Java基础回顾系列-第五天-高级编程之API类库

本文主要是介绍Java基础回顾系列-第五天-高级编程之API类库，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

Java基础类库

String类是字符串的首选类型，其最大的特点是内容不允许修改；
StringBuffer与StringBuilder类的内容允许修改；
StringBuffer是JDK1.0的时候提供的，属于线程安全的操作；StringBuilder是在JDK1.5提供的，属于线程不安全操作；

StringBuffer

线程安全，可变的字符序列。持有synchronized关键字。效率比StringBuilder低。

StringBuilder

线程不安全，可变的字符序列。

String

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence

• String类是final类，也即意味着String类不能被继承，并且它的成员方法都默认为final方法。在Java中，被final修饰的类是不允许被继承的，并且该类中的成员方法都默认为final方法。在早期的JVM实现版本中，被final修饰的方法会被转为内嵌调用以提升执行效率。而从Java SE5/6开始，就渐渐摈弃这种方式了。因此在现在的Java SE版本中，不需要考虑用final去提升方法调用效率。只有在确定不想让该方法被覆盖时，才将方法设置为final。
• String类中所有的成员属性，从上面可以看出String类其实是通过char数组来保存字符串的。
• 从上面的三个方法可以看出，无论是sub操、concat还是replace操作都不是在原有的字符串上进行的，而是重新生成了一个新的字符串对象。也就是说进行这些操作后，最原始的字符串并没有被改变。

在这里要永远记住一点：
“对String对象的任何改变都不影响到原对象，相关的任何change操作都会生成新的对象”。

package javase.util;public class JavaAPIDemo {public static void main(String[] args) {String str1 = "hello world";String str2 = new String("hello world");String str3 = "hello world";String str4 = new String("hello world");System.out.println(str1==str2); // falseSystem.out.println(str1==str3); // trueSystem.out.println(str2==str4); // falseString str5 = str1 + str2; // String中的“+”等同于StringBuilder中的append}
}

　　

CharSequence接口

public interface CharSequence
Since:1.4
已有的子类：CharBuffer, Segment, String, StringBuffer, StringBuilder

方法	说明
char charAt​(int index)	获取指定索引字符
int length()	获取字符串的长度
CharSequence subSequence​(int start, int end)	截取部分字符串

package javase.util;public class JavaAPIDemo {public static void main(String[] args) {// 子类实例向上转型CharSequence string = "String字符串";CharSequence stringBuffer = new StringBuffer();CharSequence stringBuilder = new StringBuilder();// 获取指定索引字符char c = string.charAt(0);System.out.println("c = " + c); // S// 获取字符串的长度int length = string.length();System.out.println("length = " + length); // 9// 字符串截取CharSequence charSequence = string.subSequence(0, 6);System.out.println("charSequence = " + charSequence); // String}
}

AutoCloseable接口

AutoCloseable接口位于java.lang包下，从JDK1.7开始引入。 在关闭之前可以保存资源（例如文件或套接字句柄）的对象。 主要用于日后进行资源开发的处理上，以实现资源的自动关闭(释放资源)，例如：在以后进行文件、网络、数据库开发的过程中由于服务器的资源有限。

在1.7之前，我们通过try{} finally{} 在finally中释放资源。
在finally中关闭资源存在以下问题：
1、自己要手动写代码做关闭的逻辑；
2、有时候还会忘记关闭一些资源；
3、关闭代码的逻辑比较冗长，不应该是正常的业务逻辑需要关注的；

对于实现AutoCloseable接口的类的实例，将其放到try后面（我们称之为：带资源的try语句），在try结束的时候，会自动将这些资源关闭（调用close方法）。
带资源的try语句的3个关键点：
1、由带资源的try语句管理的资源必须是实现了AutoCloseable接口的类的对象。
2、在try代码中声明的资源被隐式声明为fianl。
3、通过使用分号分隔每个声明可以管理多个资源。

示例：

package javase.util;/*** 自动关闭实例*/
public class JavaAPIDemo {public static void main(String[] args) {// 2、由带资源的try语句管理的资源必须是实现了AutoCloseable接口的类的对象。try (ConnectionLock connectionLock = new ConnectionInnerLock()){connectionLock.work();}catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}
// 1、接口继承/类实现AutoCloseable接口
interface ConnectionLock extends AutoCloseable {/*** 任务事项*/void work();/*** 释放资源*/void unlock();
}class ConnectionInnerLock implements ConnectionLock {@Overridepublic void work() {System.out.println("连接成功...");for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.println("i = " + i);}System.out.println("任务结束...");}/*** 释放资源*/@Overridepublic void unlock() {System.out.println("释放资源");}@Overridepublic void close() throws Exception {this.unlock();}
}

