大概每个人在学生时代开始就使用Java了,我们一直在学习Java,但Java中总有一些概念含混不清,不论是对初级还是高级程序员都是如此。所以,这篇文章的目的就是弄清楚这些概念。

读完本文你会对这些概念有更深入的了解,还能弄清楚一切灰色的东西。在本书中,我们将讨论匿名内联类、多线程、同步和序列化。

1. 匿名类

Java匿名类很像局部类或内联类,只是没有名字。我们可以利用匿名类,同时定义并实例化一个类。只有局部类仅被使用一次时才应该这么做。

匿名类不能有显式定义的构造函数。相反,每个匿名类都隐含地定义了一个匿名构造函数。

创建匿名类有两种方法:

  1.  扩展已有的类(可以是抽象类,也可以是具体类)

  2.  创建接口

理解代码的最好方法就是先阅读,所以我们首先来看看代码。

interface Football   {      void kick();  }  class AnnonymousClass {    public static Football football = new Football() {          @Override          public void kick() {              System.out.println("Nested Anonymous Class.");          }      };      public static void main(String[] args)      {          // anomynous class inside the method        Football footballObject = new Football()        {            @Override           public void kick()            {                System.out.println("Anonymous Class");            }        };        footballObject.kick();          AnnonymousClass.football.kick();      }   }

匿名类可以在类和函数代码块中创建。你也许知道,匿名类可以用接口来创建,也可以通过扩展抽象或具体的类来创建。上例中我先创建了一个接口Football,然后在类的作用域和main()方法内实现了匿名类。Football也可以是抽象类,也可以是与interface并列的顶层类。

Football可以是抽象类,请看下面的代码。

public abstract class Football  {       abstract void kick();  }

匿名类不仅可以是抽象类,还可以是具体类。

// normal or concrete class  public class Football   {        public void kick(){}  }// end of class scope.

如果Football类没有不带参数的构造方法怎么办?我们可以在匿名类中访问类变量吗?我们需要在匿名类中重载所有方法吗?

// normal or concrete class  public class Football {      protected int score;      public Football(int score)      {          this.score = score;      }      public void score(){          System.out.println("Score "+score);      };      public void kick(){}      public static void main(String[] args) {          Football football = new Football(7)          {              @Override              public void score() {                  System.out.println("Anonymous class inside the method "+score);              }          };          football.score();      }  }  // end of class scope.
  1.  创建匿名类时可以使用任何构造方法。注意这里也使用了构造方法的参数。

  2.  匿名类可以扩展顶层类,并实现抽象类或接口。所以,访问控制的规则依然适用。我们可以访问protected变量,而改成private就不能访问了。

  3.  由于上述代码中扩展了Football类,我们不需要重载所有方法。但是,如果它是个接口或抽象类,那么必须为所有未实现的方法提供实现。

  4.  匿名类中不能定义静态初始化方法或成员接口。

  5.  匿名类可以有静态成员变量,但它们必须是常量。 

匿名类的用途:

    1.  更清晰的项目结构:通常我们在需要随时改变某个类的某些方法的实现时使用匿名类。这样做就不需要在项目中添加新的*.java文件来定义顶层类了。特别是在顶层类只被使用一次时,这种方法非常好用。

    2.  UI事件监听器:在图形界面的应用程序中,匿名类最常见的用途就是创建各种事件处理器。例如,下述代码:

button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {               public void onClick(View v) {                   // your handler code here               }           });

我们创建了一个匿名类,实现了setOnClickListener接口。当用户点击按钮时会触发它的onClick方法。

2. 多线程

Java中的多线程能够同时执行多个线程。线程是轻量级的子进程,也是处理的最小单位。使用多线程的主要目的是最大化CPU的使用率。我们使用多线程而不是多进程,因为线程更轻量化,也可以共享同一个进程内的内存空间。多线程用来实现多任务。

线程的生命周期

如上图所示,线程的生命周期主要有5个状态。我们来依次解释每个状态。

  1.  New:创建线程的实例后,它会进入new状态,这是第一个状态,但线程还没有准备好运行。

  2.  Runanble:调用线程类的start()方法,状态就会从new变成Runnable,意味着线程可以运行了,但实际上什么时候开始运行,取决于Java线程调度器,因为调度器可能在忙着执行其他线程。线程调度器会以FIFO(先进先出)的方式从线程池中挑选一个线程。

    3.  Blocked:有很多情况会导致线程变成blocked状态,如等待I/O操作、等待网络连接等。此外,优先级较高的线程可以将当前运行的线程变成blocked状态。

    4.  Waiting:线程可以调用wait()进入waiting状态。当其他线程调用notify()时,它将回到runnable状态。

    5.  Terminated:start()方法退出时,线程进入terminated状态。

为什么使用多线程?

