JAVA程序员面试32问
第一,谈谈final, finally, finalize的区别。
第二,Anonymous Inner Class (匿名内部类) 是否可以extends(继承)其它类,是否可以implements(实现)interface(接口)?
第三,Static Nested Class 和 Inner Class的不同,说得越多越好(面试题有的很笼统)。
第四,&和&&的区别。
第五,HashMap和Hashtable的区别。
第六,Collection 和 Collections的区别。
第七,什么时候用assert。
第八,GC是什么? 为什么要有GC?
第九,String s = new String("xyz");创建了几个String Object?
第十,Math.round(11.5)等於多少? Math.round(-11.5)等於多少?
第十一,short s1 = 1; s1 = s1 + 1;有什么错? short s1 = 1; s1 += 1;有什么错?
第十二,sleep() 和 wait() 有什么区别?
第十三,Java有没有goto?
第十四,数组有没有length()这个方法? String有没有length()这个方法?
第十五,Overload和Override的区别。Overloaded的方法是否可以改变返回值的类型?
第十六,Set里的元素是不能重复的,那么用什么方法来区分重复与否呢? 是用==还是equals()? 它们有何区别?
第十七,给我一个你最常见到的runtime exception。
第十八,error和exception有什么区别?
第十九,List, Set, Map是否继承自Collection接口?
第二十,abstract class和interface有什么区别?
第二十一,abstract的method是否可同时是static,是否可同时是native,是否可同时是synchronized?
第二十二,接口是否可继承接口? 抽象类是否可实现(implements)接口? 抽象类是否可继承实体类(concrete class)?
第二十三,启动一个线程是用run()还是start()?
第二十四,构造器Constructor是否可被override?
第二十五,是否可以继承String类?
第二十六,当一个线程进入一个对象的一个synchronized方法后,其它线程是否可进入此对象的其它方法?
第二十七,try {}里有一个return语句,那么紧跟在这个try后的finally {}里的code会不会被执行,什么时候被执行,在return前还是后?
第二十八,编程题: 用最有效率的方法算出2乘以8等於几?
第二十九,两个对象值相同(x.equals(y) == true),但却可有不同的hash code,这句话对不对?
第三十,当一个对象被当作参数传递到一个方法后,此方法可改变这个对象的属性,并可返回变化后的结果,那么这里到底是值传递还是引用传递?
第三十一,swtich是否能作用在byte上,是否能作用在long上,是否能作用在String上?
第三十二,编程题: 写一个Singleton出来。
以下是答案
第一,谈谈final, finally, finalize的区别。
final—修饰符(关键字)如果一个类被声明为final,意味着它不能再派生出新的子类,不能作为父类被继承。因此一个类不能既被声明为 abstract的,又被声明为final的。将变量或方法声明为final,可以保证它们在使用中不被改变。被声明为final的变量必须在声明时给定初值,而在以后的引用中只能读取,不可修改。被声明为final的方法也同样只能使用,不能重载
finally—再异常处理时提供 finally 块来执行任何清除操作。如果抛出一个异常,那么相匹配的 catch 子句就会执行,然后控制就会进入 finally 块(如果有的话)。
finalize—方法名。Java 技术允许使用 finalize() 方法在垃圾收集器将对象从内存中清除出去之前做必要的清理工作。这个方法是由垃圾收集器在确定这个对象没有被引用时对这个对象调用的。它是在 Object 类中定义的,因此所有的类都继承了它。子类覆盖 finalize() 方法以整理系统资源或者执行其他清理工作。finalize() 方法是在垃圾收集器删除对象之前对这个对象调用的。
第二,Anonymous Inner Class (匿名内部类) 是否可以extends(继承)其它类,是否可以implements(实现)interface(接口)?