Runtime

Runtime 类代表着Java程序的运行时环境，每个Java程序都有一个Runtime实例，该类会被自动创建，我们可以通过Runtime.getRuntime() 方法来获取当前程序的Runtime实例。

获取最大可用内存空间：public long maxMemory();默认的配置为本机系统内存的四分之一
获取可用内存空间：public long totalMemory();默认的配置为本机系统六十四分之一
获取空闲内存空间：public long freeMemory()
手工进行GC处理：public void gc();

package javase.util;public class JavaAPIDemo {public static void main(String[] args) {// 获取实例对象Runtime runtime = Runtime.getRuntime();//获取可用内存long value = Runtime.getRuntime().freeMemory();System.out.println("可用内存为:"+value/1024/1024+"mb");//获取jvm的总数量，该值会不断的变化long  totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory();System.out.println("全部内存为:"+totalMemory/1024/1024+"mb");//获取jvm 可以最大使用的内存数量，如果没有被限制 返回 Long.MAX_VALUE;long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();System.out.println("可用最大内存为:"+maxMemory/1024/1024+"mb");// 获取jvm可用的处理器核心的数量。获取本机的CPU内核数，并发访问量int availableProcessors = runtime.availableProcessors();System.out.println("可用的处理器核心的数量为: " + availableProcessors);// 运行垃圾收集器。runtime.gc();// 执行系统命令：比如打开一个程序等
//		runtime.exec()// 以Java格式返回Java Runtime Environment的版本Runtime.Version。Runtime.Version version = Runtime.version();System.out.println("version = " + version); // 11.0.2+9-LTS}
}

System

参考博文：Java中的System类

Cleaner

JDK9之后用cleaner机制代替了finalize机制，提供了内存清理的另一方法。 我们都知道finalize机制饱受诟病，因为它回收对象前要先执行Object.finalize()中的逻辑，降低了内存回收的效率，而且它不能保证被及时执行，这点很致命，导致对象不能及时被回收，例如如果利用finalize关闭打开的文件时，因为系统的文件描述符是有限的，如果不能及时的关闭文件，会导致无法打开更多的文件。

垃圾回收是java的最大特点之一，可以大大的解决了c++中依靠程序员去释放内存的压力，但是java提供的用来做为GC前的最后一道防线的finalize方法却并不友好

finalize的缺点

首先finalize的执行时间并不确定，其次finalize会阻碍GC的快速回收，在jvm进行GC时会启动一个finalizethread，当遇到有重写了finalize方法的对象时，会将对象放入finalizethread的中，并形成一个队列，暂时挂起，且运行时间并不确定，这就导致了对象回收的缓慢，如果队列中存在重写的finalize方法有死锁问题则会导致后面的方法都无法执行，这就是我们不提倡重写finalize的原因。

Java9垃圾回收机制

在java9中已经将finalize方法废弃。占有非堆资源的对象实例，类应该提供一个方法以明确释放这些资源，如果合适的话他们也应该实现AutoCloseable接口。
java.lang.ref.Cleaner和java.lang.ref.PhantomReference提供更灵活和有效的方式，在对象无法再访问时释放资源。

传统回收示例：

package javase.util;import java.lang.ref.Cleaner;/*** 传统的垃圾回收*/
public class JavaAPIDemo {public static void main(String[] args) {Obj obj = new Obj();obj = null;System.gc(); // 垃圾回收}
}
class Obj {public Obj(){System.out.println("对象产生了");}@Overrideprotected void finalize() throws Throwable {System.out.println("对象回收了");new Exception("死之前说句话");}
}

package javase.util;import java.lang.ref.Cleaner;/*** Cleaner实现回收*/
public class JavaAPIDemo {public static void main(String[] args) {while (true) {new CleaningExample();}}
}
class CleaningExample implements AutoCloseable {// A cleaner, preferably one shared within a libraryprivate static final Cleaner cleaner = Cleaner.create();static class State implements Runnable {State() {System.out.println("init");// initialize State needed for cleaning action}public void run() {System.out.println("clean");// cleanup action accessing State, executed at most once}}private final State state;private final Cleaner.Cleanable cleanable;public CleaningExample() {this.state = new State();this.cleanable = cleaner.register(this, state);}public void close() {cleanable.clean();}
}

对象克隆

Object类中：protected Object clone() throws CloneNotSupportedException
首先，如果此对象的类未实现接口Cloneable，则 CloneNotSupportedException抛出a。请注意，所有数组都被认为是实现接口，Cloneable并且clone数组类型方法的返回类型T[] 是T[]T是任何引用或基本类型。否则，此方法创建此对象的类的新实例，并使用该对象的相应字段的内容初始化其所有字段，就像通过赋值一样; 这些字段的内容本身不会被克隆。因此，该方法执行该对象的“浅拷贝”，而不是“深拷贝”操作。
该类Object本身并不实现接口 Cloneable，因此clone在类的对象上调用该方法Object将导致在运行时抛出异常。

