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  • java教程之javaSE面试题总结(4)

首先，你要明白什么是“流”。直观地讲，流就像管道一样，在程序和文件之间，输入输出的方向是针对程序而言，向程序中读入东西，就是输入流，从程序中向外读东西，就是输出流。输入流是得到数据，输出流是输出数据。
而节点流，处理流是流的另一种划分，按照功能不同进行的划分。节点流，可以从或向一个特定的地方(节点)读写数据。处理流是对一个已存在的流的连接和封装，通过所封装的流的功能调用实现数据读写。如BufferedReader。处理流的构造方法总是要带一个其他的流对象做参数。一个流对象经过其他流的多次包装，称为流的链接。
字符流字节流联系区别；什么时候使用字节流和字符流?
字符流和字节流是流的一种划分，按处理照流的数据单位进行的划分。两类都分为输入和输出操作。在字节流中输出数据主要是使用OutputStream完成，输入使的是InputStream，在字符流中输出主要是使用Writer类完成，输入流主要使用Reader类完成。这四个都是抽象类。字符流处理的单元为2个字节的Unicode字符，分别操作字符、字符数组或字符串，而字节流处理单元为1个字节，操作字节和字节数组。字节流是最基本的，所有的InputStrem和OutputStream的子类都是,主要用在处理二进制数据，它是按字节来处理的 但实际中很多的数据是文本，又提出了字符流的概念，它是按虚拟机的编码来处理，也就是要进行字符集的转化 这两个之间通过 InputStreamReader,OutputStreamWriter来关联，实际上是通过byte[]和String来关联的。
列举常用字节输入流和输出流并说明其特点，至少5对。
FileInputStream 从文件系统中的某个文件中获得输入字节。
ByteArrayInputStream 包含一个内部缓冲区，该缓冲区包含从流中读取的字节。内部计数器跟踪 read 方法要提供的下一个字节。
FilterInputStream 包含其他一些输入流，它将这些流用作其基本数据源，它可以直接传输数据或提供一些额外的功能。FilterInputStream 类本身只是简单地重写那些将所有请求传递给所包含输入流的 InputStream 的所有方法。FilterInputStream 的子类可进一步重写这些方法中的一些方法，并且还可以提供一些额外的方法和字段。
ObjectInputStream 对以前使用 ObjectOutputStream 写入的基本数据和对象进行反序列化。
ObjectOutputStream 和 ObjectInputStream 分别与 FileOutputStream 和 FileInputStream 一起使用时，可以为应用程序提供对对象图形的持久存储。ObjectInputStream 用于恢复那些以前序列化的对象。其他用途包括使用套接字流在主机之间传递对象，或者用于编组和解组远程通信系统中的实参和形参。
StringBufferInputStream此类允许应用程序创建输入流，在该流中读取的字节由字符串内容提供。应用程序还可以使用ByteArrayInputStream 从 byte 数组中读取字节。 只有字符串中每个字符的低八位可以由此类使用。
 
ByteArrayOutputStream此类实现了一个输出流，其中的数据被写入一个 byte 数组。缓冲区会随着数据的不断写入而自动增长。可使用 toByteArray() 和 toString() 获取数据。
FileOutputStream文件输出流是用于将数据写入 File 或 FileDescriptor 的输出流。文件是否可用或能否可以被创建取决于基础平台。特别是某些平台一次只允许一个 FileOutputStream（或其他文件写入对象）打开文件进行写入。在这种情况下，如果所涉及的文件已经打开，则此类中的构造方法将失败。
FilterOutputStream类是过滤输出流的所有类的超类。这些流位于已存在的输出流（基础 输出流）之上，它们将已存在的输出流作为其基本数据接收器，但可能直接传输数据或提供一些额外的功能。 FilterOutputStream 类本身只是简单地重写那些将所有请求传递给所包含输出流的 OutputStream 的所有方法。FilterOutputStream 的子类可进一步地重写这些方法中的一些方法，并且还可以提供一些额外的方法和字段。
ObjectOutputStream 将 Java 对象的基本数据类型和图形写入 OutputStream。可以使用 ObjectInputStream 读取（重构）对象。通过在流中使用文件可以实现对象的持久存储。如果流是网络套接字流，则可以在另一台主机上或另一个进程中重构对象。
