 换行
System.out.println();

// parallelSort给字符数组排序,sort也可以
char d[] = { 'a', 'f', 'b', 'c', 'e', 'A', 'C', 'B' };
Arrays.parallelSort(d);
System.out.println("Arrays.parallelSort(d):");
for (char d2 : d) {
System.out.print(d2);
}
// 换行
System.out.println();

在做算法面试题的时候,我们还可能会经常遇到对字符串排序的情况,Arrays.sort() 对每个字符串的特定位置进行比较,然后按照升序排序。

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String[] strs = { "abcdehg", "abcdefg", "abcdeag" };
Arrays.sort(strs);
System.out.println(Arrays.toString(strs));//[abcdeag, abcdefg, abcdehg]

查找 : binarySearch()

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// *************查找 binarySearch()****************
char[] e = { 'a', 'f', 'b', 'c', 'e', 'A', 'C', 'B' };
// 排序后再进行二分查找,否则找不到
Arrays.sort(e);
System.out.println("Arrays.sort(e)" + Arrays.toString(e));
System.out.println("Arrays.binarySearch(e, 'c'):");
int s = Arrays.binarySearch(e, 'c');
System.out.println("字符c在数组的位置:" + s);

比较: equals()

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// *************比较 equals****************
char[] e = { 'a', 'f', 'b', 'c', 'e', 'A', 'C', 'B' };
char[] f = { 'a', 'f', 'b', 'c', 'e', 'A', 'C', 'B' };
/*
* 元素数量相同,并且相同位置的元素相同。 另外,如果两个数组引用都是null,则它们被认为是相等的 。
*/
// 输出true
System.out.println("Arrays.equals(e, f):" + Arrays.equals(e, f));

填充 : fill()

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// *************填充fill(批量初始化)****************
int[] g = { 1, 2, 3, 3, 3, 3, 6, 6, 6 };
// 数组中所有元素重新分配值
Arrays.fill(g, 3);
System.out.println("Arrays.fill(g, 3):");
// 输出结果:333333333
for (int i : g) {
System.out.print(i);
}
// 换行
System.out.println();

int[] h = { 1, 2, 3, 3, 3, 3, 6, 6, 6, };
// 数组中指定范围元素重新分配值
Arrays.fill(h, 0, 2, 9);
System.out.println("Arrays.fill(h, 0, 2, 9);:");
// 输出结果:993333666
for (int i : h) {
System.out.print(i);
}

转列表 asList()

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// *************转列表 asList()****************
/*
* 返回由指定数组支持的固定大小的列表。
* (将返回的列表更改为“写入数组”。)该方法作为基于数组和基于集合的API之间的桥梁,与Collection.toArray()相结合 。
* 返回的列表是可序列化的,并实现RandomAccess 。
* 此方法还提供了一种方便的方式来创建一个初始化为包含几个元素的固定大小的列表如下:
*/
List<String> stooges = Arrays.asList("Larry", "Moe", "Curly");
System.out.println(stooges);

转字符串 toString()

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// *************转字符串 toString()****************
/*
* 返回指定数组的内容的字符串表示形式。
*/
char[] k = { 'a', 'f', 'b', 'c', 'e', 'A', 'C', 'B' };
System.out.println(Arrays.toString(k));// [a, f, b, c, e, A, C, B]

复制 copyOf()

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// *************复制 copy****************
// copyOf 方法实现数组复制,h为数组,6为复制的长度
int[] h = { 1, 2, 3, 3, 3, 3, 6, 6, 6, };
int i[] = Arrays.copyOf(h, 6);
System.out.println("Arrays.copyOf(h, 6);:");
// 输出结果:123333
for (int j : i) {
System.out.print(j);
}
// 换行
System.out.println();
// copyOfRange将指定数组的指定范围复制到新数组中
int j[] = Arrays.copyOfRange(h, 6, 11);
System.out.println("Arrays.copyOfRange(h, 6, 11):");
// 输出结果66600(h数组只有9个元素这里是从索引6到索引11复制所以不足的就为0)
for (int j2 : j) {
System.out.print(j2);
}
// 换行
System.out.println();

Servlet总结

在Java Web程序中,Servlet主要负责接收用户请求HttpServletRequest,在doGet(),doPost()中做相应的处理,并将回应HttpServletResponse反馈给用户。Servlet可以设置初始化参数,供Servlet内部使用。一个Servlet类只会有一个实例,在它初始化时调用init()方法,销毁时调用destroy()方法Servlet需要在web.xml中配置(MyEclipse中创建Servlet会自动配置),一个Servlet可以设置多个URL访问Servlet不是线程安全,因此要谨慎使用类变量。

阐述Servlet和CGI的区别?

