JAVA.jpg

代码地址：https://github.com/jiaoqiyuan/liaoxuefeng_javase
代码基于 JDK8 编写。
笔记配合代码一起看，实际运行一下效果会更好。

java面向对象编程

数据封装

构造方法

实例创建时调用构造方法
构造方法用于初始化实例
没有定义构造方法时，编译器会自动创建默认构造方法
可以定义多个构造方法，编译器自动根据参数判断

方法重载

重载方法应该完成相同的功能，参考String的indexOf()
重载方法主要依靠参数类型和树龄区分
不要去交换参数顺序
重载方法返回值类型应该相同

继承和多态

继承

继承是面向对象变成的一种代码复用方式
java只允许单继承
protected允许子类访问弗雷的字段和方法
子类构造方法可以通过super()调用父类的构造方法
可以安全地向上转型为更抽象的类型
可以强制向下转型，最好借助instanceof判断
子类和父类的关系时is， has关系不能用继承

多态

子类可以覆写父类的方法（override）
覆写在子类中改变了父类方法的行为
多态：java的方法调用总是作用于对象的世纪类型
final修饰的方法可以阻止被覆写
final修饰的class可以阻止被继承
final修饰的field必须在创建对象时初始化

抽象类和接口

抽象方法

抽象方法定义了子类必须实现的接口规范
定义了抽象方法的类就是抽象类
从抽象类继承的子类必须实现抽象方法
如果不实现抽象方法，则该子类仍是一个抽象类
抽象方法不能实例化(My add)

接口

如果一个抽象类没有字段，所有方法都是抽象方法，就可以吧该抽象类改为接口(interface)
接口定义的方法默认是public abstract(不需要写)
一个类可以实现多个interface

	abstra class	interface
继承	只能extends一个clas	可以implements多个interface
字段	可以定义实例字段	不能定义实例字段
抽象方法	可以定义抽象方法	可以定义抽象方法
非抽象方法	可以定义非抽象方法	可以定义default方法

一个interface可以继承自另一个interface
interface继承自interface使用extends
接口继承接口相当于扩展了接口的方法
接口类定义了纯抽象方法
类可以实现多个接口
接口也是数据类型，适用于向上转型和向下转型
接口不能定义实例字段
接口可以定义default方法(JDK >= 1.8)

包和classpath

静态字段和方法

用static修饰的字段为静态字段

普通字段在每个实例中都有自己的一个独立空间
静态字段只有一个共享空间，所有实例都共享该字段

用static修饰的方法成为静态方法

调用实例方法必须通过实例变量
调用静态方法不需要实例变量
静态方法不能访问this变量（this变量是实例化后实例的别名，静态方法存在于实例化之前，所以不能使用this）
静态方法不能访问实例字段（同样的道理）
静态方法可以访问静态字段

静态方法通常用于工具类

Arrays.sort()
Math.random()

静态方法通常用于辅助方法

Java程序入口函数main()也是静态方法

静态字段属于所有实例"共享"的字段，实际上是属于class的字段
调用静态方法不需要实例，因此无法访问this（可能是相反的原因）
静态方法可以访问静态字段和其他静态方法
静态方法常用语工具类和辅助工具

作用域

如果不确定是否需要public，就不声明public，即尽可能少地暴露对外方法，从private改为public很容易，但是从public改为private很容易出错。
尽可能把局部变量的作用域缩小
尽可能延后声明局部变量
final与访问权限不冲突
final修饰class可以阻止被继承
final修饰方法阻止被覆写
final修饰field可以阻止被重新赋值
final修饰局部变量可以阻止被重新赋值

java内建访问权限有public、protected、private和package
java在方法内部定义的变量是局部变量
局部变量作用域从声明开始到块结束
final修饰符不是访问权限，可以同访问权限一起使用
一个java文件只能包含一个public class，但是可以包含多个非public class

classpath & jar

classpath是一个环境变量
classpath指示JVM如何搜索class
classpath设置的搜索路径与操作系统相关

classpath设定方法：

直接在系统环境中设置classpath环境变量（不推荐）
在启动JVM时设置classpath变量（推荐）
1. java -classpath /usr/share com.feiyangedu.Hello
2. java -cp /usr/share com.feiyangedu.Hello
没有设置环境变量也没有指定-cp参数时，默认classpath为.，即当前目录
eclipse中运行java程序默认传入的cp参数是当前工程的bin目录和引入的jar

jar包

jar包相当于目录
包含若干class文件
使用jar包可以避免大量的目录和class文件
META-INF/MANIFEST.MF可以提供jar包信息，如Main-Class
不需要在classpath中引入包含java核心类的rt.jar

java核心类

字符串和编码

String特点：

内容不可变
可以直接使用"……"
equals(Object)
boolean contains(CharSequence)
trim()，移除首位空字符（空格、\t、\r、\n），trim不改变字符串的内容，而是返回新的字符串
subString()

字符串操作不改变原来字符串内容，而是返回新的字符串
常用字符串操作：提取字串、查找、替换、大小写转换等
字符串和byte[]转换时需要注意编码，建议使用UTF-8编码

StringBuilder

StringBuilder可以高效拼接字符串
StringBuilder是可变对象，会预先分配缓冲区。
可以进行链式操作，实现链式操作的关键是返回实例本身。

StringBuffer

StringBuffer是StringBuilder的线程安全版本，接口与StringBuilder完全相同
没有必要使用StringBuffer

包装类型

java数据类型：

基本类型：int，boolean, float……
引用类型：所有class类型

基本类型不可以当作一个对象，要想以对象访问，就需要包装类型
JDK为每种类型都创建类对应的包装类型

基本类型	对应的引用类型
boolean	Boolean
byte	Byte
short	Short
int	Integer
long	Long
float	Float
double	Double
char	Character

例如：

Integer n = new Integer(99);
int i = n.intValue();

int i = 100;

Integer n1 = new Integer(i);
Integer n2 = Integer.valueOf(i);
Integer n3 = Integer.valueOf("100");

int x1 = n1.intValue();
int x2 = Integer.parseInt("100");
String s = n1.toString();

//注意这个getInteger，并不是从字符串中获取整数，而是从系统环境变量中获取相应的值
Integer prop = Integer.getInteger("cpus");

编译器可以自动在int和Integer之间转型：
- 自动装箱(auto boxing)：int -> Integer
- 自动拆箱(auto unboxing)：Integer -> int
自动装箱和自动拆箱只发生在编译阶段
装箱和拆箱会影响执行效率
编译后的class代码是严格区分基本类型和引用类型的
Integer -> int 执行时可能会报错（如果实例对象为null，则拆箱失败：NullPointException）
java包装类型定义了一些有用的静态变量
java包装类型全部继承自Number这个类

JDK的包装类型可以把基本类型包装成class
自动装箱和拆箱是编译器完成的（JDK >= 1.5）
装箱和拆箱会影响执行效率
注意拆箱可能发生NullPointException

JavaBean

JavaBean是一种符合命名规范的class
JavaBean通过getter/setter来定义属性
属性是一种通用的叫法，并非Java语法规定
可以利用IDE快速生成getter和setter
使用Introspector.getBeanInfo获取属性列表