PipedOutputStream可以将管道输出流连接到管道输入流来创建通信管道。管道输出流是管道的发送端。通常，数据由某个线程写入 PipedOutputStream 对象，并由其他线程从连接的 PipedInputStream 读取。不建议对这两个对象尝试使用单个线程，因为这样可能会造成该线程死锁。如果某个线程正从连接的管道输入流中读取数据字节，但该线程不再处于活动状态，则该管道被视为处于毁坏状态。
说明缓冲流的优点和原理
不带缓冲的流的工作原理：它读取到一个字节/字符，就向用户指定的路径写出去，读一个写一个，所以就慢了。带缓冲的流的工作原理：读取到一个字节/字符，先不输出，等凑足了缓冲的最大容量后一次性写出去，从而提高了工作效率
优点：减少对硬盘的读取次数，降低对硬盘的损耗。
序列化的定义、实现和注意事项
想把一个对象写在硬盘上或者网络上，对其进行序列化，把他序列化成为一个字节流。
实现和注意事项：
  1. 实现接口Serializable Serializable接口中没有任何的方法，实现该接口的类不需要实现额外的方法。
  2. 如果对象中的某个属性是对象类型，必须也实现Serializable接口才可以
  3. 序列化对静态变量无效
  4. 如果不希望某个属性参与序列化，不是将其static，而是transient
  5. 串行化保存的只是变量的值，对于变量的任何修饰符，都不能保存
  6. 序列化版本不兼容
使用IO流完成文件夹复制（结合递归）
import java.io.*;
/**
* CopyDocJob定义了实际执行的任务，即
* 从源目录拷贝文件到目标目录
*/
public class CopyDir2 {
public static void main(String[] args) {
try {
copyDirectiory("d:/301sxt","d:/301sxt2");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 复制单个文件
* @param sourceFile 源文件
* @param targetFile 目标文件
* @throws IOException
*/
private static void copyFile(File sourceFile, File targetFile) throws IOException {
BufferedInputStream inBuff = null;
BufferedOutputStream outBuff = null;
try {
// 新建文件输入流
inBuff = new BufferedInputStream(new FileInputStream(sourceFile));
// 新建文件输出流
outBuff = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(targetFile));
// 缓冲数组
byte[] b = new byte[1024 * 5];
int len;
while ((len = inBuff.read(b)) != -1) {
outBuff.write(b, 0, len);
}
// 刷新此缓冲的输出流
outBuff.flush();
} finally {
// 关闭流
if (inBuff != null)
inBuff.close();
if (outBuff != null)
outBuff.close();
}
}
 
/**
* 复制目录
* @param sourceDir 源目录
* @param targetDir 目标目录
* @throws IOException
*/
private static void copyDirectiory(String sourceDir, String targetDir) throws IOException {
// 检查源目录
File fSourceDir = new File(sourceDir);
if(!fSourceDir.exists() || !fSourceDir.isDirectory()){
return;
}
//检查目标目录，如不存在则创建
File fTargetDir = new File(targetDir);
if(!fTargetDir.exists()){
fTargetDir.mkdirs();
}
// 遍历源目录下的文件或目录
File[] file = fSourceDir.listFiles();
for (int i = 0; i < file.length; i++) {
if (file[i].isFile()) {
// 源文件
File sourceFile = file[i];
// 目标文件
File targetFile = new File(fTargetDir, file[i].getName());
copyFile(sourceFile, targetFile);
}
//递归复制子目录
if (file[i].isDirectory()) {
// 准备复制的源文件夹