CGI的不足之处:

1,需要为每个请求启动一个操作CGI程序的系统进程。如果请求频繁,这将会带来很大的开销。

2,需要为每个请求加载和运行一个CGI程序,这将带来很大的开销

3,需要重复编写处理网络协议的代码以及编码,这些工作都是非常耗时的。

Servlet的优点:

1,只需要启动一个操作系统进程以及加载一个JVM,大大降低了系统的开销

2,如果多个请求需要做同样处理的时候,这时候只需要加载一个类,这也大大降低了开销

3,所有动态加载的类可以实现对网络协议以及请求解码的共享,大大降低了工作量。

4,Servlet能直接和Web服务器交互,而普通的CGI程序不能。Servlet还能在各个程序之间共享数据,使数据库连接池之类的功能很容易实现。

补充:Sun Microsystems公司在1996年发布Servlet技术就是为了和CGI进行竞争,Servlet是一个特殊的Java程序,一个基于Java的Web应用通常包含一个或多个Servlet类。Servlet不能够自行创建并执行,它是在Servlet容器中运行的,容器将用户的请求传递给Servlet程序,并将Servlet的响应回传给用户。通常一个Servlet会关联一个或多个JSP页面。以前CGI经常因为性能开销上的问题被诟病,然而Fast CGI早就已经解决了CGI效率上的问题,所以面试的时候大可不必信口开河的诟病CGI,事实上有很多你熟悉的网站都使用了CGI技术。

参考:《javaweb整合开发王者归来》P7

Servlet接口中有哪些方法及Servlet生命周期探秘

Servlet接口定义了5个方法,其中前三个方法与Servlet生命周期相关

  • void init(ServletConfig config) throws ServletException
  • void service(ServletRequest req, ServletResponse resp) throws ServletException, java.io.IOException
  • void destory()
  • java.lang.String getServletInfo()
  • ServletConfig getServletConfig()

生命周期: Web容器加载Servlet并将其实例化后,Servlet生命周期开始,容器运行其init()方法进行Servlet的初始化;请求到达时调用Servlet的service()方法,service()方法会根据需要调用与请求对应的doGet或doPost等方法;当服务器关闭或项目被卸载时服务器会将Servlet实例销毁,此时会调用Servlet的destroy()方法init方法和destroy方法只会执行一次,service方法客户端每次请求Servlet都会执行。Servlet中有时会用到一些需要初始化与销毁的资源,因此可以把初始化资源的代码放入init方法中,销毁资源的代码放入destroy方法中,这样就不需要每次处理客户端的请求都要初始化与销毁资源。

参考:《javaweb整合开发王者归来》P81

get和post请求的区别

网上也有文章说:get和post请求实际上是没有区别,大家可以自行查询相关文章(参考文章:https://www.cnblogs.com/logsharing/p/8448446.html,知乎对应的问题链接:get和post区别?)!我下面给出的只是一种常见的答案。

①get请求用来从服务器上获得资源,而post是用来向服务器提交数据;

②get将表单中数据按照name=value的形式,添加到action 所指向的URL 后面,并且两者使用”?”连接,而各个变量之间使用”&”连接;post是将表单中的数据放在HTTP协议的请求头或消息体中,传递到action所指向URL;

③get传输的数据要受到URL长度限制(最大长度是 2048 个字符);而post可以传输大量的数据,上传文件通常要使用post方式;

④使用get时参数会显示在地址栏上,如果这些数据不是敏感数据,那么可以使用get;对于敏感数据还是应用使用post;

⑤get使用MIME类型application/x-www-form-urlencoded的URL编码(也叫百分号编码)文本的格式传递参数,保证被传送的参数由遵循规范的文本组成,例如一个空格的编码是”%20”。

