Java程序員必需掌握的基礎有哪些

小編給大家分享一下Java程序員必需掌握的基礎有哪些，希望大家閱讀完這篇文章之后都有所收獲，下面讓我們一起去探討吧！

1. 匿名類

Java匿名類很像局部類或內聯類，只是沒有名字。我們可以利用匿名類，同時定義并實例化一個類。只有局部類僅被使用一次時才應該這么做。

匿名類不能有顯式定義的構造函數。相反，每個匿名類都隱含地定義了一個匿名構造函數。

創建匿名類有兩種方法：

1.  擴展已有的類（可以是抽象類，也可以是具體類）

2.  創建接口

理解代碼的最好方法就是先閱讀，所以我們首先來看看代碼。

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();      }   }

匿名類可以在類和函數代碼塊中創建。你也許知道，匿名類可以用接口來創建，也可以通過擴展抽象或具體的類來創建。上例中我先創建了一個接口Football，然后在類的作用域和main()方法內實現了匿名類。Football也可以是抽象類，也可以是與interface并列的頂層類。

Football可以是抽象類，請看下面的代碼。

public abstract class Football  {       abstract void kick();  }

匿名類不僅可以是抽象類，還可以是具體類。

// normal or concrete class  public class Football   {        public void kick(){}  }// end of class scope.

如果Football類沒有不帶參數的構造方法怎么辦？我們可以在匿名類中訪問類變量嗎？我們需要在匿名類中重載所有方法嗎？

// 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.  創建匿名類時可以使用任何構造方法。注意這里也使用了構造方法的參數。

2.  匿名類可以擴展頂層類，并實現抽象類或接口。所以，訪問控制的規則依然適用。我們可以訪問protected變量，而改成private就不能訪問了。

3.  由于上述代碼中擴展了Football類，我們不需要重載所有方法。但是，如果它是個接口或抽象類，那么必須為所有未實現的方法提供實現。

4.  匿名類中不能定義靜態初始化方法或成員接口。

5.  匿名類可以有靜態成員變量，但它們必須是常量。 

匿名類的用途：

    1.  更清晰的項目結構：通常我們在需要隨時改變某個類的某些方法的實現時使用匿名類。這樣做就不需要在項目中添加新的*.java文件來定義頂層類了。特別是在頂層類只被使用一次時，這種方法非常好用。

    2.  UI事件監聽器：在圖形界面的應用程序中，匿名類最常見的用途就是創建各種事件處理器。例如，下述代碼：

button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {               public void onClick(View v) {                   // your handler code here               }           });

我們創建了一個匿名類，實現了setOnClickListener接口。當用戶點擊按鈕時會觸發它的onClick方法。

2. 多線程

Java中的多線程能夠同時執行多個線程。線程是輕量級的子進程，也是處理的最小單位。使用多線程的主要目的是最大化CPU的使用率。我們使用多線程而不是多進程，因為線程更輕量化，也可以共享同一個進程內的內存空間。多線程用來實現多任務。

線程的生命周期

如上圖所示，線程的生命周期主要有5個狀態。我們來依次解釋每個狀態。

1. 鴻蒙官方戰略合作共建——HarmonyOS技術社區

2.  New：創建線程的實例后，它會進入new狀態，這是第一個狀態，但線程還沒有準備好運行。

3.  Runanble：調用線程類的start()方法，狀態就會從new變成Runnable，意味著線程可以運行了，但實際上什么時候開始運行，取決于Java線程調度器，因為調度器可能在忙著執行其他線程。線程調度器會以FIFO（先進先出）的方式從線程池中挑選一個線程。

    3.  Blocked：有很多情況會導致線程變成blocked狀態，如等待I/O操作、等待網絡連接等。此外，優先級較高的線程可以將當前運行的線程變成blocked狀態。

    4.  Waiting：線程可以調用wait()進入waiting狀態。當其他線程調用notify()時，它將回到runnable狀態。

    5.  Terminated：start()方法退出時，線程進入terminated狀態。

為什么使用多線程？

使用線程可以讓Java應用程序同時做多件事情，從而加快運行速度。用技術術語來說，線程可以幫你在Java程序中實現并行操作。由于現代CPU非常快，還可能包含多個核心，因此僅有一個線程就沒辦法使用所有的核心。

