Java知识点——第六周总结

第六周总结

TCP多人聊天室实现

分析

• 客户端
  功能：
  1. 数据发送
  2. 数据接收
  技术:
  1. socket
  2. 输入流和输出流
  3. 多线程，客户端功能模块有两个线程
  聊天：
  1. 群聊
  2. 私聊
  私聊前缀 @服务器用户ID号:msg
• 服务器
  功能:
  1. 数据转发
  2. 用户注册
  技术:
  1. ServerSocket
  2. 每一个用户对应的Sokcet对象
  3. 多线程同时在线
  4. HashMap
  数据转发:
  私聊前缀判断
  群聊所有人发送

客户端实现

数据发送:
使用输出流发送数据给服务器
遵从Runnable接口
数据接收:
使用输入流从服务器端接收数据
遵从Runnable接口

客户端主方法:
用户名提交
数据发送
数据接收
多线程启动

资源关闭问题

-代码中操作了大量的输入流和输出流，这里都需要进行关闭操作。
DataInputStream, DataOutputStream, BufferedReader, Socket

以上这些资源都是Closeable接口的实现类，都有对应的Close方法
封装一个工具类:
提供一个closeAll方法，参数为符合Closeable接口的实现类对象。
这里可以考虑可变长参数
Closeable… closeable

可变长参数在方法中使用的过程里面是对应一个数组，这里完成可以使用增强for来使用

工具类名：
CloseUtil
public static void closeAll(Closeable… closeable)

功能拓展

1. 用户退出
   用户输入指定字段之后可以退出
   客户端Socket服务
   服务端Socket服务
   涉及资源关闭，线程关闭

2. 用户异常退出
   在运行过程中发现问题，需要及时处理，关闭对应的资源，终止对应的线程

3. 服务器保存所有的聊天记录

JSON

JSON格式概述

• JSON
  JavaScript
  JavaScript Object Notation
  （JavaScript Object Notation，JavaScript对象表示法，读作/ˈdʒeɪsən/）是一种由道格拉斯·克罗克福特构想和设计、轻量级的数据交换语言，该语言以易于让人阅读的文字为基础，用来传输由属性值或者序列性的值组成的数据对象。尽管JSON是JavaScript的一个子集，但JSON是独立于语言的文本格式，并且采用了类似于C语言家族的一些习惯

数据格式

JSON对象

{
“ID”:001,
“name”:“骚磊”,
“age”:16
}

特征：
1. 数据形式键值对形式
“键”:值
2. 数据支持 字符串，数字，true false
3. {} 大括号以内的数据

• JSON对象数组

  • [
    {
    “ID”:1,
    “name”:“骚磊”,
    “age”:16
    },
    {
    “ID”:2,
    “name”:“骚杰”,
    “age”:66
    },
    {
    “ID”:3,
    “name”:“康康”,
    “age”:15
    }
    ]

特征:
1. 数据使用[]包含
2. 在[]都是JSON格式对象
3. 每一个对象之间使用逗号隔开，同时最后一个元素不需要逗号

• JSON数据验证

  • JSON格式验证

解析JSON格式工具

• 常用的工具:
  Gson,fastjson, Jackson
  以上都是第三方工具，需要导入对应的jar包按使用XML导包

• FastJson内容

  • JSON核心类
    JSON核心类提供解析和转化方法，用于解析JSON数据格式，同时用于转换类对象到JSON格式，该类对象需要符合JavaBean规范
    –| JSONArray
    存在按照键值对方式解析获取数据，同时存在一定的List方法
    –| JSONObject
    获取对应的类对象，指定键值对对应数据的方法

• 解析演示

注解

注解概述

• 注解解释

  • 注释：
    解释代码，给程序员看

注解:
Java语言中的类、方法、变量、参数和包等都可以被标注。和Javadoc不同，Java标注可以通过反射获取标注内容。在编译器生成类文件时，标注可以被嵌入到字节码中。Java虚拟机可以保留标注内容，在运行时可以获取到标注内容。 当然它也支持自定义Java标注
JDK1.5之后的特征
用于说明程序
一般在框架中使用
格式:
@AnnotationName

文档注释:
@param @return @Exeception 从根本上是一个注释，不存在代码编译，不会生成对应的.class字节码问题，只是提供给JavaDoc API文件生成工具。作为标记生成对应的文档。