补充:GET方式提交表单的典型应用是搜索引擎。GET方式就是被设计为查询用的。

还有另外一种回答。推荐大家看一下:

什么情况下调用doGet()和doPost()

Form标签里的method的属性为get时调用doGet(),为post时调用doPost()。

转发(Forward)和重定向(Redirect)的区别

转发是服务器行为,重定向是客户端行为。

转发(Forword)
通过RequestDispatcher对象的forward(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response)方法实现的。RequestDispatcher可以通过HttpServletRequest 的getRequestDispatcher()方法获得。例如下面的代码就是跳转到login_success.jsp页面。

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request.getRequestDispatcher("login_success.jsp").forward(request, response);

重定向(Redirect) 是利用服务器返回的状态码来实现的。客户端浏览器请求服务器的时候,服务器会返回一个状态码。服务器通过 HttpServletResponsesetStatus(int status) 方法设置状态码。如果服务器返回301或者302,则浏览器会到新的网址重新请求该资源。

  1. 从地址栏显示来说

forward是服务器请求资源,服务器直接访问目标地址的URL,把那个URL的响应内容读取过来,然后把这些内容再发给浏览器.浏览器根本不知道服务器发送的内容从哪里来的,所以它的地址栏还是原来的地址.
redirect是服务端根据逻辑,发送一个状态码,告诉浏览器重新去请求那个地址.所以地址栏显示的是新的URL.

  1. 从数据共享来说

forward:转发页面和转发到的页面可以共享request里面的数据.
redirect:不能共享数据.

  1. 从运用地方来说

forward:一般用于用户登陆的时候,根据角色转发到相应的模块.
redirect:一般用于用户注销登陆时返回主页面和跳转到其它的网站等

  1. 从效率来说

forward:高.
redirect:低.

自动刷新(Refresh)

自动刷新不仅可以实现一段时间之后自动跳转到另一个页面,还可以实现一段时间之后自动刷新本页面。Servlet中通过HttpServletResponse对象设置Header属性实现自动刷新例如:

1
Response.setHeader("Refresh","5;URL=http://localhost:8080/servlet/example.htm");

其中5为时间,单位为秒。URL指定就是要跳转的页面(如果设置自己的路径,就会实现每过5秒自动刷新本页面一次)

Servlet与线程安全

Servlet不是线程安全的,多线程并发的读写会导致数据不同步的问题。 解决的办法是尽量不要定义name属性,而是要把name变量分别定义在doGet()和doPost()方法内。虽然使用synchronized(name){}语句块可以解决问题,但是会造成线程的等待,不是很科学的办法。
注意:多线程的并发的读写Servlet类属性会导致数据不同步。但是如果只是并发地读取属性而不写入,则不存在数据不同步的问题。因此Servlet里的只读属性最好定义为final类型的。

参考:《javaweb整合开发王者归来》P92

JSP和Servlet是什么关系

其实这个问题在上面已经阐述过了,Servlet是一个特殊的Java程序,它运行于服务器的JVM中,能够依靠服务器的支持向浏览器提供显示内容。JSP本质上是Servlet的一种简易形式,JSP会被服务器处理成一个类似于Servlet的Java程序,可以简化页面内容的生成。Servlet和JSP最主要的不同点在于,Servlet的应用逻辑是在Java文件中,并且完全从表示层中的HTML分离开来。而JSP的情况是Java和HTML可以组合成一个扩展名为.jsp的文件。有人说,Servlet就是在Java中写HTML,而JSP就是在HTML中写Java代码,当然这个说法是很片面且不够准确的。JSP侧重于视图,Servlet更侧重于控制逻辑,在MVC架构模式中,JSP适合充当视图(view)而Servlet适合充当控制器(controller)。