String subSourceDir = sourceDir + File.separator + file[i].getName();
// 准备复制的目标文件夹
String subTargetDir = targetDir + File.separator + file[i].getName();
// 复制子目录
copyDirectiory(subSourceDir, subTargetDir);
}
}
}
}
第十章 多线程
进程和线程有什么联系和区别？
1.定义：
  1. 进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
  2. 线程是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，他是比进程更小的能独立运行的基本单位，线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源（如程序计数器，一组寄存器和栈），一个线程可以创建和撤销另一个线程；
2.进程和线程的关系：
（1）一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程，但至少有一个线程。
（2）资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。
（3）线程在执行过程中，需要协作同步。不同进程的线程间要利用消息通信的办法实现同步。
（4）处理机分给线程，即真正在处理机上运行的是线程。
（5）线程是指进程内的一个执行单元，也是进程内的可调度实体。
3.线程与进程的区别：
（1）调度：线程作为调度和分配的基本单位，进程作为拥有资源的基本单位。
（2）并发性：不仅进程之间可以并发执行，同一个进程的多个线程之间也可以并发执行。
（3）拥有资源：进程是拥有资源的一个独立单位，线程不拥有系统资源，但可以访问隶属于进程的资源。
（4）系统开销：在创建或撤销进程的时候，由于系统都要为之分配和回收资源，导致系统的明显大于创建或撤销线程时的开销。但进程有独立的地址空间，进程崩溃后，在保护模式下不会对其他的进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同的执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但是在进程切换时，耗费的资源较大，效率要差些
创建线程的两种方式分别是什么,优缺点是什么？
方式1：继承Java.lang.Thread类，并覆盖run() 方法。优势：编写简单；劣势：无法继承其它父类
public class ThreadDemo1 {
public static void main(String args[]) {
MyThread1 t = new MyThread1();
t.start();
while (true) {
System.out.println("兔子领先了，别骄傲");
}
}
}
class MyThread1 extends Thread {
public void run() {
while (true) {
System.out.println("乌龟领先了，加油");
}
}
}
方式2：实现Java.lang.Runnable接口，并实现run()方法。优势：可继承其它类，多线程可共享同一个Thread对象；劣势：编程方式稍微复杂，如需访问当前线程，需调用Thread.currentThread()方法
public class ThreadDemo2 {
public static void main(String args[]) {
MyThread2 mt = new MyThread2();
Thread t = new Thread(mt);
t.start();
while (true) {
System.out.println("兔子领先了，加油");
}
}
}
class MyThread2 implements Runnable {
public void run() {
while (true) {
System.out.println("乌龟超过了，再接再厉");
}
}
}
Java创建线程后，调用start()方法和run()的区别
两种方法的区别
1） start：
用start方法来启动线程，真正实现了多线程运行，这时无需等待run方法体代码执行完毕而直接继续执行下面的代码。通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程，这时此线程处于就绪（可运行）状态，并没有运行，一旦得到cpu时间片，就开始执行run()方法，这里方法run()称为线程体，它包含了要执行的这个线程的内容，Run方法运行结束，此线程随即终止。
2） run：
run()方法只是类的一个普通方法而已，如果直接调用run方法，程序中依然只有主线程这一个线程，其程序执行路径还是只有一条，还是要顺序执行，还是要等待
