一 编程的基础

编程的基础是什么？
把现实抽象成数学公式，加载到内存，使用cpu运算，结果输出到存储设备上。

java里面一切都是对象，包括基础类型。

java的基础类型：byte,short,int,long
小数类型 float/double
字符类型 char
真假类型 boolean

赋值操作，是把一个数赋值给一个变量，

• 整数，小数，布尔，字符

数组类型

基础运算 + - * / ++ --

比较运算 == != > <

逻辑运算： & | ! ^

条件执行if else 三元表达式，switch，for，while，do-while，foreach，break，continue

函数调用，定义一个标记，接收参数，返回参数

函数调用的原理

• 使用栈存放函数调用过程中需要的数据

内存

• 对象的内存在堆上分配
• 数据在栈上分配

二 理解数据背后的二进制

在数据库里面一切都是数字表示的，包括字符串

整数的表示：原码，负数的标识补码表示，取反+1

这么表示主要是因为计算机只做加法匀速

十六进制表示

位运算 左移 <<
无符号右移 >>>
有符合右移 >>

按位与&
按位或|
按位取反 ~

小数的二进制表示，是非精确的。Java的标准IEEE754标准

字符常用的编码

• unicode和非unicode，字符的编码标准不一样会导致乱码
  常用的标准
• ASCII 128个字符
• ISO8859-1
• Windows-1252
• GB2312
• GBK
• GB18030
• Big5

unicode统一了全世界的编码

• UTF-32 4个字节表示一个符号
• UTF-16 变长字节，任何一个字符都需要2个字节
• UTF-8 编号小的就使用字节少， 1-4个字节

java的字符基础是char，本质是一个占用两个字节的无符号整数，对应于unicode，可以标识65536以内的字符

三 面向对象

java的基础结构是类，通过类的组合成包构建系统

java支持继承

• object是所有类的父类，支持静态绑定，重载和重写
• 防止继承final
• 静态初始化代码-->初始化代码-->构造方法

类的基本信息

• 类变量，类初始化代码，类方法，实例变量，实例初始化代码，实例方法，父类信息引用
  类的初始化代码
• 定义静态变量时的赋值语句
• 静态初始化代码
  实例初始化代码包括
• 定义实例变量时的赋值语句
• 实例初始化代码块
• 构造方法
  类加载过程
• 分配内存保存类的信息
• 给类变量赋值默认值
• 加载父类
• 设置子类关系
• 执行类初始化代码

对象创建过程

• 分配内存
• 对所有实例变量赋默认值
• 执行实例初始化代码

java的父子关系的方法调用是通过续表实现的：虚方法表

类的扩展：接口（行为的抽象）

• 支持常量，支持继承，instance of 判断接口
• 8支持默认方法，9支持私有方法
  抽象类：部分行为是抽象的
  内部类: 对内部行为的封装
• 静态内部类
• 动态内部类

枚举

• 特殊的类，指定范围
  异常
• java通过异常体系记录错误
• Throwable异常：Error和Exception
• RuntimeException 受检异常
• try catch finally throws

基础类

• 包装类：基础类型包装成对下
• String 不可变字符串
• StringBuilder可变字符
• Arrays
• 时间和日期：Date,TimeZone,Local,Calendar,SimpleDateFormat
• 随机数

四泛型和容器

泛型

• java的泛型实际上是擦除类型后的Object类
• 泛型的应用：容器类，泛型方法，泛型接口
• 泛型的限定: super下限 extends上限
• 递归类型限制<T extends Comparable<T>>
• 通配符 <？extends xxx> <?> 只读
• classs类型不能使用泛型，泛型不能用于静态方法

java的队列

• ArrayList
• LinkedList
• ArrayDeque双端队列

Map和Set

• HashMap
• HashSet
• 排序二叉树
• TreeMap
• TreeSet
• LinkedHashMap
• EnumMap
• EnumSet