JSP工作原理

JSP是一种Servlet,但是与HttpServlet的工作方式不太一样。HttpServlet是先由源代码编译为class文件后部署到服务器下,为先编译后部署。而JSP则是先部署后编译。JSP会在客户端第一次请求JSP文件时被编译为HttpJspPage类(接口Servlet的一个子类)。该类会被服务器临时存放在服务器工作目录里面。下面通过实例给大家介绍。
工程JspLoginDemo下有一个名为login.jsp的Jsp文件,把工程第一次部署到服务器上后访问这个Jsp文件,我们发现这个目录下多了下图这两个东东。
.class文件便是JSP对应的Servlet。编译完毕后再运行class文件来响应客户端请求。以后客户端访问login.jsp的时候,Tomcat将不再重新编译JSP文件,而是直接调用class文件来响应客户端请求。
JSP工作原理
由于JSP只会在客户端第一次请求的时候被编译 ,因此第一次请求JSP时会感觉比较慢,之后就会感觉快很多。如果把服务器保存的class文件删除,服务器也会重新编译JSP。

开发Web程序时经常需要修改JSP。Tomcat能够自动检测到JSP程序的改动。如果检测到JSP源代码发生了改动。Tomcat会在下次客户端请求JSP时重新编译JSP,而不需要重启Tomcat。这种自动检测功能是默认开启的,检测改动会消耗少量的时间,在部署Web应用的时候可以在web.xml中将它关掉。

参考:《javaweb整合开发王者归来》P97

JSP有哪些内置对象、作用分别是什么

JSP内置对象 - CSDN博客

JSP有9个内置对象:

  • request:封装客户端的请求,其中包含来自GET或POST请求的参数;
  • response:封装服务器对客户端的响应;
  • pageContext:通过该对象可以获取其他对象;
  • session:封装用户会话的对象;
  • application:封装服务器运行环境的对象;
  • out:输出服务器响应的输出流对象;
  • config:Web应用的配置对象;
  • page:JSP页面本身(相当于Java程序中的this);
  • exception:封装页面抛出异常的对象。

Request对象的主要方法有哪些

  • setAttribute(String name,Object):设置名字为name的request 的参数值
  • getAttribute(String name):返回由name指定的属性值
  • getAttributeNames():返回request 对象所有属性的名字集合,结果是一个枚举的实例
  • getCookies():返回客户端的所有 Cookie 对象,结果是一个Cookie 数组
  • getCharacterEncoding() :返回请求中的字符编码方式 = getContentLength() :返回请求的 Body的长度
  • getHeader(String name) :获得HTTP协议定义的文件头信息
  • getHeaders(String name) :返回指定名字的request Header 的所有值,结果是一个枚举的实例
  • getHeaderNames() :返回所以request Header 的名字,结果是一个枚举的实例
  • getInputStream() :返回请求的输入流,用于获得请求中的数据
  • getMethod() :获得客户端向服务器端传送数据的方法
  • getParameter(String name) :获得客户端传送给服务器端的有 name指定的参数值
  • getParameterNames() :获得客户端传送给服务器端的所有参数的名字,结果是一个枚举的实例
  • getParameterValues(String name):获得有name指定的参数的所有值
  • getProtocol():获取客户端向服务器端传送数据所依据的协议名称
  • getQueryString() :获得查询字符串
  • getRequestURI() :获取发出请求字符串的客户端地址
  • getRemoteAddr():获取客户端的 IP 地址
  • getRemoteHost() :获取客户端的名字
  • getSession([Boolean create]) :返回和请求相关 Session
  • getServerName() :获取服务器的名字
  • getServletPath():获取客户端所请求的脚本文件的路径
  • getServerPort():获取服务器的端口号
  • removeAttribute(String name):删除请求中的一个属性

request.getAttribute()和 request.getParameter()有何区别

从获取方向来看:

getParameter()是获取 POST/GET 传递的参数值;

getAttribute()是获取对象容器中的数据值;

从用途来看:

getParameter用于客户端重定向时,即点击了链接或提交按扭时传值用,即用于在用表单或url重定向传值时接收数据用。

getAttribute用于服务器端重定向时,即在 sevlet 中使用了 forward 函数,或 struts 中使用了
mapping.findForward。 getAttribute 只能收到程序用 setAttribute 传过来的值。

另外,可以用 setAttribute,getAttribute 发送接收对象.而 getParameter 显然只能传字符串。
setAttribute 是应用服务器把这个对象放在该页面所对应的一块内存中去,当你的页面服务器重定向到另一个页面时,应用服务器会把这块内存拷贝另一个页面所对应的内存中。这样getAttribute就能取得你所设下的值,当然这种方法可以传对象。session也一样,只是对象在内存中的生命周期不一样而已。getParameter只是应用服务器在分析你送上来的 request页面的文本时,取得你设在表单或 url 重定向时的值。