需要記住的要點

•  多線程可以更好地利用CPU。

•  提高響應性，提高用戶體驗

•  減少響應時間

•  同時為多個客戶端提供服務

創建線程的方法主要有兩種：

1. 鴻蒙官方戰略合作共建——HarmonyOS技術社區

2.  擴展Thread類

3.  實現Runnable接口

通過擴展Thread類來創建線程

創建一個類擴展Thread類。該類應當重載Thread類中的run()方法。線程在run()方法中開始生命周期。我們創建新類的對象，然后調用start()方法開始執行線程。在Thread對象中，start()會調用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();          }      }  }

也可以通過接口創建類。

下面的代碼創建了一個類，實現java.lang.Runnable接口并重載了run()方法。然后我們實例化一個Thread對象，調用該對象的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類與Runnable接口

•  擴展Thread類，就無法擴展更多的類，因為Java不允許多重繼承。多重繼承可以通過接口實現。所以最好是使用接口而不是Thread類。

•  如果擴展Thread類，那么它還包含了一些方法，如yield()、interrupt()等，我們的程序可能用不到。而在Runnable接口中就沒有這些排不上用場的方法。

3. 同步

同步指的是多線程的同步。synchronized的代碼塊在同一時刻只能被一個線程執行。Java中的同步是個很重要的概念，因為Java是多線程語言，多個線程可以并行執行。在多線程環境中，Java對象的同步，或者說Java類的同步非常重要。

為什么要同步？

如果代碼在多線程環境下執行，那么在多個線程中共享的對象之間需要同步，以避免破壞狀態，或者造成任何不可預料的行為。

在深入同步的概念之前先來理解一下這個問題。

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) {          tthis.t = t;      }      public void run() {          t.printTable(5);      }  }  class MyThread2 extends Thread {      Table t;      MyThread2(Table t) {          tthis.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();      }  }

運行這段代碼就會注意到，輸出結果非常不穩定，因為沒有同步。我們來看看程序的輸出。

輸出：

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();      }  }

給printTable()方法加上synchronized，那么synchronized的方法在執行結束之前不會讓其他線程進入。下面的輸出結果就非常穩定了。

輸出：

5 10 15 20 25 100 200 300 400 500

類似地，Java的類和對象也可以同步。

注意：我們并不一定需要同步整個方法。有時候最好是僅同步方法的一小部分。Java的synchronized代碼段可以實現這一點。

4.序列化

Java中的序列化是一種機制，可以將對象的狀態寫入到字節流中。相反的操作叫做反序列化，將字節流轉換成對象。

序列化和反序列化的過程是平臺無關的，也就是說，在一個平臺上序列化對象，然后可以在另一個平臺上反序列化。

序列化時調用ObjectOutputStream的writeObject()方法，反序列化調用ObjectInputStream類的readObject()方法。

下圖中，Java對象被轉換成字節流，然后存儲在各種形式的存儲中，這個過程叫做序列化。圖右側，內存中的字節流轉換成Java對象，這個過程叫作反序列化。

為什么要序列化

顯然，創建的Java類在程序執行結束或中止后，對象就銷毀了。為了避免這個問題，Java提供了序列化功能，通過它可以將對象存儲起來，或者將狀態進行持久化，以便稍后使用，或者在其他平臺上使用。

下面的代碼演示了該過程。

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();          }       }  }

輸出：

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());      }  }

輸出：

Serialized data is restored from Employee.ser file  Name of employee is : Aman  Salary of employee is : 0

需要記住的重點

1.  如果父類實現了Serializable接口，那么子類就不需要實現了，但反過來不一定成立。

2.  只有非靜態數據成員可以在序列化過程中保存下來。

3.  靜態數據成員和臨時數據成員不會在序列化過程中保存下來。所以，如果不想保存某個非靜態數據成員，則可以將其設置為transient。

4.  反序列化過程中不會調用對象的構造函數。

5.  關聯對象必須實現Serializable接口。

看完了這篇文章，相信你對“Java程序員必需掌握的基礎有哪些”有了一定的了解，如果想了解更多相關知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道，感謝各位的閱讀！