匿名的内部类是没有名字的内部类。不能extends(继承) 其它类,但一个内部类可以作为一个接口,由另一个内部类实现。
第三,Static Nested Class 和 Inner Class的不同,说得越多越好(面试题有的很笼统)。
Nested Class (一般是C++的说法),Inner Class (一般是JAVA的说法)。Java内部类与C++嵌套类最大的不同就在于是否有指向外部的引用上。具体可见http: //
注: 静态内部类(Inner Class)意味着1创建一个static内部类的对象,不需要一个外部类对象,2不能从一个static内部类的一个对象访问一个外部类对象
第四,&和&&的区别。
&是位运算符。&&是布尔逻辑运算符。
第五,HashMap和Hashtable的区别。
都属于Map接口的类,实现了将惟一键映射到特定的值上。
HashMap 类没有分类或者排序。它允许一个 null 键和多个 null 值。
Hashtable 类似于 HashMap,但是不允许 null 键和 null 值。它也比 HashMap 慢,因为它是同步的。
第六,Collection 和 Collections的区别。
Collections是个java.util下的类,它包含有各种有关集合操作的静态方法。
Collection是个java.util下的接口,它是各种集合结构的父接口。
第七,什么时候用assert。
断言是一个包含布尔表达式的语句,在执行这个语句时假定该表达式为 true。如果表达式计算为 false,那么系统会报告一个 AssertionError。它用于调试目的:
assert(a > 0); // throws an AssertionError if a <= 0
断言可以有两种形式:
assert Expression1 ;
assert Expression1 : Expression2 ;
Expression1 应该总是产生一个布尔值。
Expression2 可以是得出一个值的任意表达式。这个值用于生成显示更多调试信息的 String 消息。
断言在默认情况下是禁用的。要在编译时启用断言,需要使用 source 1.4 标记:
javac -source 1.4 Test.java
要在运行时启用断言,可使用 -enableassertions 或者 -ea 标记。
要在运行时选择禁用断言,可使用 -da 或者 -disableassertions 标记。
要系统类中启用断言,可使用 -esa 或者 -dsa 标记。还可以在包的基础上启用或者禁用断言。
可以在预计正常情况下不会到达的任何位置上放置断言。断言可以用于验证传递给私有方法的参数。不过,断言不应该用于验证传递给公有方法的参数,因为不管是否启用了断言,公有方法都必须检查其参数。不过,既可以在公有方法中,也可以在非公有方法中利用断言测试后置条件。另外,断言不应该以任何方式改变程序的状态。
第八,GC是什么? 为什么要有GC? (基础)。
GC是垃圾收集器。Java 程序员不用担心内存管理,因为垃圾收集器会自动进行管理。要请求垃圾收集,可以调用下面的方法之一:
System.gc()
Runtime.getRuntime().gc()
第九,String s = new String("xyz");创建了几个String Object?
两个对象,一个是“xyx”,一个是指向“xyx”的引用对象s。
第十,Math.round(11.5)等於多少? Math.round(-11.5)等於多少?
Math.round(11.5)返回(long)12,Math.round(-11.5)返回(long)-11;
第十一,short s1 = 1; s1 = s1 + 1;有什么错? short s1 = 1; s1 += 1;有什么错?
short s1 = 1; s1 = s1 + 1;有错,s1是short型,s1+1是int型,不能显式转化为short型。可修改为s1 =(short)(s1 + 1) 。short s1 = 1; s1 += 1正确。
第十二,sleep() 和 wait() 有什么区别? 搞线程的最爱
sleep()方法是使线程停止一段时间的方法。在sleep 时间间隔期满后,线程不一定立即恢复执行。这是因为在那个时刻,其它线程可能正在运行而且没有被调度为放弃执行,除非(a)“醒来”的线程具有更高的优先级
(b)正在运行的线程因为其它原因而阻塞。
wait()是线程交互时,如果线程对一个同步对象x 发出一个wait()调用,该线程会暂停执行,被调对象进入等待状态,直到被唤醒或等待时间到。
第十三,Java有没有goto?
Goto—java中的保留字,现在没有在java中使用。
第十四,数组有没有length()这个方法? String有没有length()这个方法?
数组没有length()这个方法,有length的属性。
String有有length()这个方法。
第十五,Overload和Override的区别。Overloaded的方法是否可以改变返回值的类型?
方法的重写Overriding和重载Overloading是Java多态性的不同表现。重写Overriding是父类与子类之间多态性的一种表现,重载Overloading是一个类中多态性的一种表现。如果在子类中定义某方法与其父类有相同的名称和参数,我们说该方法被重写 (Overriding)。子类的对象使用这个方法时,将调用子类中的定义,对它而言,父类中的定义如同被“屏蔽”了。如果在一个类中定义了多个同名的方法,它们或有不同的参数个数或有不同的参数类型,则称为方法的重载(Overloading)。Overloaded的方法是可以改变返回值的类型。
第十六,Set里的元素是不能重复的,那么用什么方法来区分重复与否呢? 是用==还是equals()? 它们有何区别?