总结:

getParameter 返回的是String,用于读取提交的表单中的值;(获取之后会根据实际需要转换为自己需要的相应类型,比如整型,日期类型啊等等)

getAttribute 返回的是Object,需进行转换,可用setAttribute 设置成任意对象,使用很灵活,可随时用

include指令include的行为的区别

include指令: JSP可以通过include指令来包含其他文件。被包含的文件可以是JSP文件、HTML文件或文本文件。包含的文件就好像是该JSP文件的一部分,会被同时编译执行。 语法格式如下:
<%@ include file=”文件相对 url 地址” %>

include动作: jsp:include动作元素用来包含静态和动态的文件。该动作把指定文件插入正在生成的页面。语法格式如下:
<jsp:include page=”相对 URL 地址” flush=”true” />

JSP九大内置对象,七大动作,三大指令

JSP九大内置对象,七大动作,三大指令总结

讲解JSP中的四种作用域

JSP中的四种作用域包括page、request、session和application,具体来说:

  • page代表与一个页面相关的对象和属性。
  • request代表与Web客户机发出的一个请求相关的对象和属性。一个请求可能跨越多个页面,涉及多个Web组件;需要在页面显示的临时数据可以置于此作用域。
  • session代表与某个用户与服务器建立的一次会话相关的对象和属性。跟某个用户相关的数据应该放在用户自己的session中。
  • application代表与整个Web应用程序相关的对象和属性,它实质上是跨越整个Web应用程序,包括多个页面、请求和会话的一个全局作用域。

如何实现JSP或Servlet的单线程模式

对于JSP页面,可以通过page指令进行设置。
<%@page isThreadSafe=”false”%>

对于Servlet,可以让自定义的Servlet实现SingleThreadModel标识接口。

说明:如果将JSP或Servlet设置成单线程工作模式,会导致每个请求创建一个Servlet实例,这种实践将导致严重的性能问题(服务器的内存压力很大,还会导致频繁的垃圾回收),所以通常情况下并不会这么做。

实现会话跟踪的技术有哪些

  1. 使用Cookie

向客户端发送Cookie

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Cookie c =new Cookie("name","value"); //创建Cookie 
c.setMaxAge(60*60*24); //设置最大时效,此处设置的最大时效为一天
response.addCookie(c); //把Cookie放入到HTTP响应中

从客户端读取Cookie

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String name ="name"; 
Cookie[]cookies =request.getCookies();
if(cookies !=null){
for(int i= 0;i<cookies.length;i++){
Cookie cookie =cookies[i];
if(name.equals(cookis.getName()))
//something is here.
//you can get the value
cookie.getValue();

}
}

优点: 数据可以持久保存,不需要服务器资源,简单,基于文本的Key-Value

缺点: 大小受到限制,用户可以禁用Cookie功能,由于保存在本地,有一定的安全风险。

  1. URL 重写

在URL中添加用户会话的信息作为请求的参数,或者将唯一的会话ID添加到URL结尾以标识一个会话。

优点: 在Cookie被禁用的时候依然可以使用

缺点: 必须对网站的URL进行编码,所有页面必须动态生成,不能用预先记录下来的URL进行访问。

3.隐藏的表单域

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<input type="hidden" name ="session" value="..."/>

优点: Cookie被禁时可以使用

缺点: 所有页面必须是表单提交之后的结果。

  1. HttpSession

在所有会话跟踪技术中,HttpSession对象是最强大也是功能最多的。当一个用户第一次访问某个网站时会自动创建 HttpSession,每个用户可以访问他自己的HttpSession。可以通过HttpServletRequest对象的getSession方 法获得HttpSession,通过HttpSession的setAttribute方法可以将一个值放在HttpSession中,通过调用 HttpSession对象的getAttribute方法,同时传入属性名就可以获取保存在HttpSession中的对象。与上面三种方式不同的 是,HttpSession放在服务器的内存中,因此不要将过大的对象放在里面,即使目前的Servlet容器可以在内存将满时将HttpSession 中的对象移到其他存储设备中,但是这样势必影响性能。添加到HttpSession中的值可以是任意Java对象,这个对象最好实现了 Serializable接口,这样Servlet容器在必要的时候可以将其序列化到文件中,否则在序列化时就会出现异常。