枚举类

enum可以定义常亮类型，它被编译器编译为：final class Xxx extends Enum {...}
name()获取常量定义的字符串，注意不要使用toString()（toString方法可能被覆写）
ordinal()返回常量定义的顺序（无实质意义）
可以为enum类编写构造方法、字段和方法
构造方法声明为private（不声明也可以JDK10）

常用工具类

Math

Math提供了数学计算的静态方法

abs / min / max
pow / sqrt / exp / log / log10
sin / cos / tan / asin / acos ...
常量
- PI = 3.14159...
- E = 2.71828...
Math.random()方法生成一个随机数：
- 0 <= Math.random() < 1
- 可用于生成某个区间的随机数

long MIN = 1000;
long MAX = 9000;
double x2 = Math.random() * (MAX - MIN) + MIN;
double r = (long) x2;

Random

Random用来创建伪随机数

nextInt / nextLong / nextFloat...
nextInt(N)生成不大于N的随机数
什么是伪随机数？
- 给定种子后伪随机数算法会生成完全相同的序列
- 不给定种子时Random使用系统当前时间戳作为种子

SecureRandom

SecureRandom用于创建安全的随机数，缺点是比较慢

BigInteger

BigInteger用任意多个int[]来表示非常大的整数。

BigDecimnal

BigDecimal表示任意精度的浮点数。
BigInteger和BigDecimnal多用于财务计算中。

Java异常处理

错误处理

Java的异常

计算机运行过程中错误是不可避免的

Java异常体系：

Java规定必须捕获的异常是Exception及其子类，但不包括RuntimeException及其子类
Java使用异常来表示错误，通过try{...} catch {...}捕获异常
Java的异常是class，并且从Throwable集成
Error是无需捕获的严重错误
Exception是应该捕获的可处理的错误
RuntimeException无需强制捕获，非RuntimeException(CheckedException)需要强制捕获，或者用throws声明。

断言和日志

断言

断言是一种调试方式，断言失败会抛出AssertionError
只能在开发和测试阶段启动断言
对可恢复的错误不能使用断言，而应该抛出异常
断言很好被使用，更好的方法是编写单元测试。

Logging

日志是为了替代System.out.println()，可以定义格式，重定向到文件。
日志可以存档，便于问题追踪
日志可以按级别分类，便于打开和关闭某些级别
可以根据配置文件调整日志，无需修改代码
JDK提供了Logging：java.util.logging

Commons Logging

Commons Logging定义了6个日志级别：
- FATAL
- ERROR
- WARNING
- INFO <---------------默认级别
- DEBUG
- TRACE
Commons Logging 是使用最广泛的日志模块
Commons Logging 的API非常简单
Commons Logging 可以自动使用其他日志模块

Log4j

目前最流行的日志框架：
- 1.x: Log4j
- 2.x: Log4j2
始终使用Commons Logging接口来写入日志
开发阶段无需引入Log4j
使用Log4j只需要把正确的配置文件和相关的jar包放入classpath
使用配置文件可以灵活修改日志，无需修改代码
如果要更换Log4j，只需要移除log4j.xml和相关jar包
只有扩展log4j时，才需要引入Log4j的接口

Java反射与泛型

反射

Class类

JVM为每个class创建对应的Class实例来保存class的所有信息
获取一个class对应的Class实例后，就可以获取该class的所有信息
通过class实例获取class信息的方法称为反射Reflection
JVM总是动态加载class，可以在运行期根据条件控制加载class

访问字段

Field字段封装了字段的所有信息
通过Class实例的方法可以获取Filed实例：getField / getFields / getDeclaredField / getDeclaredFields
通过Field实例可以获取字段信息：getName / getType / getModifiers
通过Field实例可以读取或设置某个对象的字段： get(Object name) / set(Object instance, Object fieldValue)
通过设置setAccessible(true)来访问非public字段，但是注意：setAccessible(true)可能会失败，如果jvm定义来SecurityManager，并且SecurityManager的规则阻止对该Field设置accessible，就会导致失败

调用方法

Method对象封装了方法的所有信息
通过class实例的方法可以获取Method实例：getMethod / getMethods / getDeclaredMethod / getDeclaredMehtods
通过Method实例可以获取方法信息：getName / getReturnType / getParameterTypes / getModifiers
通过Method实例可以调用某个对象的方法：Object invoke(Object instance, Object... parameters)
通过设置setAccessible(true)来访问非public方法

调用构造方法

Constructor对象封装来构造函数的所有信息
通过Class实例的方法可以获取Constructor实例： getConstructor / getConstructors / getDeclaredConstructor / getDeclaredConstructors
通过Constructor实例可以创建一个实例对象：newInstance(Object... parameters)
通过设置setAccessible(true)来访问非public构造方法

获取继承关系

通过Class对象获取继承关系：
- getSuperclass()
- getInterfaces()
通过Class对象的isAssignableFrom()方法可以判断一个向上转型是否正确。

泛型

什么是泛型

泛型就是编写模板代码来适应任意类型
不必对类型进行强制转换
编译器将对类型进行检查
注意泛型的继承关系：
- 可以把ArrayList向上转型为list（T不能变）
- 不能把ArrayList向上转型为ArrayList

使用泛型

使用泛型时，把泛型参数替换为需要的class类型：List list = new ArrayList()
可以省略编译器能自动推断出的类型：List list = new ArrayList<>()
不指定泛型参数类型时，编译器会给出警告，且只能将视为Object类型

编写泛型

编写泛型事，需要定义泛型类型

public class Pair {...}

静态方法不能引用泛型类型，必须定义其他类型来实现“泛型”

public static  Pair create(K first, K last) {...}

泛型可以同事定义多种类型

public class Pair {...}

擦拭法

Java的范型采用擦拭法实现
擦拭法决定来范型
:
- 不能是基本类型，例如int
- 不能获取带范型类型的Class，如：Pair.class
- 不能判断带范型类型的类型，如：x instanceof Pair
- 不能实例化T类型，如：new T()
- 范型方法要防止重复定义方法，例如：public boolean equals(T obj)
子类可以获取父类的范型类型

Java类型与反射

部分反射API是范型：
- Class
- Constructor
可以声明带泛型的数组，但是不能直接创建带泛型的数组，必须潜质转型
可以通过Array.newInstance(Class, int)创建T[]数组，需要强制转型

Java集合

Java集合简介

java集合定义在java.util包中
常用的集合类包括List、Set、Map等
Java集合使用统一的Iterator遍历集合
尽量不要使用遗留接口

List

使用List

ArrayList VS LinkedList:

	ArrayList	LinkedList
获取指定元素	速度很快	需要从头开始查找元素
添加删除元素	速度很快	速度很快
在指定位置添加/删除	需要移动元素	不需要移动元素
内存占用	少	较大

list的特点

按照索引顺序访问的长度可变的链表
优先使用ArrayList而不是LinkedList
可以直接使用for……each遍历
可以和Array相互转换

编写equals方法

如果在List中查找元素：

List的实现类通过元素的equals方法比较两个元素
放入的元素必须正确覆写equlals方法， JDK提供类的String，Integer等已经覆写类eauqls方法
编写equals方法可借助Object.equals()判断

如果不在List中查找元素：

不必覆写equals方法

Map

使用Map集合

Map是一种映射表，可以通过Key快速查找Value
可以通过for……each遍历KeySet()
可以通过for……each遍历entryset()
需要对Key排序时使用TreeMap
通常使用HashMap

