java基础学习03

迭代器

常用方法：

Iterator接口的常用方法如下：
public E next():返回迭代的下一个元素。
public boolean hasNext():如果仍有元素可以迭代，则返回 true

List集合

List作为Collection集合的子接口，不但继承了Collection接口中的全部方法，而且还增加了一些根据元素索引来操作集合的特有方法，如下：

- `public void add(int index, E element)`: 将指定的元素，添加到该集合中的指定位置上。
- `public E get(int index)`:返回集合中指定位置的元素。
- `public E remove(int index)`: 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。
- `public E set(int index, E element)`:用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回

值的更新前的元素。

1.ArrayList

底层为数组，元素增删慢，查找快

2.LinkList

链表结构。方便元素添加、删除的集合
方法：

- `public void addFirst(E e)`:将指定元素插入此列表的开头。
- `public void addLast(E e)`:将指定元素添加到此列表的结尾。
- `public E getFirst()`:返回此列表的第一个元素。
- `public E getLast()`:返回此列表的最后一个元素。
- `public E removeFirst()`:移除并返回此列表的第一个元素。
- `public E removeLast()`:移除并返回此列表的最后一个元素。
- `public E pop()`:从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。
- `public void push(E e)`:将元素推入此列表所表示的堆栈。
- `public boolean isEmpty()`：如果列表不包含元素，则返回true。

Set集合

继承自Collection接口

1.HashSet

Set接口的一个实现类，存储的元素不可重复且无序
底层：哈希表是由数组+链表+红黑树

2.LinkedHashSet

链表和哈希表组合的一个数据存储结构，有序不重复

3.TreeSet

底层依赖于TreeMap,是一种基于红黑树的实现

元素唯一
元素没有索引
使用元素的自然顺序对元素进行排序，或者根据创建 TreeSet 时提供的 Comparator 比较器进行排序，具体取决于使用的构造方法：

public TreeSet()：         根据其元素的自然排序进行排序
public TreeSet(Comparator<E> comparator):根据指定的比较器进行排序

例子：

public static void main(String[] args) {//有参构造,传入比较器,使用比较器对元素进行排序TreeSet<Integer> set = new TreeSet<Integer>(new Comparator<Integer>() {@Overridepublic int compare(Integer o1, Integer o2) {//元素前 - 元素后 : 升序//元素后 - 元素前 : 降序return o2 - o1;}});set.add(20);set.add(18);set.add(23);set.add(22);set.add(17);set.add(24);set.add(19);System.out.println(set);
}控制台的输出结果为:
[24, 23, 22, 20, 19, 18, 17]

Collections工具类

常用方法如下：

- `public static void shuffle(List<?> list) `:打乱集合顺序。- `public static <T> void sort(List<T> list)`:将集合中元素按照默认规则排序。- `public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> )`:将集合中元素按照指定规则排序。

可变参数

在JDK1.5之后，如果我们定义一个方法需要接受多个参数，并且多个参数类型一致，我们可以对其简化.

格式：

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型... 形参名){  }

tips：

1.一个方法只能有一个可变参数
2.如果方法中有多个参数，可变参数要放到最后。

例子：

`public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements)  `:往集合中添加一些元素。

Map集合

特点：

无序,不重复的，无索引
对值无要求，键值对都可以为null

常用方法：

- `public V put(K key, V value)`:  把指定的键与指定的值添加到Map集合中。
- `public V remove(Object key)`: 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除，返回被删除元素的值。
- `public V get(Object key)` 根据指定的键，在Map集合中获取对应的值。
- `public Set<K> keySet()`: 获取Map集合中所有的键，存储到Set集合中。
- `public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()`: 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。
- `public boolean containKey(Object key)`:判断该集合中是否有此键。

Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了 Set keySet = map.keySet();

常用子类：
HashMap
LinkHashMap
TreeMap

异常

分类
- 1.编译时异常：继承自Exception, 编译阶段就报错，必须处理。
- 2.运行时异常：继承自RuntimeException。编译阶段不报错，运行阶段才可能出现！
处理方式
- try…catch 捕获

自己捕获异常和处理异常的格式：捕获处理try{// 可能出现异常的代码！}catch(异常类型1 变量){// 处理异常}catch(异常类型2 变量){// 处理异常}...捕获处理异常企业级写法：try{// 可能出现异常的代码！}catch (Exception e){e.printStackTrace(); // 直接打印异常栈信息}可以捕获处理一切异常类型！

throws 抛出
方法上直接抛出

自定义异常

 1.自定义编译时异常.a.定义一个异常类继承Exception.b.重写构造器。c.在出现异常的地方用throw new 自定义对象抛出2. 自定义运行时异常.a.定义一个异常类继承RuntimeException.b.重写构造器。c.在出现异常的地方用throw new 自定义对象抛出!