注解是有一部分参与编译
@Override并不是没编译就有效果了，是因为不管是Eclipse还是IDEA都可以预编译Java代码生成对应的.class文件的

• 注解作用

  • 生成文档:
    代码中生成对应的JavaDoc API文档
    @param @return

  【IDEA JavaDoc工具使用参数】
  Other Command Line Arguments : -encoding utf-8 -charset utf-8
  解决中文乱码，因为IDEA默认编码集为UTF-8 Windows GKB

代码检查:
继承重写，或者说接口遵从之后的实现中，存在@Override

代码数据获取: [小框架]
通过反射获取指定注解中的一些内容，例如 配置，数据，操作，验证。。。

• Java中预定义的一些注解

  • @Override：
    重写/实现方法的情况下，检查方法声明是否和父类或者接口中的方法声明一致。强制格式检查。

@Deprecated
标注当前方法已过时，例如 Data日期类内的一些方法

@SuppressWarnings(“all”)
压制警告，可以用于一些代码中存在明确无异常的情况下，压制一些警告

Java中自定义注解

• Java中自定义注解的方式

  • 格式:
    public @interface AnnotationName {
    属性列表;
    }

Annotation注解是可以编译得到对应的.class字节码文件，验证了注解是可以参与编译过程的

通过反编译工具可以得到一下内容
【Annotation本质】
public interface MyAnnotation1 extends java.lang.annotation.Annotation {
}

MyAnnotation1
本质是一个interface，同时java.lang.annotation.Annotation 子接口

• Annotation注解属性【难点】

  • 属性:
    开发书写代码使用注解的方式中，数据使用方式更加偏向于属性概念。
    使用
    1. 在书写代码中使用
    @MyAnnotation(id=1, name=“骚磊”, age=16)
    2. 利用反射时，会涉及到getXXX方法
    通过属性名获取对应值的概念来完成的

  【但是实际上是利用abstract方法来完成属性概念的】

属性使用的格式[实际按照方法格式操作]
1. 属性的值数据类型和对应具体数据 ==> 返回值类型和返回的数据
属性类型支持:
a. 基本数据类型
b. String类型
c. 其他的注解类型
d. 枚举类型
枚举就是一个带有名字的常量，为了更好的域阅读性和操作
e. 以上类型对相应的数组

	属性值要求
		a. 定义属性时可以使用default关键字，加上默认值，该属性在使用的过程中是
		没有强制要求属性值，如果没有赋予属性值，采用对应的默认值操作，如果赋
		值，使用对应值
		
		b. 如果注解中有且只有一个value属性，或者说注解中除value属性之外，都有
		默认值，不管是类，方法，成员变量，包使用当前注解是可以直接在括号内加入
		对应数据类型数值、
		
		c. 如果属性是数组类型， {}大括号保存，并且不同的内容，使用,隔开
2. 属性的键名字 ==> 方法的名字

• 元注解

  • 给予注解的解释，用于约束注解的一些操作问题
    @Retention -
    标识这个注解怎么保存，是只在代码中，还是编入class文件中，或者是在运行时可以通过反射访问。
    RetentionPolicy.RUNTIME：当前注解会编译生成对应的.class字节码文件，并且可以加
    载到JVM中，参与代码执行
    RetentionPolicy.CLASS:

别纠结，记下就好：
RetentionPolicy.SOURCE：注解将被编译器丢弃（该类型的注解信息只会保留在源码里，源码经过编译后，注解信息会被丢弃，不会保留在编译好的class文件里）
@Override
对应属性RetentionPolicy.SOURCE
在代码编译过程中，检查方法格式是否正确，不参与代码运行和解析。

@Documented
标记这些注解是否包含在用户文档中。
是否可以通过JavaDoc工具，生成对应的API文档

@Target
标记这个注解应该是哪种 Java 成员。
属性:
ElementType
TYPE: 当前注解可以用于类声明
METHOD: 当前注解可以用于方法声明位置
FIELD：当前注解可以用于成员变量声明位置
@Inherited
标记这个注解是继承于哪个注解类(默认 注解并没有继承于任何子类)

【重点】
@Target目标
可以作用范围 类，方法，成员变量…
@Retention
RetentionPolicy.RUNTIME 常用

• 使用反射获取注解中的内容【用途】
• 使用注解测试代码运行【用途】

注解使用总结

• 1. 注解以后大多数情况下，都是使用过程，而不是自定义，会使用到框架中预处理好的注解。

2. 注解是给谁用的？
   a. 编译器
   b. 解析代码使用
   c. JVM运行代码使用
3. 注解是一个标签，有时候是做标记的，有时候标签是有属性的。

