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Java笔记

2021-01-20 14:26:38   10  举报

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AI智能生成

Java知识网络

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大纲/内容

集合

ArrayList

线程不安全

使用Vector或者Collections.synchronizedList()包装

底层数组

查询效率高,增删效率低

无参初始化默认容量为0,add时默认容量变为10

扩容机制:1.5左右

初始化仅初始化容量大小,因此使用set方法时会报下标越界异常

增删都需要复制

内存连续

Vector

线程安全(大量使用synchronized关键字)

效率低下

扩容机制:默认2倍

各方法单独加synchronized

多个线程对同一个对象进行不同操作是仍然会出现线程安全问题

HashTable

线程安全

效率较低

get与put都会加锁

键值均不可为null

默认容量11

扩容规则翻倍+1

ConcurrentHashMap

jdk1.7-

volatile

可见性

有序性

原子性

Segment 数组、HashEntry

引入Segment分段锁

继承ReentrantLock

线程安全

jdk1.8

CAS + synchronized

相对jdk1.7-进一步降低了锁的粒度

hashEntry变为Node,引入红黑树(默认大于8时转换)

HashMap

jdk1.7-

结构:数组+链表

头插法(在扩容时可能产生循环链表)

jdk1.8+

结构:数组+链表+红黑树

当链表长度大于8并且数组长度大于64时，才会转换为红黑树

尾插法

put与get方法未加锁,线程依然不安全

线程不安全

默认容量为16

指定容量初始化

取模运算:h & (length-1)

扰动算法

键值均可为null

LinkedList

计算机基础

计算机网络

TCP传输控制协议

UDP用户数据报协议

Http

Https

加解密算法

对称加密

DES、AES、3DES、DESX、Blowfish、RC4、RC5、RC6

非对称加密

RSA、DSA、ECC、DH

并发编程

锁

锁概念

互斥锁

加锁失败后，线程会释放 CPU ，给其他线程

自旋锁

加锁失败后，线程会忙等待，直到它拿到锁

读写锁

读锁

共享锁

写锁

独占锁

读优先锁

写优先锁

公平读写锁

悲观锁

乐观锁

锁实现

synchronized Jvm内置锁

优化:自旋锁、适应性自旋锁、锁消除、锁粗化、偏向锁、轻量级锁等

修饰实例方法

monitorenter,monitorexit

修饰静态方法

ACC_SYNCHRONIZED 关键字

修饰代码块

锁升级

无锁

偏向锁

如果一个线程获得了锁，那么锁就进入偏向模式

轻量级锁

对绝大部分的锁，在整个同步周期内都不存在竞争

自旋锁

避免用户态与内核态的切换

重量级锁

可重入

不可中断性

锁消除

Java虚拟机在JIT编译时(可以简单理解为当某段代码即将第一次被执行时进行编译，又称即时编 译)，通过对运行上下文的扫描，去除不可能存在共享资源竞争的锁

volatile

保证变量的可见性

提示JVM从主存中获取数据

防止指令重排序

性能高,只能作用于变量

内存屏障Memory Barrier

ThreadLocal

将当前线程作为Key,为每一个线程维护专属与自己的值

有内存泄漏的风险

CAS

乐观锁的实现,产生ABA问题

解决:加版本号,时间戳

实现方式

继承Thread

实现Runnable

实现Callable

Thread

状态

new

RUNNING

READY

TERMINATED

WAITING

TIMED_WAITING

BLOCKED

AQS

特性

阻塞等待队列

共享/独占

公平/非公平

可重入

允许中断

维护一个volatile int state (32位)

ReentrantLock

相比synchronized，ReentrantLock增加了①等待可中断；②可实现公平锁；③可实现选择性通知（锁可以绑定多个条件）

基于AQS抽象队列同步器

独占

共享

Semaphore

Semaphore 字面意思是信号量的意思，它的作用是控制访问特定资源的线程数目。

acquire

release

CountDownLatch

使一个线程等待其他线程执行完毕后再执行

通过计数器实现

计数器的初始值时线程的数量

countDown

await

JVM

JMM(Java内存模型)

八种同步操作:lock,unlock,read,load(载入),use,assign(赋值),store(存储),write

本地方法栈

虚拟机栈

方法区

堆

新生代

Eden空间[伊甸园]

From Survivor空间

To Survivor空间

Eden:From:To = 8:1:1

老年代

新生代:老年代 = 1:2

程序计数器

对象

对象头

普通对象

Mark work(32bits|64bits)+Klass point(32bits|64bits)

数组对象

Mark work(32bits|64bits)+Klass point(32bits|64bits)+array length(32bits|64bits)

实例数据

对其填充数据

空对象大小为8字节

HotSpot

JIT编译器

将热点代码编译成与本地平台相关的机器码

动态编译

热点代码

基于计数器的热点探测

计数器超过一定阈值

方法调用计数器

回边计数器

循环体执行次数

基于采样的热点探测

经常出现在栈顶的方法

解释器与编译器并存

当程序需要迅速启动和执行的时候，解释器可以首先发挥作用，省去编译的时间，立即执行。在程 序运行后，随着时间的推移，编译器逐渐发挥作用，把越来越多的代码编译成本地代码之后，可以 获取更高的执行效率。

当程序运行环境中内存资源限制较大（如部分嵌入式系统中），可以使用解释器执行节约内存，反 之可以使用编译执行来提升效率。

Server Compiler

更好的编译质量

Client Complier

更高的编译速度

JIT优化

公共子表达式的消除

int d = (c*b)*12+a+(a+b*c);->int d = E*12+a+(a+E);

方法内联

在使用JIT进行即时编译时，将方法调用直接使用方法体中的代码进行替换，这就是方法内联，减少了方 法调用过程中压栈与入栈的开销。同时为之后的一些优化手段提供条件。如果JVM监测到一些小方法被 频繁的执行，它会把方法的调用替换成方法体本身。

逃逸分析

通过逃逸分析，Java Hotspot编译器能够分析出一个新的对象的引用的使用范围从而决定是否要将这个对象分配到堆上

从jdk 1.7开始已经默认开始逃逸分析

-XX:+DoEscapeAnalysis ：表示开启逃逸分析 -XX:-DoEscapeAnalysis ：表示关闭逃逸分析

标量替换

在JIT阶段，如果经过逃逸分析，发现一个对象不会被外界访问的话，那么经过JIT优化，就会把这个对象 拆解成若干个其中包含的若干个成员变量来代替。

同步锁消除

基于逃逸分析，当加锁的变量不会发生逃逸，是线程私有的完全没有必要加锁。在JIT编译时期就 可以将同步锁去掉，以减少加锁与解锁造成的资源开销。

类加载机制

加载过程

加载

验证

准备

解析

初始化

使用卸载

双亲委派原则

避免重复加载

破坏双亲委派原则

如Jdbc

Java8新特性

Lambda

能够使用Lambda的依据是必须有相应的函数接口

与匿名内部类不同

编译只生成一个class文件

lambda表达式被封装成主类的私有方法

this指向主类,而在匿名内部类指向匿名内部类

java.util.function

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