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Java效能優化三:記憶體管理與垃圾回收機制,開發必備優化技巧!

一、Java 類載入機制的特點:

(1)基於父類的委託機制:執行一個程式時,總是由 AppClass Loader (系統類載入器)開始載入指定的類,在載入類時,每個類載入器會將載入任務上交給其父,如果其父找不到,再由自己去載入, Bootstrap Loader (啟動類載入器)是最頂級的類載入器了,其父載入器為 null 。如果父類載入器找不到給定的類名,則交由子載入器去載入,如果最低一層的子載入器也無法找到,則丟擲異常。

(2)全盤負責機制:所謂全盤負責,就是當一個類載入器負責載入某個 Class 時,該 Class 鎖依賴的和引用的其他 Class 也將由該類載入器負責載入,除非顯式使用另外一個類載入器來載入。

(3)快取機制:快取機制將會保證所有載入過的 Class 物件都會被快取,當程式中需要使用某個 Class 時,類載入器會先從緩衝區中搜尋該 Class ,只有當快取區中不存在該 Class 物件時,系統才會讀取該類對應的二進位制資料,並將其轉化為 Class 物件,存入快取區中。這就是為什麼修改了 Class 後,必須重新啟動 JVM ,程式所做的修改才會生效的原因。同時,往們比較 A.getClass() 與 B.getClass() 是否相等時,直接使用 == 比較,因為快取機制保證類的位元組碼在記憶體中只可能存在一份。

(4)類載入器的三種方法以及其區別:

1、命令列啟動應用時候由 JVM 初始化載入

2、通過 Class.forName() 方法動態載入

3、通過 ClassLoader.loadClass() 方法動態載入 // 使用 Class.forName() 來載入類,預設會執行初始化塊 , // 使用 Class.forName() 來載入類,並指定 ClassLoader ,初始化時不執行靜態塊。

4、區別:使用 ClassLoader.loadClass() 來載入類,不會執行初始化塊。

二、 什麼時候判斷一個物件可以被回收?

用可達性分析演算法。這個演算法的基本思路就是通過一系列的成為“ GC roots ”的物件作為起始點,從這些節點開始向下搜尋,如果一個物件到 GCroots 沒有任何引用鏈相連,則證明此物件是不可用的。可作為 GCroots 的物件包括虛擬機器棧中引用的物件、方法區中常量引用的物件、方法區中靜態屬性引用的物件或者本地方法棧中 JNI 引用的物件,這些物件的共同點都是生命週期與程式的生命週期一樣長,一般不會被 GC 。判斷一個物件死亡,至少經歷兩次標記過程:如果物件在進行可達性演算法後,發現沒有與 GC Roots 相連線的引用鏈,那他將會被第一次標記,並在稍後執行其 finalize ()方法。執行是有機會,並不一定執行。稍後 GC 進行第二次標記,如果第一次標記的物件在 finalize ()方法中拯救自己,比如把自己賦值到某個引用上,則第二次標記時它將被移除出“即將回收”的集合,如果這個時候物件還沒有逃脫,那基本上就會被 GC 了。

三、 垃圾回收器

( 1 )、 Serial 收集器

單執行緒收集器,收集時會暫停所有工作執行緒(我們將這件事情稱之為 Stop The World ,下稱 STW ),使用複製收集演算法,虛擬機器執行在 Client 模式時的預設新生代收集器。

(2)、 ParNew 收集器就是 Serial 的多執行緒版本,除了使用多條收集執行緒外,其餘行為包括演算法、 STW 、物件分配規則、回收策略等都與 Serial 收集器一摸一樣。對應的這種收集器是虛擬機器執行在 Server 模式的預設新生代收集器,在單 CPU 的環境中, ParNew 收集器並不會比 Serial 收集器有更好的效果。

(3)、Parallel Scavenge 收集器(下稱 PS 收集器)也是一個多執行緒收集器,也是使用複製演算法,但它的物件分配規則與回收策略都與 ParNew 收集器有所不同,它是以吞吐量最大化(即 GC 時間佔總執行時間最小)為目標的收集器實現,它允許較長時間的 STW 換取總吞吐量最大化。

(4)、4.Serial Old 收集器 Serial Old 是單執行緒收集器,使用標記-整理演算法,是老年代的收集器

(5)、 Parallel Old 收集器

老年代版本吞吐量優先收集器,使用多執行緒和標記-整理演算法, JVM 1.6 提供,在此之前,新生代使用了 PS 收集器的話,老年代除 Serial Old 外別無選擇,因為 PS 無法與 CMS 收集器配合工作。

(6)、CMS ( Concurrent Mark Sweep )收集器

CMS 是一種以最短停頓時間為目標的收集器,使用 CMS 並不能達到 GC 效率最高(總體 GC時間最小),但它能儘可能降低 GC 時服務的停頓時間,這一點對於實時或者高互動性應用(譬如證券交易)來說至關重要。

( 7 )、 G1 收集器。

四 、關於 Java 中生成物件的 4 種方式與區別:

( 1 )、使用 new 操作符,這是最普遍的一種(會呼叫相應的建構函式):

如: String s=new String("abc");

( 2 )、使用反射動態生成( 會呼叫相應的建構函式 ):

