输入与输出

20145217 《Java程序设计》第六周学习总结

教材学习内容总结

本章主要讲输入与输出。

10.1

  • 若要将数据从来源中取出，可以使用输入串流；若要将数据写入目的地，可以使用输出串流。在java中，输入串流代表对象为java.in.InputStream的实例；输出串流代表对象为java.io.Outputstream的实例。
  • 在来源与目的地都不知道的情况下可以设计一个通用的dump（）方法,该方法接受InputStream与OutputStream实例，分别代表读取数据的来源、输出的目的地。
  • 每次从Inputstream读入的数据，都会先置入byte数据，她的read（）方法会尝试读入btye的数据，并返回读入的字节。
  • 要将某个文档读入并另存为另一个数据，可以由命令行操作如下java cc.openhome.Copy c:workspaceMain.java C:workspaceMain.txt

10.2

  • FileInputStream是InputStream的子类，主要操作InputStream的read（）抽象方法；FIleOutputStream是OutputStream的子类，主要操作其write（）的操作方法
  • 可以使用System的setIn（）方法指定InputStream实例，重新指定标准输入来源
  • ByteArrayInputStream是InputStream的子类，可以指定byte数据创建实例，主要操作其read（）抽象方法；ByteArrayOutputStream是OutputStream的子类，主要操作其write（） 的操作方法

10.3

  • 串流装饰器本身并没有改变InputStream和OutputStream的行为，只是在得到数据之后，再做一些加工处理。
  • BufferedInputStream与BufferedOutputStream主要在内部提供缓冲区功能。
  • DataInputStream与DataOutputStream主要提供读取、写入java基本数据类型的方法，会自动在指定的类型与字节之间转换。

10.4

  • Reader.Writer也有一些装饰器类可供使用，如果串流处理的字节数据，实际上代表某些字符的编码数据，而你想要将这些字节数据转换为对应的编码字符，可以使用InputStreamReader和OutputStreamWriter。
  • 若要使用CharUtil.dump（）读入文档、转为字符串并显示在文本模式中。

10.5

  • 如果处理串流字节数据，将这些字节数据转换为对应的编码制度，可以使用InputStringReader、InputStringWriter打包。
  • BufferedReader、BufferedWriter可对Reader、Writer 提供缓冲区，
  • printWriter与PrintStream处理可以对OutputStream打包之外，Printwriter还可以对writer进行打包，提供print（）、println（）、format（）等方法。

11.1线程

  • 单线程程序：启动的程序从 main() 程序进入点开始至结束只有一个流程
  • 多线程程序：程序有多个流程
  • 课本代码运行截图：

11.2Thread、Daemon

  • Thread：如果想要加装主线程，就要创建 Thread 实例，要启动额外的主线程就是调用 Thread 实例的 start() 方法

  • 额外线程执行流程的进入点，有两种方式：可以定义在 Runnable 的run() 方法中继承 Thread 类，重新定义run()方法，主线程会从 main() 方法开始执行，直到main()方法结束后停止 JVM。如果主线程中启动了额外线程，默认会等待被启动的所有线程都执行完 run() 方法才中止 JVM；如果一个 Thread 被标示为Daemon线程，在所有的非 Daemon 线程都结束时，JVM 自动就会终止。从 main() 方法开始的就是一个非 Daemin 线程，可以使用 setDaemon() 方法来设定一个线程是否为 Daemon 线程。使用 isDaemon() 方法可以判断线程是否为 Daemon 线程。

  • 在调用 Thread 实例 start() 方法后，基本状态为可执行（Runnable）、被阻断（Blocked）、执行中（Running）。线程看起来像是同时执行，但事实上同一时间点上，一个 CPU 只能执行一个线程，只是CPU会不断切换线程，且切换动作很快，所以看起来像是同时执行。

  • setPriority()：线程有其优先权，可使用 Thread 的 setPriority() 方法设定优先权，可设定值为1到10，默认是5，超出1到10外的设定值会抛出 IllegalArgumentException。

  • 改进效能的方式：运用多线程，当某线程进入 Blocked 时，让另一线程排入 CPU 执行，避免 CPU 空闲下来。

  • interrupt()：一个进入 Blocked 状态的线程，可以由另一个线程调用，该线程的 interrupt() 方法，让它离开Blocked 状态。

11.3ThreadGroup

  • 每个线程都属于某个线程群组。每个线程产生时，都会归入某个线程群组，这视线程在那个群组中产生，如果没有指定，则归入产生该子线程的线程群组，也可以自行指定线程群组，线程一旦归入某个群组，就无法再更换。
  • setMaxpriority()：设定群组中所有线程最大优先权。
  • activeCount()：取得群组的线程数量，enumerate() 方法要传入 Thread 数组，这会将线程对象设定至每个数组索引。
  • uncaughtException()：群组中某个线程发生异常而未捕捉时，JVM 会调用此方法进行处理。如果 ThreadGroup 有父 ThreadGroup，就会调用父ThreadGroup的 uncaughtException() 方法，否则看看异常是否为ThreadDeath实例，若是则什么都不做，若不是则调用异常的 printStrackTrace()，如果必须定义 ThreadGroup 中的线程异常处理行为，可重新定义此方法。
  • uncaughtException() 方法第一个参数可取得发生异常的线程实例，第二个参数可取得异常对象。