Set里的元素是不能重复的,那么用iterator()方法来区分重复与否。equals()是判读两个Set是否相等。
equals()和==方法决定引用值是否指向同一对象equals()在类中被覆盖,为的是当两个分离的对象的内容和类型相配的话,返回真值。
第十七,给我一个你最常见到的runtime exception。
ArithmeticException, ArrayStoreException, BufferOverflowException, BufferUnderflowException, CannotRedoException, CannotUndoException, ClassCastException, CMMException, ConcurrentModificationException, DOMException, EmptyStackException, IllegalArgumentException, IllegalMonitorStateException, IllegalPathStateException, IllegalStateException,
ImagingOpException, IndexOutOfBoundsException, MissingResourceException, NegativeArraySizeException, NoSuchElementException, NullPointerException, ProfileDataException, ProviderException, RasterFormatException, SecurityException, SystemException, UndeclaredThrowableException, UnmodifiableSetException, UnsupportedOperationException
第十八,error和exception有什么区别?
error 表示恢复不是不可能但很困难的情况下的一种严重问题。比如说内存溢出。不可能指望程序能处理这样的情况。
exception 表示一种设计或实现问题。也就是说,它表示如果程序运行正常,从不会发生的情况。
第十九,List, Set, Map是否继承自Collection接口?
List,Set是
Map不是
第二十,abstract class和interface有什么区别?
声明方法的存在而不去实现它的类被叫做抽象类(abstract class),它用于要创建一个体现某些基本行为的类,并为该类声明方法,但不能在该类中实现该类的情况。不能创建abstract 类的实例。然而可以创建一个变量,其类型是一个抽象类,并让它指向具体子类的一个实例。不能有抽象构造函数或抽象静态方法。Abstract 类的子类为它们父类中的所有抽象方法提供实现,否则它们也是抽象类为。取而代之,在子类中实现该方法。知道其行为的其它类可以在类中实现这些方法。
接口(interface)是抽象类的变体。在接口中,所有方法都是抽象的。多继承性可通过实现这样的接口而获得。接口中的所有方法都是抽象的,没有一个有程序体。接口只可以定义static final成员变量。接口的实现与子类相似,除了该实现类不能从接口定义中继承行为。当类实现特殊接口时,它定义(即将程序体给予)所有这种接口的方法。然后,它可以在实现了该接口的类的任何对象上调用接口的方法。由于有抽象类,它允许使用接口名作为引用变量的类型。通常的动态联编将生效。引用可以转换到接口类型或从接口类型转换,instanceof 运算符可以用来决定某对象的类是否实现了接口。
第二十一,abstract的method是否可同时是static,是否可同时是native,是否可同时是synchronized?
都不能
第二十二,接口是否可继承接口? 抽象类是否可实现(implements)接口? 抽象类是否可继承实体类(concrete class)?
接口可以继承接口。抽象类可以实现(implements)接口,抽象类是否可继承实体类,但前提是实体类必须有明确的构造函数。
第二十三,启动一个线程是用run()还是start()?
启动一个线程是调用start()方法,使线程所代表的虚拟处理机处于可运行状态,这意味着它可以由JVM调度并执行。这并不意味着线程就会立即运行。run()方法可以产生必须退出的标志来停止一个线程。
第二十四,构造器Constructor是否可被override?
构造器Constructor不能被继承,因此不能重写Overriding,但可以被重载Overloading。
第二十五,是否可以继承String类?
String类是final类故不可以继承。
第二十六,当一个线程进入一个对象的一个synchronized方法后,其它线程是否可进入此对象的其它方法?
不能,一个对象的一个synchronized方法只能由一个线程访问。
第二十七,try {}里有一个return语句,那么紧跟在这个try后的finally {}里的code会不会被执行,什么时候被执行,在return前还是后?
会执行,在return前执行。
第二十八,编程题: 用最有效率的方法算出2乘以8等於几?
有C背景的程序员特别喜欢问这种问题。
2 << 3
第二十九,两个对象值相同(x.equals(y) == true),但却可有不同的hash code,这句话对不对?
不对,有相同的hash code。
第三十,当一个对象被当作参数传递到一个方法后,此方法可改变这个对象的属性,并可返回变化后的结果,那么这里到底是值传递还是引用传递?
是值传递。Java 编程语言只由值传递参数。当一个对象实例作为一个参数被传递到方法中时,参数的值就是对该对象的引用。对象的内容可以在被调用的方法中改变,但对象的引用是永远不会改变的。
第三十一,swtich是否能作用在byte上,是否能作用在long上,是否能作用在String上?
switch(expr1)中,expr1是一个整数表达式。因此传递给 switch 和 case 语句的参数应该是 int、 short、 char 或者 byte。long,string 都不能作用于swtich。
第三十二,编程题: 写一个Singleton出来。
Singleton模式主要作用是保证在Java应用程序中,一个类Class只有一个实例存在。
一般Singleton模式通常有几种种形式:
第一种形式: 定义一个类,它的构造函数为private的,它有一个static的private的该类变量,在类初始化时实例话,通过一个public的getInstance方法获取对它的引用,继而调用其中的方法。
public class Singleton {
private Singleton(){}
//在自己内部定义自己一个实例,是不是很奇怪?