类实现Cloneable接口以向该Object.clone()方法指示该方法合法地为该类的实例制作字段的字段副本。
在未实现Cloneable接口的实例上调用Object的clone方法会 导致 CloneNotSupportedException抛出异常。
按照惯例，实现此接口的类应Object.clone使用公共方法覆盖 （受保护）。

数字操作类

Math数学计算类

package javase.util;public class JavaAPIDemo {public static void main(String[] args) {/***Math.sqrt()//计算平方根*Math.cbrt()//计算立方根*Math.pow(a, b)//计算a的b次方*Math.max( , );//计算最大值*Math.min( , );//计算最小值*/System.out.println(Math.sqrt(16));   //4.0System.out.println(Math.cbrt(8));    //2.0System.out.println(Math.pow(3,2));     //9.0System.out.println(Math.max(2.3,4.5));//4.5System.out.println(Math.min(2.3,4.5));//2.3/*** abs求绝对值*/System.out.println(Math.abs(-10.4));    //10.4System.out.println(Math.abs(10.1));     //10.1/*** ceil天花板的意思，就是返回大的值*/System.out.println(Math.ceil(-10.1));   //-10.0System.out.println(Math.ceil(10.7));    //11.0System.out.println(Math.ceil(-0.7));    //-0.0System.out.println(Math.ceil(0.0));     //0.0System.out.println(Math.ceil(-0.0));    //-0.0System.out.println(Math.ceil(-1.7));    //-1.0/*** floor地板的意思，就是返回小的值*/System.out.println(Math.floor(-10.1));  //-11.0System.out.println(Math.floor(10.7));   //10.0System.out.println(Math.floor(-0.7));   //-1.0System.out.println(Math.floor(0.0));    //0.0System.out.println(Math.floor(-0.0));   //-0.0/*** random 取得一个大于或者等于0.0小于不等于1.0的随机数*/System.out.println(Math.random());  //小于1大于0的double类型的数System.out.println(Math.random()*2);//大于0小于1的double类型的数System.out.println(Math.random()*2+1);//大于1小于2的double类型的数/*** rint 四舍五入，返回double值* 注意.5的时候会取偶数    异常的尴尬=。=*/System.out.println(Math.rint(10.1));    //10.0System.out.println(Math.rint(10.7));    //11.0System.out.println(Math.rint(11.5));    //12.0System.out.println(Math.rint(10.5));    //10.0System.out.println(Math.rint(10.51));   //11.0System.out.println(Math.rint(-10.5));   //-10.0System.out.println(Math.rint(-11.5));   //-12.0System.out.println(Math.rint(-10.51));  //-11.0System.out.println(Math.rint(-10.6));   //-11.0System.out.println(Math.rint(-10.2));   //-10.0/*** round 四舍五入，float时返回int值，double时返回long值*/System.out.println(Math.round(10.1));   //10System.out.println(Math.round(10.7));   //11System.out.println(Math.round(10.5));   //11System.out.println(Math.round(10.51));  //11System.out.println(Math.round(-10.5));  //-10System.out.println(Math.round(-10.51)); //-11System.out.println(Math.round(-10.6));  //-11System.out.println(Math.round(-10.2));  //-10}
}

Random随机数生成类

参考博文：
JAVA中Random分析 https://shift-alt-ctrl.iteye.com/blog/2432102
Java-Random类常用方法详解:https://blog.csdn.net/goodbye_youth/article/details/81110123

BigInteger/BigDecimal大数字操作类

参考博文：
java大数详解

日期操作类

可变性：像日期和时间这样的类应该是不可变的。
偏移性： Date中的年份是从1900开始的，而月份都从0开始。
格式化： 格式化只对Date有用，Calendar则不行。
此外，它们也不是线程安全的；不能处理闰秒等。
总结： 对日期和时间的操作一直是Java程序员最痛苦的地方之一。一般地，我们会使用Joda-Time外部依赖Lib进行开发。

Java 8 吸收了 Joda-Time 的精华，以一个新的开始为 Java 创建优秀的 API。新的 java.time 中包含了所有关于本地日期（LocalDate）、本地时间（LocalTime）、本地日期时间（LocalDateTime）、时区（ZonedDateTime和持续时间（Duration）的类。历史悠久的 Date 类新增了 toInstant() 方法，用于把 Date 转换成新的表示形式。这些新增的本地化时间日期 API 大大简化了日期时间和本地化的管理。

• java.time – 包含值对象的基础包
• java.time.chrono – 提供对不同的日历系统的访问
• java.time.format – 格式化和解析时间和日期
• java.time.temporal – 包括底层框架和扩展特性
• java.time.zone – 包含时区支持的类