函数式接口

函数式接口

• 概述

  • 如果说一个接口内有且只有一个方法，而且该方法是一个缺省属性为public abstract方法，该接口可以称之为是一个函数式接口。
    自定义函数式接口，还有系统中提供的函数式接口
    Comparator Runnable

  可以直接理解JDK1.8的新特征，Lambda表达式来使用。

  Lambda表达式对比匿名内部类使用
  1. 简化了代码结构
  2. 节约了内存资源
  3. 让程序员更加关注，我要做什么，而不是为了做什么需要完成什么

• @FunctionalInterface 使用

  • /**

• 使用@FunctionalInterface检查函数式接口格式问题
• 要求当前接口中有且只有一个缺省属性为public abstract的方法
• @author Anonymous 2020/3/11 9:55
  */
  @FunctionalInterface
  public interface FunctionalType {
  void test();
  }

• 使用自定义的函数式接口作为方法的参数使用

函数式编程思想

• Lambda延迟执行

  • 日志记录

    • 日志是否保存会存在等级限制
      演示一个根据不同的等级来记录log日志
      要求:
      等级 == 1 记录log日志，其他情况不记录

  • 使用函数式接口提供日志信息功能

• Lambda作为方法参数和返回值

Java中提供的常用函数式接口

• JDK常用函数式接口概述

  • java.util.function包名 。提供了很多函数式接口
    规范了一些操作，提升了开发效率，更加专注于目的性！！！

  Supplier 生产者, 返回一个指定类型的数据
  Consumer 消费者, 消耗一个指定类型的数据
  Predicate 判断调节，过滤使用
  Function 类型转换，根据你指定的类型T, 转换成对应类型R

• Supplier 生产者，返回一个指定的数据类型

  • java.util.function.Supplier
    有且只有一个方法
    T get();
    不需要参数，返回指定T类型数据
    什么都不吃，挤的都是输出。。。
  • 找出数组中最大值所在下标位置
  • 引出满足更多普适性代码的函数式接口使用方式

• Consumer消费者，处理数据

  • Consumer
    操作使用的方式是
    void accept(T t);
    根据接口指定的数据类型接收对应数据，进行处理和消费，对外没有任何的返回
    至于处理的过程，展示，处理，计算。。。
  • andThen

• Predicate 判断数据是否合适，返回true/false

  • Predicate一般用于条件判断，过滤数据的方法
    函数式接口中指定的方法
    boolean test(T t);
    处理T类型数据，返回boolean true / false
  • and 与
  • or 或
  • negate 非
  • ArrayList中使用Predicate删除指定数据

• Function 类型转换

  • 使用R apply(T t)
    转换指定类型T到R
  • andThen

Stream流

Stream流引入

• Stream流完全不是I/O流，按照流水线处理方式来考虑代码中的思想。
  JDK1.8 之后，我们拥有了Lambda表达式，让代码的中心偏向解决实际问题，直到重点，可以提高效率。
  Stream流中使用了大量Lambda表达式，利用Lambda操作方式，提供开发效率

传统遍历方式和Stream类处理方式对比

Stream流对应的思想

• Stream流有一些特征:
  1. 带有很多Stream流操作的方法， filter，limit，map，sorted，skip…这些方法大多是都会使用到函数式接口，那就意味着有lambda表达式
  2. 整个Stream流模型操作过程中，只有执行到count，foreach这些方法，操作真正的执行中的模型，如果不存在结果导向，中间的所有操作是无效的，这里得益于Lambda表达式的延后性
  3. Stream流是存在一定的管道性 Pipelining 流水线

获取Stream流

• java.util.stream.Stream JDK1.8的新特征
  1. 所有的Collection集合都有对应的Stream();
  2. 可以通过Stream类中的static Stream of()获取
     static Stream of(T… t);
     static Stream of(T t);

Stream常用方法

• 延迟方法:
  返回值类型依然是Stream接口本身，并没有影响我们操作真正的资源
  允许链式操作，
  例如
  filter(XXX).limit(XXX).sorted(XXX).
  终结方法:
  返回值类型不是Stream接口本身，要么处理数据，要么返回其他类型数据，并且不再支持Stream流对象链式操作，count，foreach

