Java 进阶笔记

1. 多线程与并发

Java中的多线程与并发编程是一项关键技能,能够充分利用多核处理器和提升程序性能。以下是一些重要概念和技术:

  • 线程基础: 理解线程的生命周期、创建线程的方式(继承Thread类或实现Runnable接口)、线程调度和线程状态转换。
  • 线程同步: 使用关键字synchronized、Lock接口及其实现类(如ReentrantLock)、synchronized块等机制来确保多个线程之间的数据同步和互斥访问。
  • 线程通信: 通过wait()、notify()和notifyAll()方法实现线程间的通信和协调。
  • 并发集合: Java提供了一系列线程安全的并发集合类(如ConcurrentHashMap、ConcurrentLinkedQueue等),用于在多线程环境下安全地操作数据。

2. 集合框架的深入理解

Java的集合框架提供了丰富的数据结构和算法支持,对于开发高效的Java应用至关重要。以下是集合框架的重要内容:

  • List: ArrayList、LinkedList、Vector等,了解它们的特性、适用场景和性能特点。
  • Set: HashSet、LinkedHashSet、TreeSet等,理解集合元素的唯一性和无序性。
  • Map: HashMap、LinkedHashMap、TreeMap等,学习如何使用键值对存储和检索数据。
  • 迭代器: Iterator和增强型for循环的使用,以及对集合进行遍历和操作的技巧。

3. IO与NIO

Java的IO(输入/输出)和NIO(非阻塞IO)是处理文件和网络操作的核心组件。以下是相关内容的重点:

  • IO流: 字节流和字符流、输入流和输出流的区别,以及File类的使用。
  • NIO通道与缓冲区: 了解通道、缓冲区、选择器的概念,以及它们如何提高IO操作的效率和并发性。
  • 异步IO: Java NIO提供的异步IO(AIO)模型,适用于高并发、高吞吐量的网络应用。

4. 设计模式

设计模式是解决软件设计中常见问题的经典方法,能够提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。以下是几种常见的设计模式:

  • 创建型模式: 包括单例模式、工厂模式、抽象工厂模式等,用于对象的创建和初始化。
  • 结构型模式: 如适配器模式、装饰器模式、代理模式等,用于构建更大的软件结构。
  • 行为型模式: 包括观察者模式、策略模式、模板方法模式等,用于对象之间的通信和协作。

5. JVM与性能调优

Java虚拟机(JVM)是Java程序的运行环境,了解JVM的内部原理和性能调优技巧对于优化程序性能至关重要。以下是相关内容:

  • 内存管理: 堆内存、栈内存、方法区等内存区域的作用和管理方式,垃圾回收算法及其调优。
  • JVM参数调优: 通过调整JVM参数(如堆大小、垃圾回收器类型等)来优化程序的性能和稳定性。
  • 性能监控与调优工具: 使用工具(如VisualVM、JConsole等)监控程序运行状态,并进行性能调优。
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