Cookie和Session的的区别

  1. 由于HTTP协议是无状态的协议,所以服务端需要记录用户的状态时,就需要用某种机制来识具体的用户,这个机制就是Session.典型的场景比如购物车,当你点击下单按钮时,由于HTTP协议无状态,所以并不知道是哪个用户操作的,所以服务端要为特定的用户创建了特定的Session,用用于标识这个用户,并且跟踪用户,这样才知道购物车里面有几本书。这个Session是保存在服务端的,有一个唯一标识。在服务端保存Session的方法很多,内存、数据库、文件都有。集群的时候也要考虑Session的转移,在大型的网站,一般会有专门的Session服务器集群,用来保存用户会话,这个时候 Session 信息都是放在内存的,使用一些缓存服务比如Memcached之类的来放 Session。
  2. 思考一下服务端如何识别特定的客户?这个时候Cookie就登场了。每次HTTP请求的时候,客户端都会发送相应的Cookie信息到服务端。实际上大多数的应用都是用 Cookie 来实现Session跟踪的,第一次创建Session的时候,服务端会在HTTP协议中告诉客户端,需要在 Cookie 里面记录一个Session ID,以后每次请求把这个会话ID发送到服务器,我就知道你是谁了。有人问,如果客户端的浏览器禁用了 Cookie 怎么办?一般这种情况下,会使用一种叫做URL重写的技术来进行会话跟踪,即每次HTTP交互,URL后面都会被附加上一个诸如 sid=xxxxx 这样的参数,服务端据此来识别用户。
  3. Cookie其实还可以用在一些方便用户的场景下,设想你某次登陆过一个网站,下次登录的时候不想再次输入账号了,怎么办?这个信息可以写到Cookie里面,访问网站的时候,网站页面的脚本可以读取这个信息,就自动帮你把用户名给填了,能够方便一下用户。这也是Cookie名称的由来,给用户的一点甜头。所以,总结一下:Session是在服务端保存的一个数据结构,用来跟踪用户的状态,这个数据可以保存在集群、数据库、文件中;Cookie是客户端保存用户信息的一种机制,用来记录用户的一些信息,也是实现Session的一种方式。

一 先从 ArrayList 的构造函数说起

ArrayList有三种方式来初始化,构造方法源码如下:

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/**
* 默认初始容量大小
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;


private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

/**
*默认构造函数,使用初始容量10构造一个空列表(无参数构造)
*/
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

/**
* 带初始容量参数的构造函数。(用户自己指定容量)
*/
public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {//初始容量大于0
//创建initialCapacity大小的数组
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {//初始容量等于0
//创建空数组
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {//初始容量小于0,抛出异常
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}


/**
*构造包含指定collection元素的列表,这些元素利用该集合的迭代器按顺序返回
*如果指定的集合为null,throws NullPointerException。
*/
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
// replace with empty array.
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}

细心的同学一定会发现 :以无参数构造方法创建 ArrayList 时,实际上初始化赋值的是一个空数组。当真正对数组进行添加元素操作时,才真正分配容量。即向数组中添加第一个元素时,数组容量扩为10。 下面在我们分析 ArrayList 扩容时会讲到这一点内容!

二 一步一步分析 ArrayList 扩容机制

这里以无参构造函数创建的 ArrayList 为例分析

1. 先来看 add 方法

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 /**
* 将指定的元素追加到此列表的末尾。
*/
public boolean add(E e) {
//添加元素之前,先调用ensureCapacityInternal方法
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//这里看到ArrayList添加元素的实质就相当于为数组赋值
elementData[size++] = e;
return true;
}

2. 再来看看 ensureCapacityInternal() 方法

可以看到 add 方法 首先调用了ensureCapacityInternal(size + 1)

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//得到最小扩容量
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
// 获取默认的容量和传入参数的较大值
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}

ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

当 要 add 进第1个元素时,minCapacity为1,在Math.max()方法比较后,minCapacity 为10。

3. ensureExplicitCapacity() 方法

如果调用 ensureCapacityInternal() 方法就一定会进过(执行)这个方法,下面我们来研究一下这个方法的源码!