使用线程可以让Java应用程序同时做多件事情,从而加快运行速度。用技术术语来说,线程可以帮你在Java程序中实现并行操作。由于现代CPU非常快,还可能包含多个核心,因此仅有一个线程就没办法使用所有的核心。

需要记住的要点

  •  多线程可以更好地利用CPU。

  •  提高响应性,提高用户体验

  •  减少响应时间

  •  同时为多个客户端提供服务

创建线程的方法主要有两种:

  1.  扩展Thread类

  2.  实现Runnable接口

通过扩展Thread类来创建线程

创建一个类扩展Thread类。该类应当重载Thread类中的run()方法。线程在run()方法中开始生命周期。我们创建新类的对象,然后调用start()方法开始执行线程。在Thread对象中,start()会调用run()。

public class MultithreadingTest extends Thread  {      public void run()      {          try{              System.out.println("Thread "+Thread.currentThread().getName()+" is now running");          }catch (Exception ex) {              ex.printStackTrace();          }      }      public static void main(String[] args)      {          for(int i=0;i<10;i++)          {              MultithreadingTest multithreadingTest = new MultithreadingTest();              multithreadingTest.start();          }      }  }

也可以通过接口创建类。

下面的代码创建了一个类,实现java.lang.Runnable接口并重载了run()方法。然后我们实例化一个Thread对象,调用该对象的start()方法。

public class MultithreadingTest implements Runnable  {      @Override      public void run() {          System.out.println("Thread "+Thread.currentThread().getName()+" is now running"); //To change body of generated methods, choose Tools | Templates.      }     public static void main(String[] args)      {          for(int i=0;i<10;i++)          {              Thread thread = new Thread(new MultithreadingTest());              thread.start();          }      }  }

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Thread类与Runnable接口

  •  扩展Thread类,就无法扩展更多的类,因为Java不允许多重继承。多重继承可以通过接口实现。所以最好是使用接口而不是Thread类。

  •  如果扩展Thread类,那么它还包含了一些方法,如yield()、interrupt()等,我们的程序可能用不到。而在Runnable接口中就没有这些排不上用场的方法。

3. 同步

同步指的是多线程的同步。synchronized的代码块在同一时刻只能被一个线程执行。Java中的同步是个很重要的概念,因为Java是多线程语言,多个线程可以并行执行。在多线程环境中,Java对象的同步,或者说Java类的同步非常重要。

为什么要同步?

如果代码在多线程环境下执行,那么在多个线程中共享的对象之间需要同步,以避免破坏状态,或者造成任何不可预料的行为。

在深入同步的概念之前先来理解一下这个问题。

class Table {      void printTable(int n) {//method not synchronized            for (int i = 1; i <= 5; i++) {              System.out.print(n * i+" ");              try {                  Thread.sleep(400);              } catch (Exception e) {                  System.out.println(e);              }          }      }  }  class MyThread1 extends Thread {      Table t;      MyThread1(Table t) {          tthis.t = t;      }      public void run() {          t.printTable(5);      }  }  class MyThread2 extends Thread {      Table t;      MyThread2(Table t) {          tthis.t = t;      }      public void run() {          t.printTable(100);      }  }  class TestSynchronization1 {      public static void main(String args[]) {          Table obj = new Table();//only one object            MyThread1 t1 = new MyThread1(obj);          MyThread2 t2 = new MyThread2(obj);          t1.start();          t2.start();      }  }

运行这段代码就会注意到,输出结果非常不稳定,因为没有同步。我们来看看程序的输出。

输出:

100 5 200 10 300 15 20 400 500 25
class Table {      synchronized void printTable(int n) {//synchronized method            for (int i = 1; i <= 5; i++) {              System.out.print(n * i+" ");              try {                  Thread.sleep(400);              } catch (Exception e) {                  System.out.println(e);              }          }      }  }   class TestSynchronization3 {      public static void main(String args[]) {          final Table obj = new Table();//only one object            Thread t1 = new Thread() {              public void run() {                  obj.printTable(5);              }          };          Thread t2 = new Thread() {              public void run() {                  obj.printTable(100);              }          };          t1.start();          t2.start();      }  }