//注意这是private 只供内部调用
private static Singleton instance = new Singleton();
//这里提供了一个供外部访问本class的静态方法,可以直接访问
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
第二种形式:
public class Singleton {
private static Singleton instance = null;
public static synchronized Singleton getInstance() {
//这个方法比上面有所改进,不用每次都进行生成对象,只是第一次
//使用时生成实例,提高了效率!
if (instance==null)
instance=new Singleton();
return instance; }
}
其他形式:
定义一个类,它的构造函数为private的,所有方法为static的。
一般认为第一种形式要更加安全些
第三十三 Hashtable和HashMap
Hashtable继承自Dictionary类,而HashMap是Java1.2引进的Map interface的一个实现
HashMap允许将null作为一个entry的key或者value,而Hashtable不允许
还有就是,HashMap把Hashtable的contains方法去掉了,改成containsvalue和containsKey。因为contains方法容易让人引起误解。
最大的不同是,Hashtable的方法是Synchronize的,而HashMap不是,在
多个线程访问Hashtable时,不需要自己为它的方法实现同步,而HashMap
就必须为之提供外同步。
Hashtable和HashMap采用的hash/rehash算法都大概一样,所以性能不会有很大的差异。
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2006-10-01 17:41 一缕青烟 阅读(32) |
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2006-09-21 20:58 一缕青烟 阅读(40) |
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Java代码构建一个线程池
在现代的操作系统中,有一个很重要的概念――线程,几乎所有目前流行的操作系统都支持线程,线程来源于操作系统中进程的概念,进程有自己的虚拟地址空间以及正文段、数据段及堆栈,而且各自占有不同的系统资源(例如文件、环境变量等等)。与此不同,线程不能单独存在,它依附于进程,只能由进程派生。如果一个进程派生出了两个线程,那这两个线程共享此进程的全局变量和代码段,但每个线程各拥有各自的堆栈,因此它们拥有各自的局部变量,线程在UNIX系统中还被进一步分为用户级线程(由进程自已来管理)和系统级线程(由操作系统的调度程序来管理)。
既然有了进程,为什么还要提出线程的概念呢?因为与创建一个新的进程相比,创建一个线程将会耗费小得多的系统资源,对于一些小型的应用,可能感觉不到这点,但对于那些并发进程数特别多的应用,使用线程会比使用进程获得更好的性能,从而降低操作系统的负担。另外,线程共享创建它的进程的全局变量,因此线程间的通讯编程会更将简单,完全可以抛弃传统的进程间通讯的IPC编程,而采用共享全局变量来进行线程间通讯。
有了上面这个概念,我们下面就进入正题,来看一下线程池究竟是怎么一回事?其实线程池的原理很简单,类似于操作系统中的缓冲区的概念,它的流程如下:先启动若干数量的线程,并让这些线程都处于睡眠状态,当客户端有一个新请求时,就会唤醒线程池中的某一个睡眠线程,让它来处理客户端的这个请求,当处理完这个请求后,线程又处于睡眠状态。可能你也许会问:为什么要搞得这么麻烦,如果每当客户端有新的请求时,我就创建一个新的线程不就完了?这也许是个不错的方法,因为它能使得你编写代码相对容易一些,但你却忽略了一个重要的问题――性能!就拿我所在的单位来说,我的单位是一个省级数据大集中的银行网络中心,高峰期每秒的客户端请求并发数超过100,如果为每个客户端请求创建一个新线程的话,那耗费的CPU时间和内存将是惊人的,如果采用一个拥有200个线程的线程池,那将会节约大量的的系统资源,使得更多的CPU时间和内存用来处理实际的商业应用,而不是频繁的线程创建与销毁。
既然一切都明白了,那我们就开始着手实现一个真正的线程池吧,线程编程可以有多种语言来实现,例如C、C++、java等等,但不同的操作系统提供不同的线程API接口,为了让你能更明白线程池的原理而避免陷入烦琐的API调用之中,我采用了JAVA语言来实现它,由于JAVA语言是一种跨平台的语言,因此你不必为使用不同的操作系统而无法编译运行本程序而苦恼,只要你安装了JDK1.2以上的版本,都能正确地编译运行本程序。另外JAVA语言本身就内置了线程对象,而且JAVA语言是完全面像对象的,因此能够让你更清晰地了解线程池的原理,如果你注意看一下本文的标题,你会发现整个示例程序的代码只有大约100行。
本示例程序由三个类构成,第一个是TestThreadPool类,它是一个测试程序,用来模拟客户端的请求,当你运行它时,系统首先会显示线程池的初始化信息,然后提示你从键盘上输入字符串,并按下回车键,这时你会发现屏幕上显示信息,告诉你某个线程正在处理你的请求,如果你快速地输入一行行字符串,那么你会发现线程池中不断有线程被唤醒,来处理你的请求,在本例中,我创建了一个拥有10个线程的线程池,如果线程池中没有可用线程了,系统会提示你相应的警告信息,但如果你稍等片刻,那你会发现屏幕上会陆陆续续提示有线程进入了睡眠状态,这时你又可以发送新的请求了。