run方法体执行完毕后才可继续执行下面的代码，这样就没有达到写线程的目的。
总结：调用start方法方可启动线程，而run方法只是thread的一个普通方法调用，还是在主线程里执行。
这两个方法应该都比较熟悉，把需要并行处理的代码放在run()方法中，start()方法启动线程将自动调用 run()方法，这是由jvm的内存机制规定的。并且run()方法必须是public访问权限，返回值类型为void。
两种方式的比较 ：
实际中往往采用实现Runable接口，一方面因为java只支持单继承，继承了Thread类就无法再继续继承其它类，而且Runable接口只有一个run方法；另一方面通过结果可以看出实现Runable接口才是真正的多线程。
线程的生命周期
线程是一个动态执行的过程，它也有一个从产生到死亡的过程。
(1)生命周期的五种状态
新建（new Thread）
当创建Thread类的一个实例（对象）时，此线程进入新建状态（未被启动）。
例如：Thread t1=new Thread();
就绪（runnable）
线程已经被启动，正在等待被分配给CPU时间片，也就是说此时线程正在就绪队列中排队等候得到CPU资源。例如：t1.start();
运行（running）
线程获得CPU资源正在执行任务（run()方法），此时除非此线程自动放弃CPU资源或者有优先级更高的线程进入，线程将一直运行到结束。
死亡（dead）
当线程执行完毕或被其它线程杀死，线程就进入死亡状态，这时线程不可能再进入就绪状态等待执行。
自然终止：正常运行run()方法后终止
异常终止：调用stop()方法让一个线程终止运行
堵塞（blocked）
由于某种原因导致正在运行的线程让出CPU并暂停自己的执行，即进入堵塞状态。
正在睡眠：用sleep(long t) 方法可使线程进入睡眠方式。一个睡眠着的线程在指定的时间过去可进入就绪状态。
正在等待：调用wait()方法。（调用motify()方法回到就绪状态）
被另一个线程所阻塞：调用suspend()方法。（调用resume()方法恢复）
如何实现线程同步？
当多个线程访问同一个数据时，容易出现线程安全问题，需要某种方式来确保资源在某一时刻只被一个线程使用。需要让线程同步，保证数据安全
线程同步的实现方案：同步代码块和同步方法，均需要使用synchronized关键字
同步代码块：public void makeWithdrawal(int amt) {
synchronized (acct) { }
}
同步方法：public synchronized void makeWithdrawal(int amt) { }
线程同步的好处：解决了线程安全问题
线程同步的缺点：性能下降，可能会带来死锁
关于同步锁的更多细节
Java中每个对象都有一个内置锁。
当程序运行到非静态的synchronized同步方法上时，自动获得与正在执行代码类的当前实例（this实例）有关的锁。获得一个对象的锁也称为获取锁、锁定对象、在对象上锁定或在对象上同步。
当程序运行到synchronized同步方法或代码块时才该对象锁才起作用。
一个对象只有一个锁。所以，如果一个线程获得该锁，就没有其他线程可以获得锁，直到第一个线程释放（或返回）锁。这也意味着任何其他线程都不能进入该对象上的synchronized方法或代码块，直到该锁被释放。
释放锁是指持锁线程退出了synchronized同步方法或代码块。
关于锁和同步，有一下几个要点：
1）、只能同步方法，而不能同步变量和类；
2）、每个对象只有一个锁；当提到同步时，应该清楚在什么上同步？也就是说，在哪个对象上同步？
3）、不必同步类中所有的方法，类可以同时拥有同步和非同步方法。
4）、如果两个线程要执行一个类中的synchronized方法，并且两个线程使用相同的实例来调用方法，那么一次只能有一个线程能够执行方法，另一个需要等待，直到锁被释放。也就是说：如果一个线程在对象上获得一个锁，就没有任何其他线程可以进入（该对象的）类中的任何一个同步方法。
5）、如果线程拥有同步和非同步方法，则非同步方法可以被多个线程自由访问而不受锁的限制。
6）、线程睡眠时，它所持的任何锁都不会释放。
7）、线程可以获得多个锁。比如，在一个对象的同步方法里面调用另外一个对象的同步方法，则获取了两个对象的同步锁。
8）、同步损害并发性，应该尽可能缩小同步范围。同步不但可以同步整个方法，还可以同步方法中一部分代码块。
9）、在使用同步代码块时候，应该指定在哪个对象上同步，也就是说要获取哪个对象的锁。例如：
public int fix(int y) {
synchronized (this) {
x = x - y;
}
return x;
}
 
当然，同步方法也可以改写为非同步方法，但功能完全一样的，例如：
public synchronized int getX() {
return x++;
}
与
public int getX() {

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