编写eauals和hashCode方法

作为Key的对象必须正确覆写equals和hashCode
一个类如果覆写类equals，就必须覆写hashCode
hashCode可以通过Objects.hashCode()辅助实现

Set集合

使用Set

Set用于存储不重复的元素集合
放入set的元素与作为Map的Key的要求相同，正确实现equals方法和hashCode方法。
利用set可以取出重复元素
遍历SortedSet按照元素的排序顺序遍历，也可以自定义排序算法。

Queue

使用Queue

Queue是一个先进先出的队列
LinkedList实现了Queue接口
获取队列长度：size()
添加元素到队列：boolean add(E e) / boolean offer(E e)
获取队列头部元素病删除： E remove() / E poll()
获取队列头部元素但不删除：E element() / E peek()
操作队列时都提供了两种方法的原因是，获取失败时：

	throw Exception	返回false或null
添加元素到队列	add(E e)	boolean offer(E e)
取队首元素并删除	E remove()	E poll()
取队首元素但不删除	E element()	E peek()

-避免把null添加到队列

使用PriorityQueue

PriorityQueue的出队顺序与元素的优先级相关：remove()/poll()总是取优先级最高的元素
PriorityQueue具有Queue的接口：操作与Queue相同（参考上面的使用Queue）
PriorityQueue实现一个优先队列
从队首后去元素时，总是获取优先级最高的元素
默认按元素比较的顺序排序（必须实现Comparable接口）
可以通过Comparator自定义排序算法（不必实现Comparable接口）

使用Deque

Deque实现了一个双端队列（Double Ended Queue）:既可以添加到队尾，也可以添加到队首；既可以从队首获取，又可以从队尾获取

	Queue	Deque
添加元素到队尾	add(E e)/offer(E e)	addLast(E e)/offerLast(E e)
取队首元素并删除	E remove()/E poll()	E removeFirst()/E pollFirst()
取队首元素但不删除	E element()/E peek()	E getFirst()/E peekFirst()

Deque特有方法：

	Queue
添加元素到队首	addFirst(E e)/offerFirst(E e)
取队尾元素并删除	E removeLast()/E pollLast()
取队尾元素但不删除	E getLast()/E peekLast()

Stack

使用Stack

栈是一种后进先出的数据结构。
使用Deque实现Stack的功能
操作栈的元素的方法:
- push(E e):压栈
- pop():出栈
- peek():取出栈顶元素但不出栈
Java使用Deque实现栈的功能，注意只调用push/pop/peek，避免使用Deque的其他方法
不要使用遗留类Stack

最佳实践

Iterator迭代模式

Java的集合类可以实现for……each循环：List、Set、Queue、Deque。
如何让自己编写的集合类使用for……each循环：
- 实现Iterable接口
- 返回Iterator对象
- 用Iterator对象迭代
使用Iterator的好处：
- 对任何集合都采用同一种访问模型
- 调用者对集合内部结构一无所知
- 集合返回的Iterator对象知道如何迭代
- Iterator是一种抽象的数据访问模型

使用Collections

Collections是JDK提供的工具类：
- 创建空集合
  - List emptyList()
  - Map(K, V) emptyMap()
  - Set emptySet()
- 对List排序（必须传入可变List）
  - void sort(List list)
  - void sort(List list, Comparator c)
- 随机重置List元素
  - void shuffle(List list)
- 创建单元素集合
  - Set singleton(T o)
  - List singletonList(T o)
  - Map singletonMap(K key, V value)
- 创建不可变集合
  - List unmodifiableList(List list)
  - Set unmodifiableSet(Set set)
  - Map unmodifiableMap(Map m)
- 排序/洗牌
- ……

Java IO编程

IO基础

IO简介

IO指输入输出：
- 输入是指从外部读数据到内存，例如，读文件，从网络读取数据等。
- 输出是把数据从内存输出到外部，比如写文件，输出到网络
IO流是一种顺序读写数据的模式
- 单向流动
- 以byte为最小单位（字节流）
如果字符不是单字节表示的ASCII：
- Java提供了Reader/Writer表示字符流
- 字符流传输的最小数据单位是char
- 字符流输出的byte取决于编码方式
- Reader/Writer本质上是一个能自动编解码的InputStream/OutputStream
同步IO
- 读写IO时代码等待数据返回后才继续执行后续的代码
- 代码编写简单，CPU执行效率地
异步IO
- 读写IO时仅发出请求，然后立刻执行后续代码
- 代码编写复杂，CPU执行效率高
JDK提供的java.io是同步IO
JDK提供的java.nio是异步IO

抽象类	InputStream	OutputStream	Reader	Writer
实现类	FileInputStream	FileOutputStream	FileReader	FileWriter

Java的IO流的接口和实现是分离的：
- 字节流接口：InputStream / OutputStream
- 字符流接口：Reader/ Writer

File对象

java.io.File表示文件系统一个文件或者目录
创建File对象本身不涉及IO操作
获取路径/绝对路径/规范路径：getPath() / getAbsolutePath() / getCanonicalPath()
可以获取目录的文件和子目录
通过File对象可以创建或删除文件和目录

InputStream

java.io.InputStream是所有输入流的超类
- abstract int read():读取下一个字节，并返回字节（0-255），如果读到末尾，返回-1
- int read(byte[] b):读取若干字节病填充到byte[]数组，返回读取的字节数
- int read(byte[] , int off, int len):指定byte[]数组的偏移量和最大填充数
- void close():关闭输入流
InputStream定义了所有输入流的超类
FileInputStream实现了文件流输入
ByteArrayInputStream在内存中模拟一个字节流输入
使用try(resource)保证InputStream正确关闭

OutputStream

java.io.OutputStream是所有输出流的超类
- abstract write(int b):吸入一个字节
- void write(byte[] b):写入byte[]数组的所有字节
- void write(byte[] b, int off, int len):写入byte[]数组指定范围的字节
- void close():关闭输出流
- void flush():将缓冲区内容输出(像磁盘网络设备并不是输出一个字节就立即写入，而是先把输出的字节放到内存的缓冲区中，等待缓冲区满后再一次性写入设备)
OutputStream定义了所有输出流的超类
FileOutputStream实现了文件流输出
ByteArrayOutputStream在内存中模拟一个字节流输出
使用try(resource)保证OutputStream正确关闭

Filter模式

JDK提供的InputStream包括：
- FileOutputStream：从文件中读取数据
- ServletInputStream：从HTTP请求读取数据
- Socket.getInputStream：从TCP连接读取数据
- ……
Java IO使用Filter模式为InputStream和OutputStream增加功能
可以把一个InputStream和任意FilterInputStream组合
可以把一个OutputStream和任意的FilterOutputStream组合
Filter模式可以在运行期间动态增加功能（又称Decorator模式）

操作Zip

ZipInputStream是一种FilterInputStream：
- JarInputStream --> ZipInputStream --> InflaterInputStream --> FilterInputStream --> InputStream
- 可以直接读取Zip的内容
ZipOutputStream是一种OutputStream：可以直接写入Zip文件内容
ZipInputStream和ZipOutputStream都是FilterInputStream和FilterOutputStream
配合FileInputStream和FileOutputStream就可以读写Zip文件

classpath资源

Java存放.class或jar包的目录也可以包含任意其他类型的文件
从classpath读取文件可以避免不同环境下文件路径不一致的问题
把资源存储在classpath中可以避免文件路径依赖
Class对象的GetResourceAsStream()可以从classpath读取资源
需要检查返回的InputStream是否为null