第二个类是ThreadPoolManager类,顾名思义,它是一个用于管理线程池的类,它的主要职责是初始化线程池,并为客户端的请求分配不同的线程来进行处理,如果线程池满了,它会对你发出警告信息。
最后一个类是SimpleThread类,它是Thread类的一个子类,它才真正对客户端的请求进行处理,SimpleThread在示例程序初始化时都处于睡眠状态,但如果它接受到了ThreadPoolManager类发过来的调度信息,则会将自己唤醒,并对请求进行处理。
首先我们来看一下TestThreadPool类的源码:
//TestThreadPool.java
1 import java.io.*;
2
3
4 public class TestThreadPool
5 {
6 public static void main(String[] args)
7 {
8 try{
9 BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
10 String s;
11 ThreadPoolManager manager = new ThreadPoolManager(10);
12 while((s = br.readLine()) != null)
13 {
14 manager.process(s);
15 }
16 }catch(IOException e){}
17 }
18 }
由于此测试程序用到了输入输入类,因此第1行导入了JAVA的基本IO处理包,在第11行中,我们创建了一个名为manager的类,它给ThreadPoolManager类的构造函数传递了一个值为10的参数,告诉ThreadPoolManager类:我要一个有10个线程的池,给我创建一个吧!第12行至15行是一个无限循环,它用来等待用户的键入,并将键入的字符串保存在s变量中,并调用ThreadPoolManager类的process方法来将这个请求进行处理。
下面我们再进一步跟踪到ThreadPoolManager类中去,以下是它的源代码:
//ThreadPoolManager.java
1 import java.util.*;
2
3
4 class ThreadPoolManager
5 {
6
7 private int maxThread;
8 public Vector vector;
9 public void setMaxThread(int threadCount)
10 {
11 maxThread = threadCount;
12 }
13
14 public ThreadPoolManager(int threadCount)
15 {
16 setMaxThread(threadCount);
17 System.out.println("Starting thread pool...");
18 vector = new Vector();
19 for(int i = 1; i <= 10; i++)
20 {
21 SimpleThread thread = new SimpleThread(i);
22 vector.addElement(thread);
23 thread.start();
24 }
25 }
26
27 public void process(String argument)
28 {
29 int i;
30 for(i = 0; i < vector.size(); i++)
31 {
32 SimpleThread currentThread = (SimpleThread)vector.elementAt(i);
33 if(!currentThread.isRunning())
34 {
35 System.out.println("Thread "+ (i+1) +" is processing:" +
argument);
36 currentThread.setArgument(argument);
37 currentThread.setRunning(true);
38 return;
39 }
40 }
41 if(i == vector.size())
42 {
43 System.out.println("pool is full, try in another time.");
44 }
45 }
46 }//end of class ThreadPoolManager
我们先关注一下这个类的构造函数,然后再看它的process()方法。第16-24行是它的构造函数,首先它给ThreadPoolManager类的成员变量maxThread赋值,maxThread表示用于控制线程池中最大线程的数量。第18行初始化一个数组vector,它用来存放所有的SimpleThread类,这时候就充分体现了JAVA语言的优越性与艺术性:如果你用C语言的话,至少要写100行以上的代码来完成vector的功能,而且C语言数组只能容纳类型统一的基本数据类型,无法容纳对象。好了,闲话少说,第19-24行的循环完成这样一个功能:先创建一个新的SimpleThread类,然后将它放入vector中去,最后用thread.start()来启动这个线程,为什么要用start()方法来启动线程呢?因为这是JAVA语言中所规定的,如果你不用的话,那这些线程将永远得不到激活,从而导致本示例程序根本无法运行。