Date

public Date() {
this(System.currentTimeMillis());
}
public Date(long date) {
fastTime = date;
}

从Date的构造函数可以观察得出：

将long转为Date：public Date(long date)
将Date转为long：public long getTime()

SimpleDateFormat

线程不安全的类。以及解决方案
详解参考：https://mp.weixin.qq.com/s/YmmM1KdGX_g46Sn_vFQraA
方法：

• Date转字符串： public final String format​(Date date)
• 字符串转Date： public Date parse​(String source) throws ParseException

构造：

• public SimpleDateFormat​(String pattern)

LocalDate(本地时间)

LocalTime(本地时间)

LocalDateTime(本地日期时间)

Java的Date，Calendar类型使用起来并不是很方便，而且Date类(据说)有着线程不安全等诸多弊端。同时若不进行封装，会在每次使用时特别麻烦。于是Java8推出了线程安全、简易、高可靠的时间包。并且数据库中也支持LocalDateTime类型，在数据存储时候使时间变得简单。Java8这次新推出的包括三个相关的时间类型：LocalDateTime年月日十分秒；LocalDate日期；LocalTime时间；三个包的方法都差不多。

参考博文：https://blog.csdn.net/kingboyworld/article/details/75808108

ZonedDateTime(时区)

Duration(持续时间)

DateTimeFormatter

方法：

• public static DateTimeFormatter ofPattern​(String pattern):静态方法 ， 返 回 一 个 指 定 字 符 串 格 式 的DateTimeFormatter
  -public String format​(TemporalAccessor temporal): 格式化一个日期、时间，返回字符串
• public TemporalAccessor parse​(CharSequence text)：将指定格式的字符序列解析为一个日期、时间

具体的格式可以看API：https://docs.oracle.com/en/java/javase/12/docs/api/java.base/java/time/format/DateTimeFormatter.html

package javase.util;import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.time.format.FormatStyle;public class JavaAPIDemo {public static void main(String[] args) {LocalDateTime now = LocalDateTime.now();// 格式化DateTimeFormatter dateTimeFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");String format = now.format(dateTimeFormatter);System.out.println(" [yyyy-MM-dd HH:mm:ss]，format = " + format);format = now.format(DateTimeFormatter.ISO_DATE);System.out.println(" [2019-04-26]，format = " + format);format = now.format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE);System.out.println(" [20190426]，format = " + format);format = now.format(DateTimeFormatter.ISO_TIME);System.out.println(" [15:48:25.3219472]，format = " + format);format = now.format(DateTimeFormatter.ISO_DATE_TIME);System.out.println(" [2019-04-26T15:45:11.9338055]，format = " + format);// 本地化相关的格式。如：ofLocalizedDateTime(FormatStyle.LONG)format = now.format(DateTimeFormatter.ofLocalizedDate(FormatStyle.LONG));System.out.println(" [2019年4月26日]，format = " + format);}
}

其它API

与传统日期处理的转换

正则表达式类

详细参考：https://mp.weixin.qq.com/s/uzmvuBy3_hTCanQ-MlBO0Q

Pattern正则表达式编译

匹配信息：https://docs.oracle.com/en/java/javase/12/docs/api/java.base/java/util/regex/Pattern.html
获取实例：public static Pattern compile​(String regex)

Matcher匹配

获取实例：Pattern类 public Matcher matcher​(CharSequence input)

示例

package javase.util;import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;public class TestMain {public static void main(String[] args) {// 要求取出“#{内容}”标记中的所有内容String str = "INSERT INTO dept(deptno,dname,loc) VALUES (#{deptno},#{dname},#{loc})" ;String regex = "#\\{\\w+\\}" ;Pattern pat = Pattern.compile(regex) ; // 编译正则表达式Matcher mat = pat.matcher(str) ;while(mat.find()) {	// 是否有匹配成功的内容System.out.println(mat.group(0).replaceAll("#|\\{|\\}", ""));}}
}

国际化程序实现

Locale

构造方法：

• public Locale​(String language)
• public Locale​(String language, String country)

获取本地Local：public static Locale getDefault()
常量：Locale.CHINA

package javase.util;import java.util.Locale;public class TestMain {public static void main(String[] args) {// 构造函数Locale locale = new Locale("zh", "CN");System.out.println("locale = " + locale); // zh_CN// 静态方法Locale aDefault = Locale.getDefault();System.out.println("aDefault = " + aDefault); // zh_CN// 常量Locale china = Locale.CHINA;System.out.println("china = " + china); // zh_CN}
}