  • foreach方法【终结方法】

    • void foreach(Consumer action);
      /*
      终结方法:
      需要一个Consumer接口进行操作处理，消耗一个数据
      Consumer接口是一个【函数式接口】那就可以使用Lambda表达式
      Consumer接口中方法是
      void accept(T t);
      */

  • filter方法

    • Stream filter(Predicate condition);
      /*
      filter是过滤方式，需要的参数是Predicate接口，Predicate是一个函数式接口，可以直接使用Lambda表达运行。
      这里返回值类型是Stream类对象，是经过过滤之后的Stream类型，可以进行链式操作
      Predicate接口中需要实现的方法
      boolean test(T t);
      */

      • stream has already been operated upon or closed

为何会出现这个错误？

因为调用终结方法后，Stream流已经被销毁，所以不能再对Stream流进行操作。

- map方法

	-  Stream map(Function fun);

/*
类型转换操作，得到的一个转换之后数据类型的Stream流对象
这里需要的参数是Function函数式接口，
R apply(T t);
T类型的数据转换成R类型数据
*/

- count方法【终结方法】

	- long count();

/*
返回当前Stream流对象中有多少个元素
类似有Collection接口下的size(). String的length();
【终结方法】
一旦执行Stream流对象被关闭
*/

-  limit方法

	- Stream limit(long maxSize);

/*
对于当前Stream流对象操作的数据进行限制操作，限制个数到maxSize
例如:
Stream流中保存的有10个元素，limit 5 ==> 前五个元素
*/

- skip方法

	- Stream skip(long n);

/*
返回值依然是一个Stream流对象，这里跳过当前Stream流对象前n个元素
*/

- concat方法

	- static Stream concat(Stream a, Stream b) 

/*
拼接两个Stream流对象，是一个静态方法，得到新的Stream流对象
*/

- 原始操作方式和Stream流方式对比

	- 1. 一个String类型的字符串集合，"1,骚磊,16"

2. 过滤没有5的数据
3. 跳过前三个数据
4. 限制得到前5个数据
5. 两个String类型集合字符串合并
6. 转换成Person类型
7. 展示数据

方法引用

Lambda冗余问题以及方法引用初识

方法引用小要求

• testPrint(“郑州加油!!!”, str -> System.out.println(str));

testPrint(“郑州加油!!!”, System.out::println);

1. 明确对象
   对象 ==> 调用者
   类对象，类名，super，this，构造方法，数组构造方法
2. 明确的执行方法
   该方法只有名字不需要显式出现参数
3. 需要处理的数据
   【联想，推导，省略】
4. :: 方法引用格式

通过类对象来执行方法引用

• 1. 明确对象
     类对象

2. 明确执行的方法
   自定义
3. 处理的数据
   简单要求为String类型

通过类名来执行方法引用

通过super关键字执行方法引用

通过this关键字执行方法引用

类构造方法引用

数组创建方式引用

单例模式

要求

• 当前类有且只有一个对象，一旦当前类存在一个对象之后，无法在重新创建当前类的对象。就算是你要创建，代码返回的对象依然是上一次创建的对象。
  懒汉模式，饿汉模式

单例模式推导【懒汉】

另一种单例模式【饿汉】

NIO

BIO概述

• BIO
  BIO ==> Basic IO (基本IO), Block IO(阻塞IO)
  Scanner操作，文件读写操作，Socket数据传输操作… 都是BIO

  比如TCP群聊，私聊聊天室
  Socket涉及到的IO，也是BIO
  资源浪费：
  1. 多线程，每一个Socket会对应一个线程，如果用户量巨大，会导致线程过
  多，资源处理过多
  2. 采用阻塞状态，一旦进入阻塞，代码无法执行其他操作。
  3. 承载量一般，吞吐量比较小，同时可靠性不佳

NIO概述

• NIO
  NIO ==> New IO(新IO), Non-Block IO(非阻塞IO)
  NIO非阻塞IO，允许当前程序在处理IO事务时，不会影响其他程序的运行，可以在不使用多线程的情况下，满足IO操作要求。
  三大核心部分:
  通道
  Channel
  文件操作，网络数据传递操作使用的通道
  缓冲
  Buffer
  缓冲使用可以提高操作效率，减少不必要的读写次数
  选择器
  Selector
  真·核心 老大 boss