下面我们再来看一下process()方法,第30-40行的循环依次从vector数组中选取SimpleThread线程,并检查它是否处于激活状态(所谓激活状态是指此线程是否正在处理客户端的请求),如果处于激活状态的话,那继续查找vector数组的下一项,如果vector数组中所有的线程都处于激活状态的话,那它会打印出一条信息,提示用户稍候再试。相反如果找到了一个睡眠线程的话,那第35-38行会对此进行处理,它先告诉客户端是哪一个线程来处理这个请求,然后将客户端的请求,即字符串argument转发给SimpleThread类的setArgument()方法进行处理,并调用SimpleThread类的setRunning()方法来唤醒当前线程,来对客户端请求进行处理。
可能你还对setRunning()方法是怎样唤醒线程的有些不明白,那我们现在就进入最后一个类:SimpleThread类,它的源代码如下:
//SimpleThread.java
1 class SimpleThread extends Thread
2 {
3 private boolean runningFlag;
4 private String argument;
5 public boolean isRunning()
6 {
7 return runningFlag;
8 }
9 public synchronized void setRunning(boolean flag)
10 {
11 runningFlag = flag;
12 if(flag)
13 this.notify();
14 }
15
16 public String getArgument()
17 {
18 return this.argument;
19 }
20 public void setArgument(String string)
21 {
22 argument = string;
23 }
24
25 public SimpleThread(int threadNumber)
26 {
27 runningFlag = false;
28 System.out.println("thread " + threadNumber + "started.");
29 }
30
31 public synchronized void run()
32 {
33 try{
34 while(true)
35 {
36 if(!runningFlag)
37 {
38 this.wait();
39 }
40 else
41 {
42 System.out.println("processing " + getArgument() + "... done.");
43 sleep(5000);
44 System.out.println("Thread is sleeping...");
45 setRunning(false);
46 }
47 }
48 } catch(InterruptedException e){
49 System.out.println("Interrupt");
50 }
51 }//end of run()
52 }//end of class SimpleThread
如果你对JAVA的线程编程有些不太明白的话,那我先在这里简单地讲解一下,JAVA有一个名为Thread的类,如果你要创建一个线程,则必须要从Thread类中继承,并且还要实现Thread类的run()接口,要激活一个线程,必须调用它的start()方法,start()方法会自动调用run()接口,因此用户必须在run()接口中写入自己的应用处理逻辑。那么我们怎么来控制线程的睡眠与唤醒呢?其实很简单,JAVA语言为所有的对象都内置了wait()和notify()方法,当一个线程调用wait()方法时,则线程进入睡眠状态,就像停在了当前代码上了,也不会继续执行它以下的代码了,当调用notify()方法时,则会从调用wait()方法的那行代码继续执行以下的代码,这个过程有点像编译器中的断点调试的概念。以本程序为例,第38行调用了wait()方法,则这个线程就像凝固了一样停在了38行上了,如果我们在第13行进行一个notify()调用的话,那线程会从第38行上唤醒,继续从第39行开始执行以下的代码了。
通过以上的讲述,我们现在就不难理解SimpleThread类了,第9-14行通过设置一个标志runningFlag激活当前线程,第25-29行是SimpleThread类的构造函数,它用来告诉客户端启动的是第几号进程。第31-50行则是我实现的run()接口,它实际上是一个无限循环,在循环中首先判断一下标志runningFlag,如果没有runningFlag为false的话,那线程处理睡眠状态,否则第42-45行会进行真正的处理:先打印用户键入的字符串,然后睡眠5秒钟,为什么要睡眠5秒钟呢?如果你不加上这句代码的话,由于计算机处理速度远远超过你的键盘输入速度,因此你看到的总是第1号线程来处理你的请求,从而达不到演示效果。最后第45行调用setRunning()方法又将线程置于睡眠状态,等待新请求的到来。
最后还有一点要注意的是,如果你在一个方法中调用了wait()和notify()函数,那你一定要将此方法置为同步的,即synchronized,否则在编译时会报错,并得到一个莫名其妙的消息:“current thread not owner”(当前线程不是拥有者)。