ResourceBundle获取资源文件

package javase.util;import java.text.MessageFormat;
import java.util.Locale;
import java.util.ResourceBundle;public class TestMain {public static void main(String[] args) {// 构造函数Locale locale = new Locale("zh", "CN");System.out.println("locale = " + locale); // zh_CN// 静态方法Locale aDefault = Locale.getDefault();System.out.println("aDefault = " + aDefault); // zh_CN// 常量Locale china = Locale.CHINA;System.out.println("china = " + china);// 获取资源文件ResourceBundle resourceBundle = ResourceBundle.getBundle("资源文件名", aDefault);// 读取资源文件信息String key = resourceBundle.getString("资源文件中的key");// 消息格式化String format = MessageFormat.format(key, "参数1", "参数2");}
}

开发支持类库

Arrays

参考博文：Java-Arrays类常用方法详解 https://blog.csdn.net/goodbye_youth/article/details/81003817

二分法查找：public static int binarySearch​(byte[] a, byte key)
数组比较：public static int compare​(double[] a, double[] b)
数组相等判断：public static boolean equals​(char[] a, char[] a2)
数组填充：public static void fill​(byte[] a, byte val)
数组排序：public static void sort​(Object[] a)
数组转String：public static String toString​(char[] a)

需要依赖排序。

UUID

简介：
UUID 含义是通用唯一识别码 (Universally Unique Identifier)，这是一个软件建构的标准。也是被开源软件基金会 (Open Software Foundation, OSF) 的组织应用在分布式计算环境 (Distributed Computing Environment, DCE) 领域的一部分。
UUID 的目的，是让分布式系统中的所有元素，都能有唯一的辨识资讯，而不需要透过中央控制端来做辨识资讯的指定。如此一来，每个人都可以建立不与其它人冲突的 UUID。在这样的情况下，就不需考虑数据库建立时的名称重复问题。

UUID 的目的是让分布式系统中的所有元素，都能有唯一的辨识资讯，而不需要透过中央控制端来做辨识资讯的指定。
如此一来，每个人都可以建立不与其它人冲突的 UUID。在这样的情况下，就不需考虑数据库建立时的名称重复问题。
目前最广泛应用的 UUID，即是微软的 Microsoft’s Globally Unique Identifiers (GUIDs)，而其他重要的应用，
则有 Linux ext2/ext3 档案系统、LUKS 加密分割区、GNOME、KDE、Mac OS X 等等。

UUID是指在一台机器上生成的数字，它保证对在同一时空中的所有机器都是唯一的。通常平台会提供生成的API。
按照开放软件基金会(OSF)制定的标准计算，用到了以太网卡地址、纳秒级时间、芯片ID码和许多可能的数字

UUID由以下几部分的组合：
（1）当前日期和时间，UUID的第一个部分与时间有关，如果你在生成一个UUID之后，过几秒又生成一个UUID，则第一个部分不同，其余相同。
（2）时钟序列。
（3）全局唯一的IEEE机器识别号，如果有网卡，从网卡MAC地址获得，没有网卡以其他方式获得。
UUID的唯一缺陷在于生成的结果串会比较长。关于UUID这个标准使用最普遍的是微软的GUID(Globals Unique Identifiers)。
在ColdFusion中可以用CreateUUID()函数很简单地生成UUID，其格式为：xxxxxxxx-xxxx- xxxx-xxxxxxxxxxxxxxxx(8-4-4-16)，
其中每个 x 是 0-9 或 a-f 范围内的一个十六进制的数字。而标准的UUID格式为：
xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx (8-4-4-4-12)，可以从cflib 下载CreateGUID() UDF进行转换。

Optional 空指针异常处理

参考博文：使用Java8中Optional机制的正确姿势 https://www.jb51.net/article/127425.htm
理解、学习与使用 JAVA 中的 OPTIONAL https://www.cnblogs.com/zhangboyu/p/7580262.html

Optional 类主要解决的问题是臭名昭著的空指针异常（NullPointerException） —— 每个 Java 程序员都非常了解的异常。
Optional 类是一个可以为null的容器对象。如果值存在则isPresent()方法会返回true，调用get()方法会返回该对象。
Optional 是个容器：它可以保存类型T的值，或者仅仅保存null。Optional提供很多有用的方法，这样我们就不用显式进行空值检测。
Optional 类的引入很好的解决空指针异常。

我们从一个简单的用例开始。在 Java 8 之前，任何访问对象方法或属性的调用都可能导致 NullPointerException：

String isocode = user.getAddress().getCountry().getIsocode().toUpperCase();

在这个小示例中，如果我们需要确保不触发异常，就得在访问每一个值之前对其进行明确地检查：

if (user != null) {Address address = user.getAddress();if (address != null) {Country country = address.getCountry();if (country != null) {String isocode = country.getIsocode();if (isocode != null) {isocode = isocode.toUpperCase();}}}
}

你看到了，这很容易就变得冗长，难以维护。

为了简化这个过程，我们来看看用 Optional 类是怎么做的。从创建和验证实例，到使用其不同的方法，并与其它返回相同类型的方法相结合，下面是见证 Optional 奇迹的时刻。