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//判断是否需要扩容
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;

// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
//调用grow方法进行扩容,调用此方法代表已经开始扩容了
grow(minCapacity);
}

我们来仔细分析一下:

  • 当我们要 add 进第1个元素到 ArrayList 时,elementData.length 为0 (因为还是一个空的 list),因为执行了 ensureCapacityInternal() 方法 ,所以 minCapacity 此时为10。此时,minCapacity - elementData.length > 0成立,所以会进入 grow(minCapacity) 方法。
  • 当add第2个元素时,minCapacity 为2,此时e lementData.length(容量)在添加第一个元素后扩容成 10 了。此时,minCapacity - elementData.length > 0 不成立,所以不会进入 (执行)grow(minCapacity) 方法。
  • 添加第3、4···到第10个元素时,依然不会执行grow方法,数组容量都为10。

直到添加第11个元素,minCapacity(为11)比elementData.length(为10)要大。进入grow方法进行扩容。

4. grow() 方法

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/**
* 要分配的最大数组大小
*/
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

/**
* ArrayList扩容的核心方法。
*/
private void grow(int minCapacity) {
// oldCapacity为旧容量,newCapacity为新容量
int oldCapacity = elementData.length;
//将oldCapacity 右移一位,其效果相当于oldCapacity /2,
//我们知道位运算的速度远远快于整除运算,整句运算式的结果就是将新容量更新为旧容量的1.5倍,
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
//然后检查新容量是否大于最小需要容量,若还是小于最小需要容量,那么就把最小需要容量当作数组的新容量,
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
// 如果新容量大于 MAX_ARRAY_SIZE,进入(执行) `hugeCapacity()` 方法来比较 minCapacity 和 MAX_ARRAY_SIZE,
//如果minCapacity大于最大容量,则新容量则为`Integer.MAX_VALUE`,否则,新容量大小则为 MAX_ARRAY_SIZE 即为 `Integer.MAX_VALUE - 8`。
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1),所以 ArrayList 每次扩容之后容量都会变为原来的 1.5 倍!(JDK1.6版本以后) JDk1.6版本时,扩容之后容量为 1.5 倍+1!详情请参考源码

“>>”(移位运算符):>>1 右移一位相当于除2,右移n位相当于除以 2 的 n 次方。这里 oldCapacity 明显右移了1位所以相当于oldCapacity /2。对于大数据的2进制运算,位移运算符比那些普通运算符的运算要快很多,因为程序仅仅移动一下而已,不去计算,这样提高了效率,节省了资源  

我们再来通过例子探究一下grow() 方法 :

  • 当add第1个元素时,oldCapacity 为0,经比较后第一个if判断成立,newCapacity = minCapacity(为10)。但是第二个if判断不会成立,即newCapacity 不比 MAX_ARRAY_SIZE大,则不会进入 hugeCapacity 方法。数组容量为10,add方法中 return true,size增为1。
  • 当add第11个元素进入grow方法时,newCapacity为15,比minCapacity(为11)大,第一个if判断不成立。新容量没有大于数组最大size,不会进入hugeCapacity方法。数组容量扩为15,add方法中return true,size增为11。
  • 以此类推······

这里补充一点比较重要,但是容易被忽视掉的知识点:

  • java 中的 length属性是针对数组说的,比如说你声明了一个数组,想知道这个数组的长度则用到了 length 这个属性.
  • java 中的 length() 方法是针对字符串说的,如果想看这个字符串的长度则用到 length() 这个方法.
  • java 中的 size() 方法是针对泛型集合说的,如果想看这个泛型有多少个元素,就调用此方法来查看!