Buffer Channel完成文件操作

• 常用API

  • java.nio.Buffer
    Buffer缓冲区
    ByteBuffer 字节缓冲 常用
    ShortBuffer
    IntBuffer
    LongBuffer
    CharBuffer 字符缓冲 常用
    FloatBuffer
    DoubleBuffer

常用方法:
public static ByteBuffer allocate(int capacity);
按照指定的字节数分配对应的缓冲区空间，保存字节数据
public byte get();
从字节缓冲区对象中读取一个byte类型数组
public final Buffer flip();
翻转缓冲区，回到缓冲区的开始位置。
public static ByteBuffer wrap(byte[] arr);
存入一个byte类型数组到缓冲区，会得到一个新的ByteBuffer
public static ByteBuffer put(byte[] b);
将字节数组存入缓冲区

Channel接口，通道接口
FileChannel 文件操作通道
DatagramChannel UDP协议数据包操作的Channel
ServerSocketChannel TCP服务端ServerSocket对应Channel
SocketChannel TCP客户端Socket对应Channel

首先操作文件，以FileChannel为例
public long read(ByteBuffer buffer);
从通道中读取数据到ByteBuffer中
public long write(ByteBuffer buffer);
从Buffer中写数据到通道中
public long transferFrom(ReadableByteChannel src, long position, long count)
从指定srcChannel中，指定位置position开始，读取count个元素，到当前通道中
文件复制操作。

public long	transferTo(long position, long count, WritableByteChannel target) 
将当前通道中的数据写入到target中，从当前通道的position位置开始，计数count

• 操作文件数据

网络编程使用NIO【重点】

• Selector选择器老大

  • Selector
    选择器，网络编程使用NIO的大哥！！！
    服务器可以执行一个线程，运行Selector程序，进行监听操作。
    新连接， 已经连接， 读取数据，写入数据

Selector常用方法：
public static Selector Open();
得到一个选择器对象
public int select(long timeout);
监听所有注册通道，存在IO流操作是，会将对应的信息SelectionKey存入到内部的集
合中，参数是一个超时时间
public Set selectionKeys();
返回当前Selector内部集合中保存的所有SelectionKey

• SelectionKey

  • SelectionKey
    表示Selector和网络通道之间的关系
    int OP_ACCEPT; 16 需要连接
    int OP_CONNECT; 8 已经连接
    int OP_READ; 1 读取操作
    int OP_WRITE; 4 写入操作
    SelectionKey
    public abstract Selector selector();
    得到与之关联的 Selector 对象
    public abstract SelectableChannel channel();
    得到与之关联的通道
    public final Object attachment();
    得到与之关联的共享数据
    public abstract SelectionKey interestOps(int ops);
    设置或改变监听事件
    public final boolean isAcceptable();
    是否可以 accept
    public final boolean isReadable();
    是否可以读
    public final boolean isWritable();
    是否可以写

• ServerSocketChannel

  • ServerSocketChannel
    服务端Socket程序对应的Channel通道
    常用方法:
    public static ServerSocketChannel open();
    开启服务器ServerSocketChannel通道，等于开始服务器程序
    public final ServerSocketChannel bind(SocketAddress local);
    设置服务器端端口号
    public final SelectableChannel configureBlocking(boolean block);
    设置阻塞或非阻塞模式， 取值 false 表示采用非阻塞模式
    public SocketChannel accept();
    [非阻塞]
    获取一个客户端连接，并且得到对应的操作通道
    public final SelectionKey register(Selector sel, int ops);
    [重点方法]
    注册当前选择器，并且选择监听什么事件

• SocketChannel

  • SocketChannel
    客户端Socket对应的Channel对象

常用方法:
public static SocketChannel open();
打卡一个Socket客户端Channel对象
public final SelectableChannel configureBlocking(boolean block)
这里可以设置是阻塞状态，还是非阻塞状态
false，表示非阻塞
public boolean connect(SocketAddress remote);
连接服务器
public boolean finishConnect();
如果connect连接失败，可以通过finishConnect继续连接
public int write(ByteBuffer buf);
写入数据到缓冲流中
public int read(ByteBuffer buf); 、
从缓冲流中读取数据
public final SelectionKey register(Selector sel, int ops, Object attechment);
注册当前SocketChannel，选择对应的监听操作，并且可以带有Object attachment参数
public final void close();
关闭SocketChannel

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