创建 Optional 实例

• public static <T> Optional<T> of​(T value):
• public static <T> Optional<T> ofNullable​(T value)

访问 Optional 对象的值

• public T get()

验证是否存在值

• public boolean isPresent()：是否存在值
• public boolean isEmpty()：是否没有值

返回默认值

• public T orElse​(T other): 如果存在值，则返回该值，否则返回其他值。
• public T orElseGet​(Supplier<? extends T> supplier):如果存在值，则返回该值，否则返回由供应函数生成的结果。

返回异常

• public T orElseThrow()：如果存在值，则返回该值，否则抛出NoSuchElementException。

转换值

• public <U> Optional<U> map​(Function<? super T,​? extends U> mapper)：

过滤值

• public Optional<T> filter​(Predicate<? super T> predicate)：

链式操作
待补充。

ThreadLocal

ThreadLocal是啥？以前面试别人时就喜欢问这个，有些伙伴喜欢把它和线程同步机制混为一谈，事实上ThreadLocal与线程同步无关。ThreadLocal虽然提供了一种解决多线程环境下成员变量的问题，但是它并不是解决多线程共享变量的问题。那么ThreadLocal到底是什么呢？

API介绍:

该类提供了线程局部 (thread-local) 变量。这些变量不同于它们的普通对应物，因为访问某个变量（通过其 get 或 set 方法）的每个线程都有自己的局部变量，它独立于变量的初始化副本。 ThreadLocal实例通常是类中的 private static 字段，它们希望将状态与某一个线程（例如，用户 ID 或事务 ID）相关联。

所以ThreadLocal与线程同步机制不同，线程同步机制是多个线程共享同一个变量，而ThreadLocal是为每一个线程创建一个单独的变量副本，故而每个线程都可以独立地改变自己所拥有的变量副本，而不会影响其他线程所对应的副本。可以说ThreadLocal为多线程环境下变量问题提供了另外一种解决思路。

ThreadLocal类接口很简单，只有4个方法，我们先来了解一下。
public void set(Object value) 设置当前线程的线程局部变量的值；
public Object get() 该方法返回当前线程所对应的线程局部变量；
public void remove() 将当前线程局部变量的值删除，目的是为了减少内存的占用，该方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是，当线程结束后，对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收，所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作，但它可以加快内存回收的速度；
protected Object initialValue() 返回该线程局部变量的初始值，该方法是一个protected的方法，显然是为了让子类覆盖而设计的。这个方法是一个延迟调用方法，在线程第1次调用get()或set(Object)时才执行，并且仅执行1次。ThreadLocal中的默认实现直接返回一个null。

除了这四个方法，ThreadLocal内部还有一个静态内部类ThreadLocalMap，该内部类才是实现线程隔离机制的关键，get()、set()、remove()都是基于该内部类操作。ThreadLocalMap提供了一种用键值对方式存储每一个线程的变量副本的方法，key为当前ThreadLocal对象，value则是对应线程的变量副本。

单线程情况下：

package javase.util;/*** 多线程的情况*/
public class JavaAPIDemo {public static void main(String[] args) {new Thread(()->{Message msg = new Message() ;	// 实例化消息主体对象msg.setInfo("第一个线程的消息"); // 设置要发送的内容Channel.setMessage(msg); // 设置要发送的消息Channel.send(); // 发送消息},"消息发送者A") .start() ;new Thread(()->{Message msg = new Message() ;	// 实例化消息主体对象msg.setInfo("第二个线程的消息"); // 设置要发送的内容Channel.setMessage(msg); // 设置要发送的消息Channel.send(); // 发送消息},"消息发送者B") .start() ;new Thread(()->{Message msg = new Message() ;	// 实例化消息主体对象msg.setInfo("第三个线程的消息"); // 设置要发送的内容Channel.setMessage(msg); // 设置要发送的消息Channel.send(); // 发送消息},"消息发送者C") .start() ;}
}class Channel {	// 消息的发送通道private static Message message ;private Channel() {}public static void setMessage(Message m) {message = m ;}public static void send() {	// 发送消息System.out.println("【消息发送】" + message.getInfo());}
}
class Message {	// 要发送的消息体private String info ;public void setInfo(String info) {this.info = info;}public String getInfo() {return info;}
}