5. hugeCapacity() 方法。

从上面 grow() 方法源码我们知道: 如果新容量大于 MAX_ARRAY_SIZE,进入(执行) hugeCapacity() 方法来比较 minCapacity 和 MAX_ARRAY_SIZE,如果minCapacity大于最大容量,则新容量则为Integer.MAX_VALUE,否则,新容量大小则为 MAX_ARRAY_SIZE 即为 Integer.MAX_VALUE - 8

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private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
//对minCapacity和MAX_ARRAY_SIZE进行比较
//若minCapacity大,将Integer.MAX_VALUE作为新数组的大小
//若MAX_ARRAY_SIZE大,将MAX_ARRAY_SIZE作为新数组的大小
//MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}

System.arraycopy()Arrays.copyOf()方法

阅读源码的话,我们就会发现 ArrayList 中大量调用了这两个方法。比如:我们上面讲的扩容操作以及add(int index, E element)toArray() 等方法中都用到了该方法!

3.1 System.arraycopy() 方法

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/**
* 在此列表中的指定位置插入指定的元素。
*先调用 rangeCheckForAdd 对index进行界限检查;然后调用 ensureCapacityInternal 方法保证capacity足够大;
*再将从index开始之后的所有成员后移一个位置;将element插入index位置;最后size加1。
*/
public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index);

ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//arraycopy()方法实现数组自己复制自己
//elementData:源数组;index:源数组中的起始位置;elementData:目标数组;index + 1:目标数组中的起始位置; size - index:要复制的数组元素的数量;
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}

我们写一个简单的方法测试以下:

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public class ArraycopyTest {

public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
int[] a = new int[10];
a[0] = 0;
a[1] = 1;
a[2] = 2;
a[3] = 3;
System.arraycopy(a, 2, a, 3, 3);
a[2]=99;
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
System.out.println(a[i]);
}
}

}

结果:

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0 1 99 2 3 0 0 0 0 0

3.2 Arrays.copyOf()方法

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/**
以正确的顺序返回一个包含此列表中所有元素的数组(从第一个到最后一个元素); 返回的数组的运行时类型是指定数组的运行时类型。
*/
public Object[] toArray() {
//elementData:要复制的数组;size:要复制的长度
return Arrays.copyOf(elementData, size);
}

个人觉得使用 Arrays.copyOf()方法主要是为了给原有数组扩容,测试代码如下:

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public class ArrayscopyOfTest {

public static void main(String[] args) {
int[] a = new int[3];
a[0] = 0;
a[1] = 1;
a[2] = 2;
int[] b = Arrays.copyOf(a, 10);
System.out.println("b.length"+b.length);
}
}

结果:

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3.3 两者联系和区别

联系:

看两者源代码可以发现 copyOf() 内部实际调用了 System.arraycopy() 方法

区别:

arraycopy() 需要目标数组,将原数组拷贝到你自己定义的数组里或者原数组,而且可以选择拷贝的起点和长度以及放入新数组中的位置 copyOf() 是系统自动在内部新建一个数组,并返回该数组。

ensureCapacity方法

ArrayList 源码中有一个 ensureCapacity 方法不知道大家注意到没有,这个方法 ArrayList 内部没有被调用过,所以很显然是提供给用户调用的,那么这个方法有什么作用呢?

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/**
如有必要,增加此 ArrayList 实例的容量,以确保它至少可以容纳由minimum capacity参数指定的元素数。
*
* @param minCapacity 所需的最小容量
*/
public void ensureCapacity(int minCapacity) {
int minExpand = (elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)
// any size if not default element table
? 0
// larger than default for default empty table. It's already
// supposed to be at default size.
: DEFAULT_CAPACITY;

if (minCapacity > minExpand) {
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
}

最好在 add 大量元素之前用 ensureCapacity 方法,以减少增量重新分配的次数

我们通过下面的代码实际测试以下这个方法的效果:

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public class EnsureCapacityTest {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Object> list = new ArrayList<Object>();
final int N = 10000000;
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < N; i++) {
list.add(i);
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("使用ensureCapacity方法前:"+(endTime - startTime));

list = new ArrayList<Object>();
long startTime1 = System.currentTimeMillis();
list.ensureCapacity(N);
for (int i = 0; i < N; i++) {
list.add(i);
}
long endTime1 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("使用ensureCapacity方法后:"+(endTime1 - startTime1));
}
}

运行结果:

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使用ensureCapacity方法前:4637
使用ensureCapacity方法后:241

通过运行结果,我们可以很明显的看出向 ArrayList 添加大量元素之前最好先使用ensureCapacity 方法,以减少增量重新分配的次数