序列化

序列化是指把一个java对象边城二进制内容（byte[]）
- 序列化后可以把byte[]保存到文件中
- 序列化后可以把byte[]通过网络传输
一个Java要能序列化，必须实现Serializable接口：
- Serializable接口没有定义任何方法
- 空接口被称为“标记接口”（Marker Interface）
反序列化是指一个二进制内容（byte[]）变成Java对象
- 反序列化后可以从文件读取byte[]并变为Java对象
- 反序列化后可以从网络读取byte[]并变为Java对象
- 反序列化时不调用构造方法
可设置serialVersionUID作为版本号（非必须）
Java序列化机制仅适用于Java，如果需要与其他语言交换数据，必须使用通用的序列化方法，比如JSON

Reader

java.io.Reader和java.io.InputStream的区别：

InputStream	Reader
字节流，以byte为单位	字符流，以char为单位
读取字节（-1，0-255）：int read()	读取字符(-1, 0-65535):int read()
读到字节数组:int read(byte[] b)	读到字符数组:int read(char[] c)
int read(byte[] b, int offset, int len)	int read(char[] c, int offset, int len)

java.io.Reader是所有字符输入流的超类：
- int read():读取一个字符，并返回字符（0-65535），如果已读到末尾，返回-1
- int read(char[] c):读取若干字符并填充到char[]数组，返回读取的字符数
- int read(char[] c, int off, int len):指定char[]数组的偏移量和最大填充数
- void close():关闭Reader
Reader定义了所有字符输入流的超类
FileReader实现了文件字符流输入
CharArrayReader在内存中模拟一个字符流输入
Reader是给予InputStream构造的
FileReader使用系统默认编码，无法指定编码
可以通过InputStreamReader指定编码
使用try(resource)保证Reader正确关闭

Writer

java.io.Writer和java.io.OutputStream的区别：

OutputStream	Writer
字节流，以byte为单位	字符流，以char为单位
写入字节（0-255）：void write(int b)	写入字符(0-65535):int write()
写入字节数组:int write(byte[] b)	写入字符数组:int write(char[] c)
int write(byte[] b, int offset, int len)	int write(char[] c, int offset, int len)
	void write(String s)

java.io.Writer是所有字符输入流的超类：
- int write(int c):写入一个字符（0-65535）
- int write(char[] c):写入若干字符数组的所有字符
- int write(char[] c, int off, int len):写入数组指定范围的字符
- void write(String s):写入String表示的所有字符
FileWriter实现了文件字符流输出
CharArrayWriter在内存模拟一个字符流输出
Writer基于OutputStream构造
FileWriter使用系统默认编码，无法指定编码，可以通过OutputStreamWriter指定编码
使用try(resource)保证Writer正确关闭

Java处理日期和时间

概念

理解日期、时间和时刻
理解时区的概念
理解夏令时，同一地区使用GMT/UTC和城市表示的时区可能导致时间不同
- GTM-05:00
- America/New_York
理解locale用来针对当地用户习惯格式化日期、时间、数字、货币等。

java.util.Date

java.util.date的问题：

不能转换时区
日志和时间的加减不方便
两个日期相差多少天不好计算
计算某个月第一个星期一不方便
……

总结

理解epoch time
Java有两套日期和时间的API
- java.util.Date/Calendar
- java.time
正确使用java.util.Date
- Date和long的转换
- Date和String的转换：SimpleDateFormat

Calendar

Calendar和Date、long可以相互转换
Calendar可以用set/get设置和获取指定字段
Calendar可以实现：
- 设置特定的日期和时间
- 设置时区并获得转换后的时间
- 加减日期和时间
TimeZone表示时区，getAvailableDs()可以美剧所有有效的时区ID

java.time的API

LocalDateTime

LocalDateTime无法与long进行转换
- 因为LocalDateTime没有时区，无法确定某一时刻
- ZonedDateTime有时区，可以与Long进行转换
  LocalDate、LocalTime、LocalDateTime
不变类
默认按照ISO 8601标准格式化和解析
使用DateTimeFormatter自定义格式化和解析
使用plusDays()/minusHours()等方法对日期和时间进行加减，返回新对象
使用withDayOfMonth()/with()等方法调整日期和时间，返回新对象
使用isBefore()/isAfter()/equals()判断日期和时间的先后

ZonedDateTime

ZonedDateTime = LocalDateTime + Zoneld

ZonedDateTime:带时区的日期和时间
Zoneld：新的时区对象（取代旧的java.util.TimeZone）
Instant:时刻对象（epoch seconds）

Java处理日期和时间

最佳实践，java处理日期和时间

数据库	对应Java类（旧）	对应Java类（新）
DATETIME	java.util.Date	LocalDateTime
Date	java.sql.Date	LocalDate
TIME	java.sql.Time	LocalTime
TIMESTAMP	java.sql.Timestamp	LocalDateTime

尽量使用java.time提供的API处理日期和时间
存储到数据库：
- 日期：LocalDate -> DATE
- 时间：LocalTime -> TIME
- 日期 + 时间： LocalDateTime -> DATETIME
- 时刻：long -> BIGINT
显示日期和时间：long -> String
让JDK处理时区
不要手动调整时差

String epochToString(long epoch, Local lo, String zoneId) {
    Instant ins = Instant.ofEpochMilli(epoch);
    DateTimeFormatter f = DateTimeFormatter.ofLocalizedDateTime(FormatStyle.MEDIUM, FormatStyle.SHORT);
    return f.withLocale(lo).format(ZonedDateTime.ofInstant(ins, ZoneId.of(zoneId)));
}

输入：
epoch = 1480468500000L
Locale.CHINA, "Asia/Shanghai"
Locale.US, "America/New_York"

输出：
2016-11-30 上午9:15
Nov 29, 2016 8:15 PM

JUnit单元测试

JUnit简介

JUnit Test

什么是单元测试？
- 单元测试是针对最小的功能单元编写测试代码
- Java程序最小功能单元是方法
- 单元测试就是针对单个Java方法的测试
测试驱动开发(TDD):
- 编写接口 -> 编写测试 -> 编写实现 <-N-> 运行测试 -Y-> 任务完成
单元测试的好处
- 确保单个方法运行正常
- 如果修改了方法代码，只需要确保其对应的单元测试通过
- 测试代码本身就可以作为示例代码
- 可以自动化运行所有测试病获得测试报告
JUnit是一个开源的Java语言的单元测试框架
- 专门针对Java语言设计，使用最广泛
- JUnit是事实上的标准单元测试框架
- JUnit使用断言（Assertion）测试期望结果
- 可以方便地组织和运行测试
- 可以方便地查看测试结果
- 常用IDE都集成了JUnit
- 可以方便地集成到Maven
JUnit设计：
- TestCase：一个TestCase便是一个测试
- TestSuite：一个TestSuite包含一组TestCase，表示一组测试
- TestFixture：一个TestFixture表示一个测试环境
- TestResult：用于收集测试结果
- TestRunner：用于运行测试
- TestListener：用于监听测试过程，收集测试数据
- Assert：用于断言测试结果是否正确
JUnit目前的版本 3.x/4.x/5.x

