目录
Arrays.sort的底层实现
BigDecimal(double)和BigDecimal(String)有什么区别
Char可以存储一个汉字吗
Java中的Timer定时调度任务是咋实现的
Java中的序列化机制是咋实现的
Java中的注解是干嘛的
Arrays.sort的底层实现
Arrays.sort是Java中提供的对数组进行排序的方法,根据参数类型不同,它提供了很多重载方法:
public static void sort(Object[] a)
public static void sort(byte[] a)
public static void sort(float[] a)
public static void sort(int[] a)
因此对于不同的数据类型,底层采用的排序算法也是不同的
如果是基本数据类型(int、double、char等)的数组,则采用的是“双轴快速排序”算法来实现的
public static void sort(int[] a) {
DualPivotQuicksort.sort(a, 0, a.length - 1, null, 0, 0);
}
双轴快速排序是对传统快速排序的改进,它通过选择两个轴值来划分数组,并在每个划分区域中进行递归排序。这种算法通常比传统的快速排序更快,特别是在大量重复元素的情况下。双轴快速排序算法是在JDK7中引入的,并在后续版本中进行了优化和改进。
而对象数组类型的话,则采用的就是归并排序和TimSort
// 1.7以前
public static void sort(Object[] a) {
Object[] aux = (Object[])a.clone();
mergeSort(aux, a, 0, a.length, 0);
}
// 1.7以后
public static void sort(Object[] a) {
if (LegacyMergeSort.userRequested)
legacyMergeSort(a);
else
ComparableTimSort.sort(a, 0, a.length, null, 0, 0);
}
/** To be removed in a future release. */
private static void legacyMergeSort(Object[] a) {
Object[] aux = a.clone();
mergeSort(aux, a, 0, a.length, 0);
}
TimSort 是一种混合排序算法,结合了归并排序(Merge Sort)和插入排序(Insertion Sort)的特点。
BigDecimal(double)和BigDecimal(String)有什么区别
首先我们来看一下阿里巴巴Java开发手册的提示
其实我们可以看到,double本身就是不准确的表示一个值,取得是一个近似值,例如,new BigDecimal(0.1) 但是创建出来的值并不是0.1,而是0.100000000000000000055555555......等,但是new BigDecimal("0.1")时,创建出来的值正是0.1值是很准确的。当我们去看BigDecimal源码时可以发现,他的实现主要是用的是个无标度值和标度来表示的。所以在使用double时创建的是一个不准确的值,那么如何创建一个准确的小数值呢?采用的就是BigDecimal(String),它可以完整的表示一个小数的精度
但是需要注意的是,new BigDecimal("0.10000")和new BigDecimal("0.1")这两个数的标度分别是5和1,如果使用BigDecimal的equals方法比较,得到的结果是false。
public class BigDecimal extends Number implements Comparable<BigDecimal> {
private final BigInteger intVal;
private final int scale;
private final transient long intCompact;
}
因为计算机采用二进制处理数据,但是很多小数,如0.1的二进制是一个无限循环小数,而这种数字在计算机中是无法精确表示的。所以,人们采用了一种通过近似值的方式在计算机中表示,于是就有了单精度浮点数和双精度浮点数等。所以,作为单精度浮点数的float和双精度浮点数的double,在表示小数的时候只是近似值,并不是真实值。
所以,当使用BigDecimal(Double)创建一个的时候,得到的BigDecimal是损失了精度的。而使用一个损失了精度的数字进行计算,得到的结果也是不精确的。
想要避免这个问题,可以通过BigDecimal(String)的方式创建BigDecimal,这样的情况下,0.1就会被精确的表示出来。
Char可以存储一个汉字吗
在Java中,使用的是编码时Unicode,因此char类型使用16位来表示,可以存储任何在Unicode字符集出现的字符。Unicode字符集包含了几乎所有的字符,包括常见字符、生僻字、罕见字以及其他语言的字符。所以,用char类型其实是可以存储生僻字的。
Java中的Timer定时调度任务是咋实现的
在JDK源码中是这样定义Timer类的
public class Timer {
/**
* The timer task queue. This data structure is shared with the timer
* thread. The timer produces tasks, via its various schedule calls,
* and the timer thread consumes, executing timer tasks as appropriate,
* and removing them from the queue when they're obsolete.
*/
private final TaskQueue queue = new TaskQueue();
/**
* The timer thread.