11.4synchronized

  • 每个对象都会有个内部锁定，或称为监控锁定。被标示为 synchronized 的区块将会被监控，任何线程要执行 synchronized 区块都必须先取得指定的对象锁定。如果在方法上标示synchronized，则执行方法必须取得该实例的锁定。线程若因尝试执行 synchronized 区块而进入 Blocked，在取得锁定之后，会先回到 Runnable 状态，等待 CPU 排版器排入 Running 状态。java的 synchronized 提供的是可重入同步，也就是线程取得某对象锁定后，若执行过程中又要执行 synchronized，尝试取得锁定的对象来源又是同一个，则可以直接执行。

11.5volatile

  • synchronized 要求达到的所标示区块的互斥性与可见性，互斥性是指 synchronized 区块同时间只能有一个线程，可见性是指线程离开 synchronized 区块后，另一线程接触到的就是上一线程改变后的对象状态。
  • 可以在变量上声明 volatile，表示变量是不稳定的、易变的，也就是可能在多线程下存取，这保证变量的可见性，也就是若有线程变动了变量值，另一线程一定可以看到变更。被标示为 volatile 的变量，不允许线程快取，变量值的存取一定是在共享内存中进行。
  • volatile 保证的是单一变数的可见性，线程对变量的存取一定是在共享内存中，不会在自己的内存空间中快取变量，线程对共享内存中变量的存取，另一线程一定看得到。

11.6等待与通知

  • wait()、notify()、notifyAll() 是 Object 定义的方法，可以通过这三个方法控制线程释放对象的锁定，或者通知线程参与锁定竞争。
  • wait()：执行 synchronized 范围的程序代码期间，若要调用锁定对象的 wait() 方法，线程会释放对象锁定，并进入对象等待集合而处于阻断状态，其他线程可以竞争对象锁定，取得锁定的线程可以执行 synchronized 范围的程序代码。wait() 可以指定等待时间，时间到之后线程会再次加入排班，如果指定时间为0或不指定，则线程会持续等待，只到被中断或是告知可以参与排班。
  • noyify()：被竞争锁定的对象调用 noyify() 时，会从对象等待集合中随机通知一个线程加入排班，再次执行 synchronized 前，被通知的线程会与其他线程共同竞争对象锁定。
  • notifyAll()：如果调用 notifyAll()，所有等待集合中的线程都会被通知参与排班，这些线程会与其他线程共同竞争对象锁定。

11.7Lock、ReadWriteLock 与 Condition

  • Lock 接口主要操作类之一为 ReentrantLock，可以达到synchronized 的作用，也提供额外的功能。想要锁定 Lock 对象，可以调用其 lock 方法，只有取得 Lock 对象锁定的线程，才可以继续往后执行程序代码，要接触锁定，可以调用 Lock 对象的 unlock()。
  • Lock 接口还定义了tryLock() 方法，如果线程调用 tryLock() 可以取得锁定会返回 true，若无法取得锁定并不会发生阻断，而是返回 false。
  • ReadWriteLock 接口定义了读取锁定与写入锁定行为，可以使用 readLock()、writeLock() 方法返回 Lock 操作对象。ReentrantReadWriteLock.ReadLock 操作了Lock 接口，调用其 lock() 方法时，若没有任何 ReentrantReadWriteLock.WriteLock 调用过 lock() 方法，也就是没有任何写入锁定时，就可以取得读取锁定。
  • ReentrantReadWriteLock.WriteLock 操作了 Lock 接口，调用其 lock() 方法时，若没有任何 ReentrantReadWriteLock.ReadLock 或 ReentrantReadWriteLock.WriteLock 调用过 lock() 方法，也就是没有任何读取或写入锁定时，才可以取得写入锁定。
  • validate()：验证戳记是不是被其他排他性锁定取得了，如果是的话返回 false，如果戳记是 0 也会返回 false .Condition。Condition 接口用来搭配 Lock，最基本的用法就是达到 Object 的 wait()、notify()、notifyAll() 方法的作用。
  • signal()：要通知等待集合中的一个线程，则可以调用 signal() 方法。
  • signalAll()：如果要通知所有等待集合中的线程，可以调用 signalAll()。
  • 一个Condition 对象可代表有一个等待集合，可以重复调用 Lock 的newCondition()，取得多个Condition 实例，这代表了可以有多个等待集合。

代码调试中的问题和解决过程

书上的代码运行不了，但都能编译通过，这对我们初学者造成不少麻烦，虽然认认真真学完但依然不太会用，目前依然未解决。
上传代码到git：

学习进度条

代码行数（新增/累积） 博客量（新增/累积） 学习时间（新增/累积） 重要成长
目标 5000行 30篇 400小时
第三周 300/600 2/6 20/50
第四周 300/900 2/8 16/66
第五周 300/1200 2/10 16/82
第六周 300/1500 2/12 16/98

参考资料

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原文地址：https://www.cnblogs.com/jokebright/p/5375342.html