线程

线程状态	导致状态发生条件
NEW(新建)	线程刚被创建，但是并未启动。还没调用start方法。MyThread t = new MyThread只有线程对象，没有线程特征。
Runnable(可运行)	线程可以在java虚拟机中运行的状态，可能正在运行自己代码，也可能没有，这取决于操作系统处理器。调用了t.start()方法：就绪（经典教法）
Blocked(锁阻塞)	当一个线程试图获取一个对象锁，而该对象锁被其他的线程持有，则该线程进入Blocked状态；当该线程持有锁时，该线程将变成Runnable状态。
Waiting(无限等待)	一个线程在等待另一个线程执行一个（唤醒）动作时，该线程进入Waiting状态。进入这个状态后是不能自动唤醒的，必须等待另一个线程调用notify或者notifyAll方法才能够唤醒。
Timed Waiting(计时等待)	同waiting状态，有几个方法有超时参数，调用他们将进入Timed Waiting状态。这一状态将一直保持到超时期满或者接收到唤醒通知。带有超时参数的常用方法有Thread.sleep 、Object.wait。
Teminated(被终止)	因为run方法正常退出而死亡，或者因为没有捕获的异常终止了run方法而死亡。

Thread类
方法：

**构造方法：**
- `public Thread()`:分配一个新的线程对象。
- `public Thread(String name)`:分配一个指定名字的新的线程对象。
- `public Thread(Runnable target)`:分配一个带有指定目标新的线程对象。
- `public Thread(Runnable target,String name)`:分配一个带有指定目标新的线程对象并指定名字。**常用方法：**
- `public String getName()`:获取当前线程名称。
- `public void start()`:导致此线程开始执行; Java虚拟机调用此线程的run方法。
- `public void run()`:此线程要执行的任务在此处定义代码。
- `public static void sleep(long millis)`:使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停（暂时停止执行）。
- `public static Thread currentThread()  `:返回对当前正在执行的线程对象的引用。

创建线程的方法
1.继承Thread

1. 定义Thread类的子类，并重写该类的run()方法，该run()方法的方法体就代表了线程需要完成的任务,因此把run()方法称为线程执行体。
2. 创建Thread子类的实例，即创建了线程对象
3. 调用线程对象的start()方法来启动该线程

2.Runnable接口的实现类

1. 定义Runnable接口的实现类，并重写该接口的run()方法，该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。
2. 创建Runnable实现类的实例，并以此实例作为Thread的target来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象。
3. 调用线程对象的start()方法来启动线程。

3.匿名内部类

 Runnable r = new Runnable(){public void run(){for (int i = 0; i < 20; i++) {System.out.println("张宇:"+i);}}  };new Thread(r).start();

线程安全

多个线程同时运行同一段代码，执行结果于单线程一样则线程安全，反之线程不安全。
线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作，而无写操作，一般来说，这个全局变量是线程安全的；若有多个线程同时执行写操作，一般都需要考虑线程同步，否则的话就可能影响线程安全。

线程同步

线程同步是为了解决线程安全问题。
多个线程访问同一资源的时候，且多个线程中对资源有写的操作，就容易出现线程安全问题。
Java中提供了同步机制(synchronized)来解决

三种同步机制：

1 同步代码块；

synchronized(同步锁){需要同步操作的代码
}

2 同步方法；

public synchronized void method(){可能会产生线程安全问题的代码
}

3 锁机制
Lock锁
public void lock() :加同步锁。
public void unlock():释放同步锁。

public class Ticket implements Runnable{private int ticket = 100;Lock lock = new ReentrantLock();/** 执行卖票操作*/@Overridepublic void run() {//每个窗口卖票的操作 //窗口 永远开启 while(true){lock.lock();if(ticket>0){//有票 可以卖//出票操作 //使用sleep模拟一下出票时间 try {Thread.sleep(50);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}//获取当前线程对象的名字 String name = Thread.currentThread().getName();System.out.println(name+"正在卖:"+ticket--);}lock.unlock();}}
}

volatile关键字

volatile保证不同线程对共享变量操作的可见性，也就是说一个线程修改了volatile修饰的变量，当修改写回主内存时，另外一个线程立即看到最新的值，但是volatile不保证原子性。