版本	JUnit 3.x	JUnit 4	JUnit 5
JDK	JDK < 1.5	JDK >= 1.5	JDK >= 1.8
class	class MyTest extends TestCase{}	class MyTest{}	class MyTest{}
method	public testAbc(){}	@Test public abc(){}	@Test public abc(){}

使用Assert断言：
- 断言相等：assertEquals(100, x)
- 断言数组相等：assertArrayEquals({1,2,3}, x)
- 断言浮点数相等：assertEquals(4.2353, x, 0.0001)
- 断言为null:assertNull(x)
- 断言为true/false:assertTrue(x>0) assertFalse(x<0)
- 其他:assertNotEquals/assertNotNull
一个TestCase包含一组相关的测试方法
使用Assert断言测试结果（注意指定浮点数assertEquals要指定delta）
每个测试方法必须完全独立
测试代码必须非常简单
不能为测试代码再编写测试
测试需要覆盖各种输入条件，特别是边界条件

使用JUnit

使用Before和After

理解JUnit执行测试生命周期
@Before用于初始化测试对象，测试对象以实例变量存放
@After用于清理@Before创建的对象
@BeforeClass用于初始化耗时资源，以静态变量存放
@AfterClass用于清理@BeforeClass创建的资源

异常测试

测试异常可以使用@Test(excepted = Exception.class)
对可能发生的每种类型的异常进行测试

参数化测试

超时测试

@Test(timeout=1000)可以设置超时
timeout单位是毫秒
超时测试不能取代性能测试和压力测试

Java正则表达式

正则表达式入门

正则表达式简介

正则表达式是一个字符串
正则表达式用字符串描述一个匹配规则
使用正则表达式可以快速判断给定的字符串是否符合匹配规则
Java内建正则表达式引擎是java.util.regex

匹配规则

正则表达式匹配规则：

正则表达式	规则	可以匹配
A	指定字符	A
\u548c	指定Unicode字符	和
.	任意字符	a, b, &, 0
\d	0-9	0, 1, 2, ..., 9
\w	a-z, A-Z, 0-9, _	a, A, 0, _, ...
\s	空格，Tab键	' '， ' '
\D	非数字	a, A, &, _, ...
\W	非\w	&, @, 中, ...
\S	非\s	a, A, @, _, ...
AB*	匹配任意个数字符	A，AB, ABB, ABBB, ...
AB+	至少一个字符	AB, ABB, ABBB, ...
AB?	0个或1个字符	A，AB
AB{3}	指定个数字符	ABBB
AB{1, 3}	指定范围个数字符	AB, ABB, ABBB
AB{2, }	至少n个字符	ABB, ABBB, ...
AB{0, 3}	最多n个字符	A, AB, ABB, ABBB

正则表达式进阶

复杂正则表达式

复杂规则：

正则表达式	规则	可以匹配
^	开头	字符串开头
$	结尾	字符串结束
[ABC]	[...] 内任意字符	A, B, C
[A-F0-9xy]	指定范围的字符	A, ..., F, 0, ..., 9, x, y
[^A-F]	指定范围外的任意字符	非A, ..., F
AB\|CD	AB或CD	AB, CD
AB\|CD\|EFG	AB或CD或EFG	AB, CD, EFG

分组匹配

使用'()'可以分组匹配，比如"(\d{4})-(\d{1,2})-(\d{1,2})"
反复使用一个正则表达式字符串匹配效率比较低，可以把正则表达式字符串编译为Pattern对象
使用Matcher.group(n)可以快速提取子串
- group(0)表示匹配整个字符串
- group(1)表示匹配第一个字符串
- group(2)表示匹配第二个字符串

非贪婪匹配

^(\d+)(0*)$

期望结果：

input	\d+	0*
123000	"123"	"000"
10100	"101"	"00"
1001	"1001"	""

实际结果：

input	\d+	0*
123000	"123000"	""
10100	"10100"	""
1001	"1001"	""

因为正则表达式默认使用贪婪匹配，会尽可能多地向后匹配，使用?实现费贪婪匹配，^(\d+?)(0*)$

^(\d+??)(9*)$ ：第一个?表示匹配0个或1个9，第二个?表示费贪婪匹配，所以会尽可能少地匹配9。
如果待匹配字符串是'9999'，则匹配0个9

搜索和替换

使用正则表达式分割字符串：
```
  String[] String.split(String regex)
```

"a b c".split("\\s")    //{"a", "b", "c"}
"a b  c".split("\\s")    //{"a", "b", "", "c"}
"a b  c".split("\\s+")    //{"a", "b", "c"}
"a, b ;; c".split("[\\,\\;\\s]+")    //{"a", "b", "c"}

使用正则表达式搜索字符串：
```
  Matcher.find()
```
使用正则表达式替换字符串
String.replaceAll()

Java加密与安全

数据安全简介

加密与安全

数据安全的方式
- 防窃听
- 防篡改
- 防伪造
古代加密方式：
- 移位密码： HELLO -> IFMMP
- 替代密码： HELLO -> p12,5,3
设计一个安全的加密算法非常困难
验证一个加密算法是否安全更加困难
当前被认为安全的加密算法仅仅是迄今为止尚未被攻破
不要自己设计加密算法
不要自己实现加密算法
不要自己修改已有的加密算法
（可能是认为我们自己设计或修改的不够好吧）

编码算法

URL编码

URL编码是编码算法，不是加密算法
URL编码的目的是把任意文本数据编码为%为前缀表示的文本，编码后的文本仅包含A-Z, a-z, 0-9, -_.*, %,
便于浏览器和服务器处理

Base64

是一种把二进制数据用文本表示的编码算法
使用Base64的目的是什么？
- 一种用文本(A-Z, a-z, 0-9, +/=)表示二进制内容的方式
- 适用于文本协议
- 效率下降
- 应用
  - 电子邮件协议
Base64是一种编码算法，不是加密算法
Base64编码的目的是把任意二进制数据编码为文本（长度增加1/3）
其他编码：Base32, Base48, Base58

摘要算法

MD5

摘要算法（哈希算法/Hash/Digest/数字指纹）
- 计算任意长度数据的摘要（固定长度）
- 相同的输入数据始终得到相同的输出
- 不同的输入数据尽量得到不同的输出
目的：
- 验证原始数据是否被篡改
MD5是一种常用的哈希算法，输出128bits / 16bytes
常用于验证数据的完整性
用于存储口令时需要考虑彩虹表攻击

SHA-1

SHA-1算法：

一种哈希算法
输出160 bits / 20 bytes
美国国家安全局开发
~~SHA-0~~ / SHA-1 / SHA-256 / SHA-512
SHA-1算法是比MD5更加安全的哈希算法

BouncyCastle

第三方提供的一组加密/哈希算法
提供JDK没有提供的算法
- RipeMDL60哈希算法
使用第三方算法前需要通过Security.addProvider()注册

Hmac

Hmac：Hash-based Message Authentication Code
- 基于密钥的消息认证码算法
- 更安全的消息摘要算法
Hmac是把Key混入摘要的算法
可以配合MD5、SHA-1等摘要算法
摘要长度和原摘要长度算法相同