至此为止,我们完整地实现了一个线程池,当然,这个线程池只是简单地将客户端输入的字符串打印到了屏幕上,而没有做任何处理,对于一个真正的企业级运用,本例还是远远不够的,例如错误处理、线程的动态调整、性能优化、临界区的处理、客户端报文的定义等等都是值得考虑的问题,但本文的目的仅仅只是让你了解线程池的概念以及它的简单实现,如果你想成为这方面的高手,本文是远远不够的,你应该参考一些更多的资料来深入地了解它
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2006-09-20 13:52 一缕青烟 阅读(22) |
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Java虚拟机
什么是Java虚拟机
Java虚拟机是一个想象中的机器,在实际的计算机上通过软件模拟来实现。Java虚拟机有自己想象中的硬件,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统。
1.为什么要使用Java虚拟机
Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行,至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java语言虚拟机后,Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用模式Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息,使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码),就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时,把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。
2.谁需要了解Java虚拟机
Java虚拟机是Java语言底层实现的基础,对Java语言感兴趣的人都应对Java虚拟机有个大概的了解。这有助于理解Java语言的一些性质,也有助于使用Java语言。对于要在特定平台上实现Java虚拟机的软件人员,Java语言的编译器作者以及要用硬件芯片实现Java虚拟机的人来说,则必须深刻理解Java虚拟机的规范。另外,如果你想扩展Java语言,或是把其它语言编译成Java语言的字节码,你也需要深入地了解Java虚拟机。
3.Java虚拟机支持的数据类型
Java虚拟机支持Java语言的基本数据类型如下:
byte://1字节有符号整数的补码
short://2字节有符号整数的补码
int://4字节有符号整数的补码
long://8字节有符号整数的补码
float://4字节IEEE754单精度浮点数
double://8字节IEEE754双精度浮点数
char://2字节无符号Unicode字符
几乎所有的Java类型检查都是在编译时完成的。上面列出的原始数据类型的数据在Java执行时不需要用硬件标记。操作这些原始数据类型数据的字节码(指令)本身就已经指出了操作数的数据类型,例如iadd、ladd、fadd和dadd指令都是把两个数相加,其操作数类型别是int、long、float和double。虚拟机没有给boolean(布尔)类型设置单独的指令。boolean型的数据是由integer指令,包括integer返回来处理的。boolean型的数组则是用byte数组来处理的。虚拟机使用IEEE754格式的浮点数。不支持IEEE格式的较旧的计算机,在运行Java数值计算程序时,可能会非常慢。
虚拟机支持的其它数据类型包括:
object//对一个Javaobject(对象)的4字节引用
returnAddress//4字节,用于jsr/ret/jsr-w/ret-w指令
注:Java数组被当作object处理。
虚拟机的规范对于object内部的结构没有任何特殊的要求。在Sun公司的实现中,对object的引用是一个句柄,其中包含一对指针:一个指针指向该object的方法表,另一个指向该object的数据。用Java虚拟机的字节码表示的程序应该遵守类型规定。Java虚拟机的实现应拒绝执行违反了类型规定的字节码程序。Java虚拟机由于字节码定义的限制似乎只能运行于32位地址空间的机器上。但是可以创建一个Java虚拟机,它自动地把字节码转换成64位的形式。从Java虚拟机支持的数据类型可以看出,Java对数据类型的内部格式进行了严格规定,这样使得各种Java虚拟机的实现对数据的解释是相同的,从而保证了Java的与平台无关性和可
移植性。
Java虚拟机体系结构
Java虚拟机由五个部分组成:一组指令集、一组寄存器、一个栈、一个无用单元收集堆(Garbage-collected-heap)、一个方法区域。这五部分是Java虚拟机的逻辑成份,不依赖任何实现技术或组织方式,但它们的功能必须在真实机器上以某种方式实现。
1.Java指令集
Java虚拟机支持大约248个字节码。每个字节码执行一种基本的CPU运算,例如,把一个整数加到寄存器,子程序转移等。Java指令集相当于Java程序的汇编语言。
Java指令集中的指令包含一个单字节的操作符,用于指定要执行的操作,还有0个或多个操作数,提供操作所需的参数或数据。许多指令没有操作数,仅由一个单字节的操作符构成。
虚拟机的内层循环的执行过程如下:
do{
取一个操作符字节;
根据操作符的值执行一个动作;
}while(程序未结束)
由于指令系统的简单性,使得虚拟机执行的过程十分简单,从而有利于提高执行的效率。指令中操作数的数量和大小是由操作符决定的。如果操作数比一个字节大,那么它存储的顺序是高位字节优先。例如,一个16位的参数存放时占用两个字节,其值为:
