Java基础 - 单例(饿汉、懒汉)，Runtime类，Timer，线程通信，互斥锁，线程组，线程五种状态，线程池，工厂模式，GUI，适配器设计模式

转载请注明出处：https://www.jianshu.com/p/8673e2b23a4e

1.单例设计模式(掌握)

    * 单例设计模式：保证类在内存中只有一个对象。

如何保证类在内存中只有一个对象呢？
- (1)控制类的创建，不让其他类来创建本类的对象。private
- (2)在本类中定义一个本类的对象。Singleton s;
- (3)提供公共的访问方式。 public static Singleton getInstance(){return s}
  饿汉式和懒汉式的区别：
  饿汉式:类一加载就生成对象。安全，效率高。相对懒汉式会在未使用之前就占用内存。
  懒汉式:存在线程安全漏洞，可能会创建多个对象,可以利用同步解决，但是效率会变低。

单例写法两种：

(1)饿汉式开发用这种方式。

  //饿汉式
  class Singleton {
      //1,私有构造函数
      private Singleton(){}
      //2,创建本类对象
      private static Singleton s = new Singleton();
      //3,对外提供公共的访问方法
      public static Singleton getInstance() {
          return s;
      }
      
      public static void print() {
          System.out.println("11111111111");
      }
  }

(2)懒汉式面试写这种方式。多线程的问题？

  //懒汉式,单例的延迟加载模式
  class Singleton {
      //1,私有构造函数
      private Singleton(){}
      //2,声明一个本类的引用
      private static Singleton s;
      //3,对外提供公共的访问方法
      public static Singleton getInstance() {
          if(s == null)
              //线程1,线程2
              s = new Singleton();
          return s;
      }
      
      public static void print() {
          System.out.println("11111111111");
      }
  }

(3)第三种格式

  class Singleton {
      private Singleton() {}
  
      public static final Singleton s = new Singleton();//final是最终的意思,被final修饰的变量不可以被更改
  }

2.Runtime类

Runtime类是一个单例类

  Runtime r = Runtime.getRuntime();
  //r.exec("shutdown -s -t 300");     //300秒后关机
  r.exec("shutdown -a");

3.Timer(掌握)

    * Timer类:计时器

        public class Demo5_Timer {
            /**
             * @param args
             * 计时器
             * @throws InterruptedException 
             */
            public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
                Timer t = new Timer();
                t.schedule(new MyTimerTask(), new Date(114,9,15,10,54,20),3000);
                
                while(true) {
                    System.out.println(new Date());
                    Thread.sleep(1000);
                }
            }
        }
        class MyTimerTask extends TimerTask {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("起床背英语单词");
            }
            
        }

4.两个线程间的通信(掌握)

1.什么时候需要通信
- 多个线程并发执行时, 在默认情况下CPU是随机切换线程的
- 如果我们希望他们有规律的执行, 就可以使用通信, 例如每个线程执行一次打印
2.怎么通信
- 如果希望线程等待, 就调用wait()
- 如果希望唤醒等待的线程, 就调用notify();
- 这两个方法必须在同步代码中执行, 并且使用同步锁对象来调用

5.三个或三个以上间的线程通信

多个线程通信的问题
- notify()方法是随机唤醒一个线程
- notifyAll()方法是唤醒所有线程
- JDK5之前无法唤醒指定的一个线程
- 如果多个线程之间通信, 需要使用notifyAll()通知所有线程, 用while来反复判断条件

6.JDK1.5的新特性互斥锁(掌握)

1.同步
- 使用ReentrantLock类的lock()和unlock()方法进行同步
2.通信
- 使用ReentrantLock类的newCondition()方法可以获取Condition对象
- 需要等待的时候使用Condition的await()方法, 唤醒的时候用signal()方法
- 不同的线程使用不同的Condition, 这样就能区分唤醒的时候找哪个线程了

7.线程组的概述和使用(了解)

A:线程组概述
- Java中使用ThreadGroup来表示线程组，它可以对一批线程进行分类管理，Java允许程序直接对线程组进行控制。
- 默认情况下，所有的线程都属于主线程组。
  - public final ThreadGroup getThreadGroup()//通过线程对象获取他所属于的组
  - public final String getName()//通过线程组对象获取他组的名字
- 我们也可以给线程设置分组
  - 1,ThreadGroup(String name) 创建线程组对象并给其赋值名字
  - 2,创建线程对象
  - 3,Thread(ThreadGroup?group, Runnable?target, String?name)
  - 4,设置整组的优先级或者守护线程

8.线程的五种状态(掌握)

看图说话
新建,就绪,运行,阻塞,死亡

这里写图片描述

9.线程池的概述和使用(了解)