加密算法

对称加密算法

对称加密算法使用同一个密钥进行加密和解密
常用算法：DES/AES/IDEA等
密钥长度由算法设计决定，AES的密钥长度是128/192/256
使用256位加密需要修改JDK的policy文件
使用对称加密算法需要指定：算法名称/工作模式/填充模式

口令加密

PBE:Password Based Encryption

由用户输入口令，采用随机数杂凑计算出密钥再进行加密
Password：用户口令，例如"hello123"
Salt：随机生成的byte[]
key：generate(byte[] salt, String password)
PBE算法通过用户口令和随机salt计算key然后加密
key通过口令和随机salt计算得出，提高了安全性
PBE算法内部使用的仍然是标准对称加密算法（例如AES）

密钥交换算法

DH算法是一种密钥交换协议，通信双方通过不安全的信道协商密钥，然后进行对称加密传输
DH算法没有解决中间人攻击

非对称加密算法

优点
- 对称加密需要协商密钥，而非对称加密可以安全地公开各自的公钥
- N个人之间的通信
  - 使用非对称加密只需要N个密钥对，每个人只管理自己的密钥对
  - 使用对称加密需要N*(N-1)/2个密钥，每个人需要管理N-1个密钥
缺点：
- 运算速度慢
- 只使用非对称加密不能防止中间人攻击
非对称加密就是加密和解密使用的不是相同的密钥
只有一个公钥/私钥对才能正常加密/解密
只使用非对称加密算法不能防止中间人攻击

签名算法

RSA签名算法

数字签名就是用发送方的私钥对原始数据进行签名
只有用发送方公钥才能通过签名验证
- 防止伪造发送方
- 防止抵赖发送过信息
- 防止信息在传输过程中被修改
常用算法：MD5withRSA/SH1withRSA/SHA256withRSA

数字证书

数字证书就是集合了多种密码学算法，用于实现数据加解密、身份认证、签名等多种功能的一种网络安全标准
数字整数采用链式签名管理，顶级CA整数已内置在操作系统中
常用算法：MD5/SHA1/SHA256/RSA/DSA

Java多线程编程

线程的概念

多线程编程

进程和线程的关系

一个进程可以包含一个或多个线程（至少一个线程）
线程是操作系统调度的最小人物单位
如何调度线程完全有操作系统决定

实现多任务的方法：

多进程模式（每个进程只有一个线程）
多线程模式（一个进程有多个线程）
多进程+多线程模式（复杂度最高）

多进程 VS 多线程

创建进程比创建线程开销大
进程间通信比线程见通信慢
多进程稳定性比多线程高

Java语言内置多线程支持：

一个Java程序实际上是一个JVM进程
JVM用一个主线程来执行main()方法
在main()方法中又可以启动多个线程

多线程编程的特点：

多线程需要读写共享数据
多线程经常需要同步
多线程编程的复杂度高，调试更困难

Java多线程编程的特点：

多线程模型是Java编程最基本的并发模型
网络、数据库、Web等都依赖多线程模型
必须掌握Java多线程编程才能继续深入学习

创建Java多线程

java语言内置多线程支持：

一个java程序实际上是一个JVM进程
JVM用一个主线程来执行main()方法
在main()方法中又可以启动多个线程

创建一个线程对象，并启动一个线程

Thread t = new Thread();
t.start();

Java用Thread对象表示一个线程，通过调用start()启动一个线程
一个线程对象只能调用一次start()
线程的执行代码是run()方法
线程调度由操作系统决定，程序本身无法决定
Thread.sleep()可以把当前线程暂停一段时间

线程的状态

线程的状态
- New
- Runnable
- Blocked
- Waiting
- Timed Waiting
- Terminated
线程终止的原因：
- run()方法执行到return语句返回（线程正常终止）
- 因为未捕获异常导致的终止（线程意外终止）
- 对某个线程对Thread实例调用stop()方法强制终止（不推荐）
一个线程可以等待另一个线程直到运行结束（join）
通过对另一线程对象调用join()放回可以等待其执行结束
可以指定等待时间，超过等待时间线程任然没有结束就不睬等待
对已经运行结束的线程调用join()方法会立刻返回

中断线程

调用interrupted()方法可以中断一个线程
通过检测isInterrupted()标志获取当前线程是否已经中断
如果线程处于等待状态，该线程会捕获InterruptedException
isInterrupted()为true或这捕获来InterruptedException都应该立刻结束
通过标志位判断需要争取使用volatile关键字
volatile关键字解决了共享变量在线程间的可见性问题

守护线程

Java程序入口就是由JVM启动main线程
- main线程又可以启动其他线程
- 当所有线程都运行结束时，JVM退出，进程结束
守护线程是为其他线程服务的线程
所有非守护线程都执行完毕后，虚拟机退出
守护线程不能持有资源（如打开文件等）

线程同步

对共享变量进行写入时，必须保证是原子操作
原子操作是指不能被中断的一个或一系列操作
synchronized会导致性能下降的问题
多线程同时修改变量，会造成逻辑错误
- 需要使用synchronized同步
- 同步的本质就是给指定对象加锁
- 注意加锁对象必须是同一个实例
对JVM定义的单个原子操作不需要同步

synchronized方法

添加synchronized块时：
- 锁住哪个对象？
- 数据封装，把同步逻辑封装到持有数据的实例中
线程安全的类：
- 不变类：String，Integer，LocalDat
- 没有成员变量的类，Math
- 正确使用了synchronized的类：StringBuffer
非线程安全的类：
- 不能在多线程中共享实例并修改：ArrayList
- 可以在多想城中以只读方式共享
使用synchronized修饰方法可以把整个方法变为同步代码块
synchronized方法加锁对象是this
通过合理的设计和数据封装可以让一个类变为线程安全
一个类没有特殊说明默认不是线程安全
多线程能否某个非线程安全的实例，需要具体问题具体分析

死锁

死锁形成的条件
- 两个线程各自持有不同的所
- 两个线程各自试图获取对方已持有的锁
- 双方无限等待下去：导致死锁
死锁发生后：
- 没有任何机制能够解除死锁
- 只能强制结束JVM进程
如何避免死锁
- 线程获取锁的顺序要完全一致

wait和notify

wait/notify用于多线程协调运行
多线程协调运行：当条件不满足时，线程进入等待状态
在synchronized内部可以调用wait使线程进入等待状态
必须在已获得的锁对象上调用wait方法
在synchronized内部可以调用notify和notifyAll方法唤醒其他等待线程
必须在已获得的锁上调用notify和notifyAll方法

高级concurrent包

ReentrantLock

ReentrantLock可以替代synchronized
ReentrantLock获取锁更安全
必须使用try……finally保证正确获取和释放锁

ReadWriteLOck

使用ReadWriteLock可以解决：
- 只允许一个线程写入（其他线程既不能写入也不能读取）
- 没有写入时，多个线程允许同时读（提高性能）
ReadWriteLock适用条件：
- 同一个实例，有大量线程读取，仅有少量线程修改
使用ReadWriteLock可以提高读取效率

Condition

Condition.await / signal / signalAll 原理和wait / notify / notifyAll 一致
await会释放当前锁，进入等待状态
signal会唤醒某个等待的线程
signalAll会唤醒所有等待线程
唤醒线程从await返回后需要重新获得锁

Concurrent集合

java.util.concurrent提供了线程安全的Blocking集合：

java.util.Collections工具类还提供了旧的线程安全集合转换器

Map unsafeMap = new HashMap();
Map threadSafeMap = Collections.synchronizedMap(unsafeMap);

