Java程序员必需掌握的 4 大基础！

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：

扩展thread类

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*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) {
        this.t = t;
    }

    public void run() {
        t.printtable(5);
    }

}

class mythread2 extends thread {

    table t;

    mythread2(table t) {
        this.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。

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。

作者：himanshu verma
原文：
译者：弯月，责编：屠敏，出品：csdn（id：csdnnews）

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