使用场景
1.开关控制，利用可见性特点，控制某一段代码执行或者关闭(比如今天课程的第一个案例)。

多个线程操作共享变量，但是是有一个线程对其进行写操作，其他的线程都是读

原子类

AtomicInteger

public AtomicInteger()：                   初始化一个默认值为0的原子型Integer
public AtomicInteger(int initialValue)： 初始化一个指定值的原子型Integerint get():                             获取值
int getAndIncrement():                   以原子方式将当前值加1，注意，这里返回的是自增前的值。
int incrementAndGet():                   以原子方式将当前值加1，注意，这里返回的是自增后的值。
int addAndGet(int data):                 以原子方式将输入的数值与实例中的值（AtomicInteger里的value）相加，并返回结果。
int getAndSet(int value):                以原子方式设置为newValue的值，并返回旧值。

并发包

ConcurrentHashMap

CAS + 局部(synchronized)锁定**分段式锁

CountDownLatch

CountDownLatch允许一个或多个线程等待其他线程完成操作，再执行自己

构造方法:

public CountDownLatch(int count)// 初始化一个指定计数器的CountDownLatch对象

其他方法:

public void await() throws InterruptedException// 让当前线程等待
public void countDown() // 计数器进行减1

CyclicBarrier

CyclicBarrier的字面意思是可循环使用（Cyclic）的屏障（Barrier）。它要做的事情是，让一组线程到达一个屏障（也可以叫同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续运行

构造方法

public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)// 用于在线程到达屏障时，优先执行barrierAction，方便处理更复杂的业务场景

使用场景：CyclicBarrier可以用于多线程计算数据，最后合并计算结果的场景。

Semaphore发信号）

作用是控制线程的并发数量, 可以设置同时允许几个线程执行。
构造方法:

public Semaphore(int permits)                        permits 表示许可线程的数量
public Semaphore(int permits, boolean fair)         fair 表示公平性，如果这个设为 true 的话，下次执行的线程会是等待最久的线程

方法

public void acquire() throws InterruptedException    表示获取许可
public void release()                               release() 表示释放许可

Exchanger

Exchanger（交换者）是一个用于线程间协作的工具类。Exchanger用于进行线程间的数据交换。

这两个线程通过exchange方法交换数据，如果第一个线程先执行exchange()方法，它会一直等待第二个线程也执行exchange方法，当两个线程都到达同步点时，这两个线程就可以交换数据，将本线程生产出来的数据传递给对方。
构造方法：

public Exchanger()

Exchanger重要方法：

public V exchange(V x)

使用场景：可以做数据校对工作

线程池

**线程池：**其实就是一个容纳多个线程的容器，其中的线程可以反复使用，省去了频繁创建线程对象的操作，无需反复创建线程而消耗过多资源。

优点：

降低资源消耗。减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。
提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。
提高线程的可管理性。可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)。

Executors类用来创建线程池对象
方法：

//定义线程池对象方法
`public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)`：返回线程池对象。(创建的是有界线程池,也就是池中的线程个数可以指定最大数量)//使用线程池中线程的方法
`public Future<?> submit(Runnable task)`:获取线程池中的某一个线程对象，并执行
> Future接口：用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。

使用线程池中线程对象的步骤：

1. 创建线程池对象。
2. 创建Runnable接口子类对象。(task)
3. 提交Runnable接口子类对象。(take task)
4. 关闭线程池(一般不关闭)。

Callable测试代码:
用于需要返回结果的场景

<T> Future<T> submit(Callable<T> task) : 获取线程池中的某一个线程对象，并执行.
Future : 表示计算的结果.
V get() : 获取计算完成的结果。
例子：

public class ThreadPoolDemo2 {public static void main(String[] args) throws Exception {// 创建线程池对象ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(2);//包含2个线程对象// 创建Runnable实例对象Callable<Double> c = new Callable<Double>() {@Overridepublic Double call() throws Exception {return Math.random();}};// 从线程池中获取线程对象,然后调用Callable中的call()Future<Double> f1 = service.submit(c);// Futur 调用get() 获取运算结果System.out.println(f1.get());Future<Double> f2 = service.submit(c);System.out.println(f2.get());Future<Double> f3 = service.submit(c);System.out.println(f3.get());}
}

死锁

多线程程序中,使用了多把锁,造成线程之间相互等待