A:线程池概述
- 程序启动一个新线程成本是比较高的，因为它涉及到要与操作系统进行交互。而使用线程池可以很好的提高性能，尤其是当程序中要创建大量生存期很短的线程时，更应该考虑使用线程池。线程池里的每一个线程代码结束后，并不会死亡，而是再次回到线程池中成为空闲状态，等待下一个对象来使用。在JDK5之前，我们必须手动实现自己的线程池，从JDK5开始，Java内置支持线程池
  作用：当程序中要很多生存期很短的线程时，为了不频繁的创建线程，可以使用线程池，
  因为线程池里面的线程在代码结束后，并不会死亡，而是再次回到线程池中成为空闲状态，
  等待下一个对象来使用(最后一定要关)。
B:内置线程池的使用概述
- JDK5新增了一个Executors工厂类来产生线程池，有如下几个方法
  - public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
  - public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
  - 这些方法的返回值是ExecutorService对象，该对象表示一个线程池，可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程。它提供了如下方法
  - Future<?> submit(Runnable task)
  - <T> Future<T> submit(Callable<T> task)
- 使用步骤：
  - 创建线程池对象
  - 创建Runnable实例
  - 提交Runnable实例
  - 关闭线程池

10.多线程程序实现的方式3(了解)

* 提交的是Callable

多线程程序实现的方式3的好处和弊端
* 好处：
* 可以有返回值
* 可以抛出异常

* 弊端：
    * 代码比较复杂，所以一般不用

11.简单工厂模式概述和使用(了解)

A:简单工厂模式概述
- 又叫静态工厂方法模式，它定义一个具体的工厂类负责创建一些类的实例
B:优点
- 客户端不需要在负责对象的创建，从而明确了各个类的职责
C:缺点
- 这个静态工厂类负责所有对象的创建，如果有新的对象增加，或者某些对象的创建方式不同，就需要不断的修改工厂类，不利于后期的维护
D:案例演示
- 动物抽象类：public abstract Animal { public abstract void eat(); }
- 具体狗类：public class Dog extends Animal {}
- 具体猫类：public class Cat extends Animal {}
- 开始，在测试类中每个具体的内容自己创建对象，但是，创建对象的工作如果比较麻烦，就需要有人专门做这个事情，所以就知道了一个专门的类来创建对象。

12.工厂方法模式的概述和使用(了解)

A:工厂方法模式概述
- 工厂方法模式中抽象工厂类负责定义创建对象的接口，具体对象的创建工作由继承抽象工厂的具体类实现。
B:优点
- 客户端不需要在负责对象的创建，从而明确了各个类的职责，如果有新的对象增加，只需要增加一个具体的类和具体的工厂类即可，不影响已有的代码，后期维护容易，增强了系统的扩展性
C:缺点
- 需要额外的编写代码，增加了工作量

13.GUI(如何创建一个窗口并显示)

Graphical User Interface(图形用户接口)。

  Frame  f = new Frame(“my window”);
  f.setLayout(new FlowLayout());//设置布局管理器
  f.setSize(500,400);//设置窗体大小
  f.setLocation(300,200);//设置窗体出现在屏幕的位置
  f.setIconImage(Toolkit.getDefaultToolkit().createImage("qq.png"));
  f.setVisible(true);

14.GUI(布局管理器)

FlowLayout（流式布局管理器）
- 从左到右的顺序排列。
- Panel默认的布局管理器。
BorderLayout（边界布局管理器）
- 东，南，西，北，中
- Frame默认的布局管理器。
GridLayout（网格布局管理器）
- 规则的矩阵
CardLayout（卡片布局管理器）
- 选项卡
GridBagLayout（网格包布局管理器）
- 非规则的矩阵

15.GUI(窗体监听)

Frame f = new Frame("我的窗体");
//事件源是窗体,把监听器注册到事件源上
//事件对象传递给监听器
f.addWindowListener(new WindowAdapter() {
          public void windowClosing(WindowEvent e) {
                     //退出虚拟机,关闭窗口
        System.exit(0);
    }
});

16.适配器设计模式(掌握)

a.什么是适配器
- 在使用监听器的时候, 需要定义一个类事件监听器接口.
- 通常接口中有多个方法, 而程序中不一定所有的都用到, 但又必须重写, 这很繁琐.
- 适配器简化了这些操作, 我们定义监听器时只要继承适配器, 然后重写需要的方法即可.
b.适配器原理
- 适配器就是一个类, 实现了监听器接口, 所有抽象方法都重写了, 但是方法全是空的.
- 适配器类需要定义成抽象的,因为创建该类对象,调用空方法是没有意义的
- 目的就是为了简化程序员的操作, 定义监听器时继承适配器, 只重写需要的方法就可以了.

17.需要知道的

事件处理
- 事件: 用户的一个操作
- 事件源: 被操作的组件
- 监听器: 一个自定义类的对象, 实现了监听器接口, 包含事件处理方法,把监听器添加在事件源上, 当事件发生的时候虚拟机就会自动调用监听器中的事件处理方法

18.面试题

1,在同步代码块中,用哪个对象锁,就用哪个对象调用wait方法
2,为什么wait方法和notify方法定义在Object这类中?
因为锁对象可以是任意对象,Object是所有的类的基类,所以wait方法和notify方法需要定义在Object这个类中
3,sleep方法和wait方法的区别?
a,sleep方法必须传入参数,参数就是时间,时间到了自动醒来
wait方法可以传入参数也可以不传入参数,传入参数就是在参数的时间结束后等待,不传入参数就是直接等待
b,sleep方法在同步函数或同步代码块中,不释放锁,睡着了也抱着锁睡
wait方法在同步函数或者同步代码块中,释放锁