给printTable()方法加上synchronized,那么synchronized的方法在执行结束之前不会让其他线程进入。下面的输出结果就非常稳定了。

输出:

5 10 15 20 25 100 200 300 400 500

类似地,Java的类和对象也可以同步。

注意:我们并不一定需要同步整个方法。有时候最好是仅同步方法的一小部分。Java的synchronized代码段可以实现这一点。

4.序列化

Java中的序列化是一种机制,可以将对象的状态写入到字节流中。相反的操作叫做反序列化,将字节流转换成对象。

序列化和反序列化的过程是平台无关的,也就是说,在一个平台上序列化对象,然后可以在另一个平台上反序列化。

序列化时调用ObjectOutputStream的writeObject()方法,反序列化调用ObjectInputStream类的readObject()方法。

下图中,Java对象被转换成字节流,然后存储在各种形式的存储中,这个过程叫做序列化。图右侧,内存中的字节流转换成Java对象,这个过程叫作反序列化。

为什么要序列化

显然,创建的Java类在程序执行结束或中止后,对象就销毁了。为了避免这个问题,Java提供了序列化功能,通过它可以将对象存储起来,或者将状态进行持久化,以便稍后使用,或者在其他平台上使用。

下面的代码演示了该过程。

public class Employee implements Serializable {      private static final long serialVersionUID = 1L;      private String serializeValueName;      private transient int nonSerializeValueSalary;      public String getSerializeValueName() {          return serializeValueName;      }      public void setSerializeValueName(String serializeValueName) {          this.serializeValueName = serializeValueName;      }      public int getNonSerializeValueSalary() {          return nonSerializeValueSalary;      }      public void setNonSerializeValueSalary(int nonSerializeValueSalary) {          this.nonSerializeValueSalary = nonSerializeValueSalary;      }      @Override      public String toString() {          return "Employee [serializeValueName=" + serializeValueName + "]";      }  }
import java.io.FileOutputStream;  import java.io.IOException;  import java.io.ObjectOutputStream;  public class SerializingObject {      public static void main(String[] args) {          Employee employeeOutput = null;          FileOutputStream fos = null;          ObjectOutputStream oos = null;          employeeOutput = new Employee();          employeeOutput.setSerializeValueName("Aman");          employeeOutput.setNonSerializeValueSalary(50000);          try {              fos = new FileOutputStream("Employee.ser");              oos = new ObjectOutputStream(fos);              oos.writeObject(employeeOutput);          System.out.println("Serialized data is saved in Employee.ser file");          oos.close();          fos.close();          } catch (IOException e) {              e.printStackTrace();          }       }  }

输出:

Serialized data is saved in Employee.ser file.
import java.io.FileInputStream;  import java.io.IOException;  import java.io.ObjectInputStream;  public class DeSerializingObject {      public static void main(String[] args) {          Employee employeeInput = null;          FileInputStream fis = null;          ObjectInputStream ois = null;          try {              fis = new FileInputStream("Employee.ser");              ois = new ObjectInputStream(fis);              employeeInput = (Employee)ois.readObject();              System.out.println("Serialized data is restored from Employee.ser file");              ois.close();              fis.close();          } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {              e.printStackTrace();          }           System.out.println("Name of employee is : " + employeeInput.getSerializeValueName());          System.out.println("Salary of employee is : " + employeeInput.getNonSerializeValueSalary());      }  }

输出:

Serialized data is restored from Employee.ser file  Name of employee is : Aman  Salary of employee is : 0

需要记住的重点

  1.  如果父类实现了Serializable接口,那么子类就不需要实现了,但反过来不一定成立。

  2.  只有非静态数据成员可以在序列化过程中保存下来。

  3.  静态数据成员和临时数据成员不会在序列化过程中保存下来。所以,如果不想保存某个非静态数据成员,则可以将其设置为transient。

  4.  反序列化过程中不会调用对象的构造函数。

  5.  关联对象必须实现Serializable接口。

5.总结

1、首先我们解释了匿名类,以及用途和使用方法。

2、其次我们讨论了Java中的多线程,线程的生命周期,以及用途。

3、同步只允许一个线程进入同步的方法或代码块去访问资源,其他线程必须在队列中等待。

4、序列化就是存储对象状态供以后使用的过程。

(文章来源:Java技术栈)