堆和优先级队列

• PriorityQueue

通用容器和总结

• 抽象容器类
• Colllections

五文件

文件的特点

• 所有的数据都是二进制
• 文件类型
• 文件编码
• 文件系统
• 文件读写

java的流：输入流InputStream OutputStream 文件输入流 FileInputStream FileOutputStream

装饰器模式对流进行包装

• 各类缓存流 Buffered*
• DataInput*
• GZIP*

java的文本流：输入流Reader Writer

• File*
• Char*
• String
• Print

文件操作File对象

NIO对象

高级文件技术

• 常见的文件类型 CSV，Excel，HTML， 压缩文件
• RandomAccessFIle随机文件
• 内存映射文件
• 标准序列化机制
• jackson序列化：JSON, XML, MessagePack

6 并发

并发基础知识

• 线程Thread，Runnable接口，线程各类属性
• volatile和synchronized关键字
• wait和notify
• 线程中断

线程协作的五个场景

• 生产者和消费者
• 同时开始
• 等待结束
• 异步结果
• 集合点

并发的基石

• CAS
  • atomicBoolean
  • atomicInteger
  • atomicReference
  • atomicArray
  • LongAdder, LongAccumulator, DoubleAddr
• Lock
  • ReentrantLock ReadWriteLock Condition

并发容器

• CopyOnWriteArrayList, CopyOnWriteArraySet
• ConcurrentHashMap
• ConcurrentSkiListMap,ConcurrentSkiListSet
• 并发队列
  • 无锁非阻塞并发队列 ConcurrentLinkedQueue ConcurrentLinkedDeque
  • 普通阻塞队列 ArrayBlockingQueue LinkedBlockingQueue LinkedBlockingDeque
  • 优先级阻塞队列 PriorityBlockingQueue
  • 延时阻塞队列 DelayQueue
  • 其他阻塞队列SynchronousQueue，LinkedTransferQueue

异步任务执行服务

• Executor线程池
  • 核心线程数，队列，任务拒绝策略
  • Runnable Callable
  • Executor和ExecutorService，Future
• 定时任务
  • TimeTask 单线程异常会影响整体任务
  • ScheduleExcecutorService

同步和协作工具类

• ReentrantReadWriteLock
• Semaphore
• CountDownLatch
• CyclicBarrier
• ThreadLocal

六 动态编程

反射

• Class类，反射的类的信息
• Field字段信息
• Method方法信息
• 创建对象和构造方法
• 类型检查和转换
• Class类型信息
• 类的声明信息：类的类型
• 类的加载信息：类的修饰符和注解
• 反射和数组
• 反射和枚举

注解

• override， deprecated suppressWarning
• 创建注解
  • Target METHOD，Type，field，paramter，constructor，local_variable,module
  • Retention :source, class,runtime
  • Document 文档
  • Inherited注解可继承

动态代理

• jdk动态代理 InvocationHandler
• cglib动态代理

类加载机制

• 应用：热部署，模块隔离，灵活加载
• 启动加载：bootstrap，extention，application

正则表达式

• 正则是个庞大的语法，可以单找出一篇文章了
  • 单个词，多词组，分组，边界符，
• java的类是Pattern的compile，spite，find，match

七 函数式编程

通过接口传递代码，函数式接口@FunctionalInterface
java抽象的四个函数式接口

• Predicate<T> boolean test(T)
• Function<T,R> R apply(T)
• Condumer<T> void accept(T)
• Supplier<T> T get()

函数式数据处理：基本用法

• stream创建:stream/parallelStream流
  • empty， of，
• 中间操作 filter map distinct sorted，skip，limit，peek，mapToLong，flatMap
• 中断操作 max min count allMatch anyMatch noneMatch findFirst findAny forEach,toArray
• 收集 toSet，toCollection， toMap，join
• 分组 groupBy

异步编程CompletableFuture

• supplyAsync 有返回
• runAsync无返回
• whenComplete，handle，exceptionally
• 依赖thenRun，thenAccept，thenApply，thenCompose

日期

• Instant
• LocalDateTime
• ZoneId，ZoneOffset
• LocalDate
• LocalTime
• ZonedDateTime