*/
private final TimerThread thread = new TimerThread(queue);
}
可以看到,最主要的是两个变量TaskQueue和TimerThread
- TaskQueue:一个任务队列,用于存储已计划的定时任务。任务队列按照任务的执行时间进行排序,确保最早执行的任务排在队列前面。在队列中的任务可能是一次性的,也可能是周期性的。
- TimerThread:Timer 内部的后台线程,它负责扫描 TaskQueue 中的任务,检查任务的执行时间,然后在执行时间到达时执行任务的 run() 方法。TimerThread 是一个守护线程,因此当所有非守护线程完成时,它会随之终止
任务调度的核心代码如下:
class TimerThread extends Thread {
boolean newTasksMayBeScheduled = true;
/**
* 存储 TimerTask 的队列
*/
private TaskQueue queue;
TimerThread(TaskQueue queue) {
this.queue = queue;
}
public void run() {
try {
mainLoop();
} finally {
synchronized (queue) {
newTasksMayBeScheduled = false;
queue.clear();
}
}
}
/**
* 主要的计时器循环。
*/
private void mainLoop() {
while (true) {
try {
TimerTask task;
boolean taskFired;
synchronized (queue) {
// 等待队列变为非空
while (queue.isEmpty() && newTasksMayBeScheduled)
queue.wait();
if (queue.isEmpty())
break; // 队列为空,将永远保持为空;线程终止
// 队列非空;查看第一个事件并执行相应操作
long currentTime, executionTime;
task = queue.getMin();
synchronized (task.lock) {
if (task.state == TimerTask.CANCELLED) {
queue.removeMin();
continue; // 无需执行任何操作,再次轮询队列
}
currentTime = System.currentTimeMillis();
executionTime = task.nextExecutionTime;
if (taskFired = (executionTime <= currentTime)) {
if (task.period == 0) { // 非重复,移除
queue.removeMin();
task.state = TimerTask.EXECUTED;
} else { // 重复任务,重新安排
queue.rescheduleMin(
task.period < 0 ? currentTime - task.period
: executionTime + task.period);
}
}
}
if (!taskFired) // 任务尚未触发;等待
queue.wait(executionTime - currentTime);
}
if (taskFired) // 任务触发;运行它,不持有锁
task.run();
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
}
TimerThread的实际是在运行mainLoop方法,这个方法一进来就是一个while(true)的循环,他在循环中不断地从TaskQueue中取出第一个任务,然后判断他是否到达执行时间了,如果到了,就触发任务执行。否则就继续等一会再次执行。如此往复的重复,执行。
使用 Timer定时调度有哪些优缺点呢?
优点:实现简单啊,因为是JDK内置的定时调度任务,因此体量是比较小的,只需要在需要使用的地方调用方法即可
缺点:
1、Timer内部是单线程执行任务的,如果某个任务执行时间较长,会影响后续任务的执行。
2、如果任务抛出未捕获异常,将导致整个 Timer 线程终止,影响其他任务的执行。
3、Timer 无法提供高精度的定时任务。因为系统调度和任务执行时间的不确定性,可能导致任务执行的时间不准确。因此需要准时和高性能的定时任务采集时常采用xxl-job定时任务框架来完成。
4、虽然可以使用 cancel 方法取消任务,但这仅仅是将任务标记为取消状态,仍然会在任务队列中占用位置,无法释放资源。这可能导致内存泄漏。
5、当有大量任务时,Timer 的性能可能受到影响,因为它在每次扫描任务队列时都要进行时间比较。
6、Timer执行任务完全基于JVM内存,一旦应用重启,那么队列中的任务就都没有了
Java中的序列化机制是咋实现的
序列化是将对象转换为可传输格式的过程。 是一种数据的持久化手段。一般广泛应用于网络传输,RMI和RPC等场景中。 几乎所有的商用编程语言都有序列化的能力,不管是数据存储到硬盘,还是通过网络的微服务传输,都需要序列化能力。
在Java的序列化机制中,如果是String,枚举或者实现了Serializable接口的类,均可以通过Java的序列化机制,将类序列化为符合编码的数据流,然后通过InputStream和OutputStream将内存中的类持久化到硬盘或者网络中;同时,也可以通过反序列化机制将磁盘中的字节码再转换成内存中的类。
**如果一个类想被序列化,需要实现Serializable接口。**否则将抛出NotSerializableException异常。Serializable接口没有方法或字段,仅用于标识可序列化的语义。
自定义类通过实现Serializable接口做标识,进而在IO中实现序列化和反序列化,具体的执行路径如下:
#writeObject -> #writeObject0(判断类是否是自定义类) -> #writeOrdinaryObject(区分Serializable和Externalizable) -> writeSerialData(序列化fields) -> invokeWriteObject(反射调用类自己的序列化策略)
其中,在invokeWriteObject的阶段,系统就会处理自定义类的序列化方案。这是因为,在序列化操作过程中会对类型进行检查,要求被序列化的类必须属于Enum、Array和Serializable类型其中的任何一种。
Java中的注解是干嘛的
Java 注解用于为 Java 代码提供元数据。作为元数据,注解不直接影响你的代码执行,但也有一些类型的注解实际上可以用于这一目的。Java 注解是从 Java5 开始添加到 Java 的。
Java的注解,可以说是一种标识,标识一个类或者一个字段,常常是和反射,AOP结合起来使用。中间件一般会定义注解,如果某些类或字段符合条件,就执行某些能力。
元注解:
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface Override {
}
这里面的@Target,@Retention就是元注解。
元注解有四个:@Target(表示该注解可以用于什么地方)、@Retention(表示在什么级别保存该注解信息)、@Documented(将此注解包含在javadoc中)、@Inherited(允许子类继承父类中的注解)。
一般@Target是被用的最多的。
@Retention:指定被修饰的注解的生命周期,即注解在源代码、编译时还是运行时保留。它有三个可选的枚举值:SOURCE、CLASS和RUNTIME。默认为CLASS。
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyRuntimeAnnotation {
// some elements and values
}
@Target:指定被修饰的注解可以应用于的元素类型,如类、方法、字段等。这样可以限制注解的使用范围,避免错误使用。
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.annotation.ElementType;
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
public @interface MyTargetAnnotation {
// some elements and values
}
@Documented:用于指示注解是否会出现在生成的Java文档中。如果一个注解被@Documented元注解修饰,则该注解的信息会出现在API文档中,方便开发者查阅。
import java.lang.annotation.Documented;
@Documented
public @interface MyDocumentedAnnotation {
// some elements and values
}
@Inherited:指示被该注解修饰的注解是否可以被继承。默认情况下,注解不会被继承,即子类不会继承父类的注解。但如果将一个注解用@Inherited修饰,那么它就可以被子类继承。
import java.lang.annotation.Inherited;
@Inherited
public @interface MyInheritedAnnotation {
// some elements and values
}