结果：

【消息发送】第二个线程的消息
【消息发送】第二个线程的消息
【消息发送】第二个线程的消息

package javase.util;/*** 多线程的情况*/
public class JavaAPIDemo {public static void main(String[] args) {new Thread(()->{Message msg = new Message() ;	// 实例化消息主体对象msg.setInfo("第一个线程的消息"); // 设置要发送的内容Channel.setMessage(msg); // 设置要发送的消息Channel.send(); // 发送消息},"消息发送者A") .start() ;new Thread(()->{Message msg = new Message() ;	// 实例化消息主体对象msg.setInfo("第二个线程的消息"); // 设置要发送的内容Channel.setMessage(msg); // 设置要发送的消息Channel.send(); // 发送消息},"消息发送者B") .start() ;new Thread(()->{Message msg = new Message() ;	// 实例化消息主体对象msg.setInfo("第三个线程的消息"); // 设置要发送的内容Channel.setMessage(msg); // 设置要发送的消息Channel.send(); // 发送消息},"消息发送者C") .start() ;}
}class Channel {	// 消息的发送通道private static final ThreadLocal<Message> THREADLOCAL = new ThreadLocal<Message>() ;private Channel() {}public static void setMessage(Message m) {THREADLOCAL.set(m);}public static void send() {	// 发送消息System.out.println("【消息发送】" + THREADLOCAL.get().getInfo());}
}
class Message {	// 要发送的消息体private String info ;public void setInfo(String info) {this.info = info;}public String getInfo() {return info;}
}

输出结果：

【消息发送】第二个线程的消息
【消息发送】第三个线程的消息
【消息发送】第一个线程的消息

定时调度

定时计划任务功能在Java中主要使用的就是Timer对象，它在内部使用多线程的方式进行处理，所以它和多线程技术还是有非常大的关联的。在JDK中Timer类主要负责计划任务的功能，也就是在指定的时间开始执行某一个任务，但封装任务的类却是TimerTask类。

Timer

        //只执行一次public void schedule(TimerTask task, long delay);public void schedule(TimerTask task, Date time);//循环执行// 在循环执行类别中根据循环时间间隔又可以分为两类public void schedule(TimerTask task, long delay, long period) ;public void schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period) ;public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, long delay, long period)public void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)

TimerTask

只执行一次：

Timer timer = new Timer();//延迟1000ms执行程序
timer.schedule(new TimerTask() {@Overridepublic void run() {System.out.println("IMP 当前时间" + this.scheduledExecutionTime());}
}, 1000);
//延迟10000ms执行程序
timer.schedule(new TimerTask() {@Overridepublic void run() {System.out.println("IMP 当前时间" + this.scheduledExecutionTime());}
}, new Date(System.currentTimeMillis() + 10000));

循环执行：

Timer timer = new Timer();//前一次执行程序结束后 2000ms 后开始执行下一次程序
timer.schedule(new TimerTask() {@Overridepublic void run() {System.out.println("IMP 当前时间" + this.scheduledExecutionTime());}
}, 0,2000);//前一次程序执行开始 后 2000ms后开始执行下一次程序
timer.scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {@Overridepublic void run() {System.out.println("IMP 当前时间" + this.scheduledExecutionTime());}
},0,2000);

Base64加解密

参考：http://www.runoob.com/java/java8-base64.html

比较器

Comparable(自然排序)

Comparable是排序接口。若一个类实现了Comparable接口，就意味着该类支持排序。实现了Comparable接口的类的对象的列表或数组可以通过Collections.sort或Arrays.sort进行自动排序。
此外，实现此接口的对象可以用作有序映射中的键或有序集合中的集合，无需指定比较器。
该接口定义如下：

public interface Comparable<T> {public int compareTo(T o);
}

T表示可以与此对象进行比较的那些对象的类型。
此接口只有一个方法compare，比较此对象与指定对象的顺序，如果该对象小于、等于或大于指定对象，则分别返回负整数、零或正整数。
现在我们假设一个Person类，代码如下：

class Person {String name;int age;public Person(String name, int age) {super();this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public int getAge() {return age;}
}

现在有两个Person类的对象，我们如何来比较二者的大小呢？我们可以通过让Person实现Comparable接口：

package javase.util;import java.util.Arrays;/***排序*/
public class JavaAPIDemo {public static void main(String[] args) {Person[] people = new Person[]{new Person("xujian", 20), new Person("xiewei", 10)};System.out.println("排序前");for (Person person : people) {System.out.print(person.getName() + ":" + person.getAge());}Arrays.sort(people);System.out.println("\n排序后");for (Person person : people) {System.out.print(person.getName() + ":" + person.getAge());}}
}/*** 根据年龄排序*/
class Person implements Comparable<Person>{String name;int age;public Person(String name, int age) {super();this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public int getAge() {return age;}@Overridepublic int compareTo(Person o) {return this.age - o.getAge();}
}

Comparator(定制排序)