使用java.util.concurrent提供的Blocking集合可以简化多线程编程
- 多线程同时访问Blocking集合是安全的
- 尽量使用JDK提供的concurrent集合，避免自己编写同步代码

Atomic

java.util.concurrent.atomic提供了一组原子类型操作：
atomic类可以实现无锁的线程安全访问
使用java.util.concurrent.atomic可以简化多线程编程
- AtomicInteger / AtomicLong / AtomicIntegerArray等
- 原子操作实现了无锁的线程安全
- 适用于计数器，累加器等

ExecutorService

java语言内置多线程支持：
- 创建线程需要操作系统资源（线程资源，栈空间……）
- 频繁创建和销毁线程需要消耗大量时间
线程池
- 线程池维护若干个线程，处于等待状态，可以高效执行大量小任务
- 如果有新任务，就分配一个空闲线程执行
- 如果所有线程都处于忙碌状态，新任务就放入队列等待
JDK提供了ExecutorService接口表示线程池，提供线程池功能：
- FixedThreadPool：线程数固定
- CachedThreadPool：线程数根据任务动态调整
- SingleThreadExecutor：仅单线程执行
ScheduledThreadPool，提供了静态方法创建不同类型的ExecutorService:
- 一个任务可以定期反复执行
- Fixed Rate
- Fixed Delay
java.util.Timer也是定时器
- 一个Timer对应一个Thread
- 必须在主线程结束时调用Timer.cancel()
必须调用shutdown()关闭ExecutorService

Future

提交Callable任务，可以获得一个Future对象
可以用Future在将来某个时刻获取结果

CompletableFuture

优点：
- 异步任务结束时，会自动调用某个对象的方法
- 异步任务出错时，会自动调用某个对象的方法
- 主线程设置好回调后，不用关心异步任务的执行
CompletableFuture对象可以指定异步处理流程
- thenAccept()处理正常结果
- exceptional()处理异常结果
- thenApplyAsync()用于串行化另一CompletableFuture
- anyOf / allOf用于并行化两个CompletableFuture

Fork / Join

Fork/Join是一种基于"分治"的算法：
- 分解任务 + 合并结果
ForkJoinPool线程池可以把一个大任务分拆成小任务并行执行
任务类必须继承自RecursiveTask / RecursiveAction
使用Fork/Join模式可以进行并行计算提高效率

线程工具类

ThreadLocal

如何在一个线程内传递状态？
- ThreadLocal可以在一个线程中传递同一个对象
ThreadLocal表示线程的"局部变量"，它确保每个线程的ThreadLocal变量都是各自独立的
ThreadLocal适合在一个线程的处理流程中保持上下文（避免了同一个参数在所有方法中传递）
使用ThreadLocal要用try……finally结构

Java网络编程

Socket编程

网络编程概念

计算机网络基本概念

互联网：网络的网络
IP地址：计算机在网络中的标示
网关：负责链接多个网络
协议：TCP/IP协议
TCP协议：面向连接，可靠传输

TCP编程

TCP编程模型

客户端使用Socket(InetAddress, port)打开Sockt
服务端使用ServerSocket监听端口
服务端用accept接收连接并返回Socket
双方通过Socket打开InputStream/OutputStream读写数据
flush()用于强制输出缓冲区

TCP多线程编程

服务器端使用无限循环
每次accept返回后，创建新的线程来处理客户端请求
每个客户端请求对应一个服务线程
使用线程池可以提高运行效率
TCP多线程编程模型
服务器端使用无限循环
每次accept返回后，创建行的县城来处理客户端请求
每个客户端请求对应一个服务线程
使用线程池可以提高运行效率

UDP编程

UDP编程模型

客户端使用DatagramSocket.connect()指定远程地址和端口
服务端用DatagramSocket(port)监听端口
双方通过receive/send读写数据
没有IO流接口

Email编程

发送Email

SMTP协议

Simple Mail Transport Protocol
标准端口25
加密端口465 / 587

如何发送Email

使用JavaMail API
无需关心SMTP协议原理

接受Email

HTTP协议

HTTP协议是一个给予TCP的请求/响应协议
广泛应用于浏览器、手机APP与服务器的数据交互
Java提供了HttpURLConnection实现HTTP客户端

RMI远程调用

-目的是把一个接口暴露给远程

RMI远程调用是针对Java怨言的一种远程调用
远程接口必须继承自Remote
远程方法必须抛出RemoteException
客户端调用RMI方法和调用本地方法类似
RMI方法调用被自动通过网络传输到服务端
服务端通过自动生成的stub类接收远程调用请求。

Java操作XML和JSON

XML

XML介绍

XML是可扩展标记语言的缩写
纯文本数据
用于表示复杂的结构化数据
用于数据的存储和传输
数据庞大，格式复杂

DOM

Java DOM API将XML解析为DOM
可在内存中完整表示XML数据结构
缺点是解析速度慢，内存占用大

SAX

一种流式解析XML的API
通过事件触发，速度快
调用方通过回调方法获得数据

第三方XML库

开源的Jackson
使用Jackson可以快速在XML和JavaBean之间互相转换
可以使用Annotation定制序列化和反序列化

JSON

JSON介绍

JSON只允许UTF-8编码
必须使用双引号
特殊字符用\转义
适合表示层次结构
结构简单，仅支持集中类型
- {...}键值对
- [...]数组
- String字符串
- Number数值
- Boolean布尔值
- null空值
常用第三方库
- Jackson
- gson
- fastjson
- ...
Json是轻量级的数据表示方式
- 格式简单
- 解析速度快
- 适合Web应用

处理JSON

Jackson提供了读写JSON的API
- 实现JSON和JavaBean的互相转换
- 可使用Annotation定制序列化和反序列化

JDBC编程

关系数据库基础

关系数据库简介

关系数据库是目前使用最广泛的数据库
建立在关系模型上
基本结构是表
主键用于唯一标识记录
外键用于引用其他表的主键数据
通过外键关联实现一对多/一对一/多对多关系

安装MySQL

SQL入门

SQL简介

SQL是结构化查询语言
针对关系型数据库设计
各种数据库基本一致
允许用户通过SQL查询数据而不必关心数据库底层存储结构
可以和各种编程语言继承实现访问数据库的功能
关键字不区分大小写

INSERT语句

INSERT语句可以向指定表插入一条记录

INSERT INTO 表名 (字段1, 字段2, ...) VALUES (数据1, 数据2, 数据3, ...)