第一个字节*256+第二个字节字节码指令流一般只是字节对齐的。指令tableswitch和lookup是例外,在这两条指令内部要求强制的4字节边界对齐。
2.寄存器
Java虚拟机的寄存器用于保存机器的运行状态,与微处理器中的某些专用寄存器类似。
Java虚拟机的寄存器有四种:
pc:Java程序计数器。
optop:指向操作数栈顶端的指针。
frame:指向当前执行方法的执行环境的指针。
vars:指向当前执行方法的局部变量区第一个变量的指针。
Java虚拟机
Java虚拟机是栈式的,它不定义或使用寄存器来传递或接受参数,其目的是为了保证指令集的简洁性和实现时的高效性(特别是对于寄存器数目不多的处理器)。
所有寄存器都是32位的。
3.栈
Java虚拟机的栈有三个区域:局部变量区、运行环境区、操作数区。
(1)局部变量区 每个Java方法使用一个固定大小的局部变量集。它们按照与vars寄存器的字偏移量来寻址。局部变量都是32位的。长整数和双精度浮点数占据了两个局部变量的空间,却按照第一个局部变量的索引来寻址。(例如,一个具有索引n的局部变量,如果是一个双精度浮点数,那么它实际占据了索引n和n+1所代表的存储空间。)虚拟机规范并不要求在局部变量中的64位的值是64位对齐的。虚拟机提供了把局部变量中的值装载到操作数栈的指令,也提供了把操作数栈中的值写入局部变量的指令。
(2)运行环境区 在运行环境中包含的信息用于动态链接,正常的方法返回以及异常传播。
·动态链接
运行环境包括对指向当前类和当前方法的解释器符号表的指针,用于支持方法代码的动态链接。方法的class文件代码在引用要调用的方法和要访问的变量时使用符号。动态链接把符号形式的方法调用翻译成实际方法调用,装载必要的类以解释还没有定义的符号,并把变量访问翻译成与这些变量运行时的存储结构相应的偏移地址。动态链接方法和变量使得方法中使用的其它类的变化不会影响到本程序的代码。
·正常的方法返回
如果当前方法正常地结束了,在执行了一条具有正确类型的返回指令时,调用的方法会得到一个返回值。执行环境在正常返回的情况下用于恢复调用者的寄存器,并把调用者的程序计数器增加一个恰当的数值,以跳过已执行过的方法调用指令,然后在调用者的执行环境中继续执行下去。
·异常和错误传播
异常情况在Java中被称作Error(错误)或Exception(异常),是Throwable类的子类,在程序中的原因是:①动态链接错,如无法找到所需的class文件。②运行时错,如对一个空指针的引用
·程序使用了throw语句。
当异常发生时,Java虚拟机采取如下措施:
·检查与当前方法相联系的catch子句表。每个catch子句包含其有效指令范围,能够处理的异常类型,以及处理异常的代码块地址。
·与异常相匹配的catch子句应该符合下面的条件:造成异常的指令在其指令范围之内,发生的异常类型是其能处理的异常类型的子类型。如果找到了匹配的catch子句,那么系统转移到指定的异常处理块处执行;如果没有找到异常处理块,重复寻找匹配的catch子句的过程,直到当前方法的所有嵌套的catch子句都被检查过。
·由于虚拟机从第一个匹配的catch子句处继续执行,所以catch子句表中的顺序是很重要的。因为Java代码是结构化的,因此总可以把某个方法的所有的异常处理器都按序排列到一个表中,对任意可能的程序计数器的值,都可以用线性的顺序找到合适的异常处理块,以处理在该程序计数器值下发生的异常情况。
·如果找不到匹配的catch子句,那么当前方法得到一个"未截获异常"的结果并返回到当前方法的调用者,好像异常刚刚在其调用者中发生一样。如果在调用者中仍然没有找到相应的异常处理块,那么这种错误传播将被继续下去。如果错误被传播到最顶层,那么系统将调用一个缺省的异常处理块。
(3)操作数栈区 机器指令只从操作数栈中取操作数,对它们进行操作,并把结果返回到栈中。选择栈结构的原因是:在只有少量寄存器或非通用寄存器的机器(如Intel486)上,也能够高效地模拟虚拟机的行为。操作数栈是32位的。它用于给方法传递参数,并从方法接收结果,也用于支持操作的参数,并保存操作的结果。例如,iadd指令将两个整数相加。相加的两个整数应该是操作数栈顶的两个字。这两个字是由先前的指令压进堆栈的。这两个整数将从堆栈弹出、相加,并把结果压回到操作数栈中。
每个原始数据类型都有专门的指令对它们进行必须的操作。每个操作数在栈中需要一个存储位置,除了long和double型,它们需要两个位置。操作数只能被适用于其类型的操作符所操作。例如,压入两个int类型的数,如果把它们当作是一个long类型的数则是非法的。在Sun的虚拟机实现中,这个限制由字节码验证器强制实行。但是,有少数操作(操作符dupe和swap),用于对运行时数据区进行操作时是不考虑类型的。
4.无用单元收集堆
Java的堆是一个运行时数据区,类的实例(对象)从中分配空间。Java语言具有无用单元收集能力:它不给程序员显式释放对象的能力。Java不规定具体使用的无用单元收集算法,可以根据系统的需求使用各种各样的算法。
5.方法区
方法区与传统语言中的编译后代码或是Unix进程中的正文段类似。它保存方法代码(编译后的java代码)和符号表。在当前的Java实现中,方法代码不包括在无用单元收集堆中,但计划在将来的版本中实现。每个类文件包含了一个Java类或一个Java界面的编译后的代码。可以说类文件是Java语言的执行代码文件。为了保证类文件的平台无关性,Java虚拟机规范中对类文件的格式也作了详细的说明。其具体细节请参考Sun公司的Java虚拟机规范。