Java基础及进阶

JAVA特性

基础语法

一、Java程序的命令行工具

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二、final、finally、finalize

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三、继承

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class 父类 {
//代码
}
 
class 子类 extends 父类 {
//代码
}

四、Vector、ArrayList、LinkedList

五、原始数据类型和包装类

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六、接口和抽象类

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JAVA进阶

Java引用队列

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Object counter = new Object();
ReferenceQueue refQueue = new ReferenceQueue<>();
PhantomReference<Object> p = new PhantomReference<>(counter, refQueue);
counter = null;
System.gc();
try {
    // Remove是一个阻塞方法，可以指定timeout，或者选择一直阻塞
    Reference<Object> ref = refQueue.remove(1000L);
    if (ref != null) {
        // do something
    }
} catch (InterruptedException e) {
    // Handle it
}

七、JAVA IO

三种IO方式

java.io包

也叫BIO。它基于流模型实现，在进行读取输入流或者写入输出流操作时，读、写动作完成之前，线程会一直阻塞，它们之间的调用是可靠的线性顺序。优点是代码比较简单、直观，缺点是IO 效率和扩展性存在局限性。

java.nio包

NIO 框架，提供了 Channel、Selector、Buffer 等新的抽象。它可以构建多路复用的、同步非阻塞 IO 程序，同时提供了更接近操作系统底层的高性能数据操作方式。

NIO2

也叫AIO（Asynchronous IO），它是NIO的进一步改进，引入了异步非阻塞 IO 方式。异步 IO 操作基于事件和回调机制，应用操作直接返回，而不会阻塞在那里，当后台处理完成，操作系统会通知相应线程进行后续工作。

IO 工具类

File

这里是引用

RandomAccessFile

这里是引用

字节流

InputStream和OutputStream。
字符流
Reader和Writer。
补充知识点
Closeable 接口：

try-with-resources、 try-finally

Cleaner 或 finalize 机制：资源释放的最后把关

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NIO

1.主要组成

主要由Buffer、Channel、Selector、Charset四部分组成。

Buffer（缓冲区）：

NIO 中，数据都是通过 Buffer 处理的；除了布尔类型，所有原始数据类型都有相应的 Buffer 实现（ ByteBuffer、CharBuffer、ShortBuffer、IntBuffer、LongBuffer、FloatBuffer 和 DoubleBuffer）。

Buffer详细介绍：

Buffer的几个基本属性：capacity、position、limit、mark。

capacity：	Buffer的大小，即数组的长度。
position：要操作的数据的起始位置。
limit：操作的限额。（注意，在读取和写入时，limit的意义是不同的）
mark：记录上一次position的位置，但不是必须的。（默认是0）

Channel（通道）：

NIO 中被用来支持批量式 IO 操作的一种抽象，可以进行异步的 IO 操作。
常见的 Channel 类有 FileChannel、SocketChannel、ServerSocketChannel 和 DatagramChannel。

Selector（选择器）：

Selector 可以用来实现 Reactor 模式，用于监听多个 Channel 的事件。因此，可以检测到注册在 Selector 上的多个 Channel 中，是否有 Channel 处于就绪状态，实现了单线程对多 Channel 的高效管理，是javaNIO 实现多路复用的基础。

Charset：

提供 Unicode 字符串定义。

2.NIO的核心

Buffer 和 Channel 之间的交互：数据可以从 Channel 读取到 Buffer 中，也可以从 Buffer 写入到 Channel 中。

3.NIO的优点

NIO通过高效地定位就绪的 Channel，高效分配任务。仅select 时是阻塞的，所以可以避免大量客户端连接时，频繁切换线程。因此，应用的扩展性有了非常大的提高。

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异常处理时的基本原则

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补充概念

同步或异步（synchronous/asynchronous）

同步：当我们进行同步操作时，后续的任务是等待当前调用返回，才会进行下一步。

异步：其他任务不需要等待当前调用返回，通常依靠事件、回调等机制来实现任务间次序关系

阻塞与非阻塞（blocking/non-blocking）

阻塞状态：无法从事其他任务，只有当条件就绪才能继续。

非阻塞：不管 IO 操作是否结束，直接返回，相应操作在后台继续处理。

序列化（Serialization）

这里是引用

补充知识点

不能一概而论认为同步或阻塞就是低效。

网络编程中，比如 Socket 通信，都是典型的 IO 操作目标

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补充

FileSystemProvider

两种特别的Buffer：Direct Buffer和MappedByteBuffer

DirectBuffer：

DirectBuffer是ByteBuffer的一种特殊形式，用于在堆外（Off-heap）内存中存储数据。

DirectBuffer创建方法：

调用ByteBuffer的allocateDirect()方法来创建。（不是使用传统的allocate()方法）

DirectBuffer的主要特点：

特点	内容
直接访问	因为内存是在堆外分配的，所以DirectBuffer对象可以通过JNI（Java Native Interface）直接访问，从而避免了在Java堆和本机堆之间来回复制数据的开销
堆外内存存储	DirectBuffer对象分配的内存不在Java虚拟机的堆中，而是直接在操作系统的本机内存中分配的
性能优化	DirectBuffer适用于需要频繁访问大量数据或需要与本地（native）代码进行交互的场景，它们可以显著提高数据访问和操作的效率，因为避免了额外的内存拷贝。

DirectBuffer的使用需要注意：