当元素的类型没有实现Comparable接口而又不方便修改代码，或者实现了Comparable接口的排序规则不适合当前的操作，那么可以考虑使用 Comparator 的对象来排序，强行对多个对象进行整体排序的比较。 Comparator是比较接口，我们如果需要控制某个类的次序，而该类本身不支持排序(即没有实现Comparable接口)，那么我们就可以建立一个“该类的比较器”来进行排序，这个“比较器”只需要实现Comparator接口即可。也就是说，我们可以通过实现Comparator来新建一个比较器，然后通过这个比较器对类进行排序。该接口定义如下：

@FunctionalInterface
public interface Comparator<T> {int compare(T o1, T o2);boolean equals(Object obj);
}

注意：

1. 若一个类要实现Comparator接口：它一定要实现compare(T o1, T o2) 函数，但可以不实现 equals(Object obj) 函数。
2. int compare(T o1, T o2) 是“比较o1和o2的大小”。返回“负数”，意味着“o1比o2小”；返回“零”，意味着“o1等于o2”；返回“正数”，意味着“o1大于o2”。

现在假如上面的Person类没有实现Comparable接口，该如何比较大小呢？我们可以新建一个类，让其实现Comparator接口，从而构造一个“比较器"。

package javase.util;import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;/***排序*/
public class JavaAPIDemo {public static void main(String[] args) {Person[] people = new Person[]{new Person("xujian", 20), new Person("xiewei", 10)};System.out.println("排序前");for (Person person : people) {System.out.print(person.getName() + ":" + person.getAge());}// 使用比较器Arrays.sort(people, new Comparator<Person>() {@Overridepublic int compare(Person o1, Person o2) {return o1.getAge() - o2.getAge();}});// Lambda 排序比较器Arrays.sort(people, (o1, o2)->{return o1.getAge() - o2.getAge();});System.out.println("\n排序后");for (Person person : people) {System.out.print(person.getName() + ":" + person.getAge());}}
}/*** 根据年龄排序*/
class Person{String name;int age;public Person(String name, int age) {super();this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public int getAge() {return age;}
}

Comparable和Comparator区别比较

• Comparable是排序接口，若一个类实现了Comparable接口，就意味着“该类支持排序”。而
  Comparator是比较器，我们若需要控制某个类的次序，可以建立一个“该类的比较器”来进行排序。
• Comparable相当于“内部比较器”，而Comparator相当于“外部比较器”。
• 两种方法各有优劣， 用Comparable 简单， 只要实现Comparable 接口的对象直接就成为一个可以比较的对象，但是需要修改源代码。 用Comparator 的好处是不需要修改源代码， 而是另外实现一个比较器， 当某个自定义的对象需要作比较的时候，把比较器和对象一起传递过去就可以比大小了， 并且在Comparator 里面用户可以自己实现复杂的可以通用的逻辑，使其可以匹配一些比较简单的对象，那样就可以节省很多重复劳动了。

总结一下，两种比较器Comparable和Comparator，后者相比前者有如下优点：
1、如果实现类没有实现Comparable接口，又想对两个类进行比较（或者实现类实现了Comparable接口，但是对compareTo方法内的比较算法不满意），那么可以实现Comparator接口，自定义一个比较器，写比较算法。
2、实现Comparable接口的方式比实现Comparator接口的耦合性 要强一些，如果要修改比较算法，要修改Comparable接口的实现类，而实现Comparator的类是在外部进行比较的，不需要对实现类有任何修 改。从这个角度说，其实有些不太好，尤其在我们将实现类的.class文件打成一个.jar文件提供给开发者使用的时候。实际上实现Comparator 接口的方式后面会写到就是一种典型的策略模式。
当然，这不是鼓励用Comparator，意思是开发者还是要在具体场景下选择最合适的那种比较器而已。

System类

• System类代表系统，系统级的很多属性和控制方法都放置在该类的内部。该类位于java.lang包。
• 由于该类的构造器是private的，所以无法创建该类的对象，也就是无法实例化该类。其内部的成员变量和成员方法都是static的，所以也可以很方便的进行调用。
• 成员变量：
  • System类内部包含in、out和err三个成员变量，分别代表标准输入流(键盘输入)，标准输出流(显示器)和标准错误输出流(显示器)。
• 成员方法
  • native long currentTimeMillis()：
    该方法的作用是返回当前的计算机时间，时间的表达格式为当前计算机时间和GMT时间(格林威治时间)1970年1月1号0时0分0秒所差的毫秒数。
  • void exit(int status)：
    该方法的作用是退出程序。其中status的值为0代表正常退出，非零代表异常退出。使用该方法可以在图形界面编程中实现程序的退出功能等
  • void gc()：
    该方法的作用是请求系统进行垃圾回收。至于系统是否立刻回收，则取决于系统中垃圾回收算法的实现以及系统执行时的情况。
  • String getProperty(String key)：
    该方法的作用是获得系统中属性名为key的属性对应的值。

这篇关于Java基础回顾系列-第五天-高级编程之API类库的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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