SELECT

可以指定查询的列
可以通过WHERE条件筛选符合条件的行
可以使用聚合查询
可以多表联合查询
查询结果仍然是一个关系表

UPDATE语句

可以设置某些列的值
可以通过WHERE条件筛选符合条件的行
执行结果为符合更新条件的行数

DELETE语句

可以删除指定的行
可以通过WHERE条件筛选符合条件的行
执行结果为删除的行数

JDBC接口

JDBC简介

JDBC：Java DataBase Connectivity
Java程序访问数据库的标准接口
Java App -> JDBC Interface -> JDBC Driver -> Database
Java App -> JDBC Interface -> MySQL Driver -> MySQL Server
使用JDBC的好处
- 各个数据库厂商使用相同的接口，Java代码不需要针对不同的数据库开发
- Java程序编译期仅以来java.sql.*，不依赖具体数据库的jar包
- 可以随时替换底层数据库，访问数据库的Java代码不变
JDK提供JDBC接口，数据库厂商提供JDBC驱动（JDBC实现）
Connection代表一个JDBC连接

JDBC查询

始终建议使用PreparedStatement：
查询结果是ResultSet

JDBC更新

使用PreparedStatement的executeUpdate()进行更新
更新操作包括UPDATE、INSERT和DELETE语句
更新结果是int

数据库事物 Transaction

数据库事物：
- 若干个SQL语句构成的一个操作序列
- 要么全部执行成功
- 要么全部不执行
数据库事物具有ACID特性
- Atomicity：原子性
- Consistency：一致性
- Isolation：隔离性
- Durability：持久性
事物隔离级别
- 脏读：Dirty Read
- 非重复读：Non repeatable Read
- 幻读：Phantom Read
JDBC提供了对事物的支持

JDBC连接池

JDBC连接池接口：javax.sql.DataSource
JDBC连接池实现：
- HikariCP
- C3P0
- BoneCP
- Druid
可以复用Connection，避免反复创建新连接，提高运行效率
可以配置连接池的详细参数

Java函数式编程

Lambda表达式

Lambda基础

函数式编程（Functional Programming）：
- 把函数作为基本运算单元
- 函数可以作为变量
- 函数可以接收函数
- 函数可以返回函数
Lambda表达式：
- 简化语法
- JDK >= 1.8
- 类型自动推断：
  - Comparator接口
  - 传入String，String
  - 返回int
Java单方法接口
- Comparator
- Runnable
- Callable
只定义单个抽象方法的接口可以被标注为@Functinalinterface
但抽象方法接口被称为函数式接口

Method Reference

方法引用：如果某个方法签名和接口恰好一致：可以直接传入方法引用（String::compareTo）
Functional Interface 可以传入：
- 接口的实现类（比较繁琐）
- Lambda表达式
- 符合方法签名的静态方法
- 符合方法签名的实例方法（实例类型被看做第一个参数类型）
- 符合方法签名的构造方法（实例类型被看做返回类型）

Stream

Stream简介

java8引入Stream，在java.util.stream
不同于java.io的InputStream / OutputStream:

	java.io	java.util.stream
存储	顺序读写的byte / char	顺序输出的任意Java对象
用途	序列化至文件 / 网络	内存计算 / 业务逻辑

不同于java.util.List:

	java.util.List	java.util.stream
元素	已分配并存储在内存	未分配，实时计算
用途	操作一组已存在的Java对象	惰性计算

stream特点：
- 可以“存储”有限个或无限个元素
- 可以转换为另一个Stream
- 计算通常发生在最后结果的获取（惰性计算）

创建Stream

创建Stream：

Stream s = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5);
Stream s = Arrays.stream(theArray);
Stream s = aList.stream();

Stream s = Stream.generate(Supplier s);

try(Stream lines = Files.lines(Paths.get("/path/to/access.log"))){
    ...
}
Files的lines也可以创建一个Stream

基本类型的Stream有IntStream / LongStream / DoubleStream

Stream.map

Stream.map是Stream的转换方法，把一个Stream转化成另一个Stream
map()方法将一个Stream的每个元素映射成另一个元素并生成一个新的Stream
可以将一种元素类型转换成另一种元素类型

Stream.filter()

filter()方法用于将一个Stream的每个元素进行测试，通过测试的元素被过滤后生成一个新的Stream
用于排除不满足条件的元素

reduce

Stream.reduce()是一个Stream的聚合方法，把一个Stream的所有元素聚合成一个结果
将一个Stream的每个元素依次作用于BFunction，并将结果合并
reduce是聚合方法，聚合方法会立刻对Stream进行运算

其他操作

排序：

Stream sorted()  //按元素默认大小进行排序（必须实现Comparable接口）
Stream sorted(Comparable cp)  //按指定Comparable比较的结果排序

去除重复元素

Stream distinct()    //返回去除重复元素的新Stream
// [1, 2, 3, 4, 5, 4, 3] -> [1, 2, 3, 4, 5]

截取

Stream limit(long)   //截取当前Stream的最多n个元素
Stream skip(long)    //跳过当前Stream的前N个元素

将两个Stream合并成一个

Stream s = Stream.concat(
    Stream.of(1, 2, 3)
    Stream.of(4, 5, 6)
);
// 1, 2, 3, 4, 5, 6

flatMap：把元素映射为Stream然后合并成一个新的Stream：

Stream> s = Stream.of)
    Arrays.asList(1, 2, 3),
    Arrays.asList(4, 5, 6),
    Arrays.asList(7, 8, 9));

// 转换为Stream
Stream i = s.flatMap(list -> list.stream())

| 1 2 3 | 4 5 6 | 7 8 9
|:---:| :--- : | :---:
| | flatMap |
| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |

把一个Stream转换为可以并行处理的Stream：

Stream s = ...
String[] result = s.parallel()  // 贬称一个可以并行处理的Stream
                    .sorted()   // 可以进行并行排序
                    .toArray(String[]::new);

聚合方法

Optional reduce(BinaryOperator bo)
long count()    //元素个数

T max(Comparator cp)     //找最大元素
T min(Comparator cp)     //找最小元素

// 针对IntStream / LongStream / DoubleStream
sum()   //求和
average()   //求平均数

测试Stream的元素是否满足一定的条件

boolean allMatch(Predicate)  //所有元素均满足条件？
boolean anyMatch(Predicate)  //至少有一个元素满足测试条件？

循环处理Stream的每个元素

void forEach(Consumer action)

//示例
Stream s = ...
s.forEach(str -> {
    System.out.println("Hello, " + str);
});

把Stream转化成其他类型

Object[] toArray()  //转换为Object数组
A[] toArray(IntFunction)    //转换为A[]数组
 R collect(Collector collector)  //转换为List/Set等集合类型

//示例
Stream s = ...
String[] arr = s.toArray(String[]::new) //转换为String数组
List list = s.collect(Collectors.toList)    //转换为List

结束

继续努力！

2018.08.28 北京晴

廖雪峰java基础课程笔记

java面向对象编程

数据封装

构造方法

方法重载

继承和多态

继承

多态

抽象类和接口

抽象方法

接口

包和classpath

静态字段和方法

作用域

classpath & jar

java核心类

字符串和编码

StringBuilder

包装类型

JavaBean

枚举类

常用工具类

Java异常处理

错误处理

Java的异常

断言和日志

断言

Logging

Commons Logging

Log4j

Java反射与泛型

反射

Class类

访问字段

调用方法

调用构造方法

获取继承关系

泛型

什么是泛型

使用泛型

编写泛型

擦拭法

Java类型与反射

Java集合

Java集合简介

Java集合简介

List

使用List

编写equals方法

Map

使用Map集合

编写eauals和hashCode方法

Set集合

使用Set

Queue

使用Queue

使用PriorityQueue

使用Deque

Stack

使用Stack

最佳实践

Iterator迭代模式

使用Collections

Java IO编程

IO基础

IO简介

File对象

InputStream

OutputStream

Filter模式

操作Zip

classpath资源

序列化

Reader

Writer

Java处理日期和时间

概念

概念

java.util.Date

Calendar