利用 Class , ClassLoader , Constructor 中的方法可以動態的生成類例項

如: Object o=Class.forName("java.lang.String").newInstance();

Object o=String.class.getClassLoader.loadClass("java.lang.String").newInstance();

以上的方式需要目標類擁有公有無參建構函式

以下使用 Constructor 進行動態生成

class User{

public User(String user,Integer id){}

}

Constructor c=User.class.getConstructor(new Class[]{String.class,Integer.class});

User user=(User)c.newInstance(new Object[]{"zhang san",123});

( 3 )、使用克隆生成物件( 不會呼叫建構函式 )

例如使用一個實現了 Cloneable 介面的物件,呼叫其 clone() 方法獲得該物件的一份拷貝,使用 Java 序列化方式實現深拷貝。

( 4 )、利用反序列化從流中生成物件( 不會呼叫建構函式 ):

利用 ObjectInptuStream 的 readObject() 方法生成物件

五 、 JVM 執行時資料區域。

( 1 )、程式計數器:每一個 Java 執行緒都有一個程式計數器來用於儲存程式執行到當前方法的哪一個指令。此記憶體區域是唯一一個在 JVM Spec 中沒有規定任何 OutOfMemoryError 情況的區域。

( 2 )、 Java 虛擬機器棧:該塊記憶體描述的是 Java 方法呼叫的記憶體模型,每個方法在被執行的時候,都會同時建立一個幀( Frame )用於儲存本地變量表、操作棧、動態連結、方法出入口等資訊。

( 3 )、本地方法棧。本地方法呼叫的記憶體模型。

( 4 )、 Java 堆。 Java 中的物件以及類的靜態變數的存放地方。

( 5 )、方法區:方法區中存放了每個 Class 的結構資訊,包括常量池、欄位描述、方法描述等等

( 6 )、執行時常量池: Class 檔案中除了有類的版本、欄位、方法、介面等描述等資訊外,還有一項資訊是常量表 (constant_pool table) ,用於存放編譯期已可知的常量,這部分內容將在類載入後進入方法區(永久代)存放。但是 Java 語言並不要求常量一定只有編譯期預置入 Class 的常量表的內容才能進入方法區常量池,執行期間也可將新內容放入常量池(最典型的 String.intern() 方法)。執行時常量池是方法區的一部分,自然受到方法區記憶體的限制,當常量池無法在申請到記憶體時會丟擲 OutOfMemoryError 異常。

( 7 )、本機直接記憶體( Direct Memory )

在 JDK1.4 中新加入了 NIO 類,引入一種基於渠道與緩衝區的 I/O 方式,它可以通過本機 Native 函式庫直接分配本機記憶體,然後通過一個儲存在 Java 堆裡面的 DirectByteBuffer 物件作為這塊記憶體的引用進行操作。這樣能在一些場景中顯著提高效能,因為避免了在 Java 對和本機堆中來回複製資料。

六 、 Java 物件的建立過程以及如何保證物件建立的多執行緒的安全性:

虛擬機器遇到一條 new 指令時,首先將去檢查這個指令的引數是否能在常量池中定位到一個類的符號引用,並且檢查這個符號引用代表的類是否已經被載入、解析和初始化過。如果沒有則進行類載入過程。

在類載入通過後,接下來虛擬機器將為新生物件分配記憶體。物件所需的記憶體的大小在類載入完成後便可完全確定。為物件分配空間的任務等價於把一塊確定大小的記憶體從 Java 堆中劃分出來。

保證多執行緒的安全性。 有兩種方案,一種是對分配記憶體的動作進行同步操作,實際上虛擬機器採用 CAS 加上失敗重試的方式保證更新操作的原子性。另一種是把記憶體分配的動作按照執行緒劃分在不同的空間中進行。即為每個執行緒在 Java 堆中預先分配一小塊記憶體,成為本地執行緒分配緩衝( TLAB )。哪個執行緒要分配記憶體,就在哪個 TLAB 上分配,只有 TLAB 用完並分配新的 TLAB時,才需要分配新的 TLAB 。

七 、類的主動引用

什麼情況下需要開始類載入過程的第一個階段,也即類的初始化階段。 Java 虛擬機器規定了有且只有 5 種情況下必須立即對類進行初始化:

(1)、遇到 new 、 getstatic 、 putstatic 或 invokestatic 這四條位元組碼指令時,如果類沒有進行過初始化,則需要觸發其初始化。(而且初始化的時候按照先父後子的順序)。這四條指令最常見的 Java 程式碼場景是:使用 new 關鍵字例項化物件的時候、讀取或設定一個類的靜態欄位(被 final 修飾,已在編譯時期把結果放入常量池的靜態欄位除外)、呼叫一個類的靜態方法的的時候。

(2)、使用 java.lang.reflect 包的方法對類進行反射呼叫的時候,如果類沒有進行過初始化,則需要先對其進行初始化。

(3)、當初始化一個類的時候,如果發現其父類還沒有進行過初始化,則需要先觸發其父類的初始化。但是一個介面在初始化時,並不要求其父類介面全部都完成了初始化,只有在真正使用到父介面的時候(如引用介面中定義的常量)才會被初始化。

(4)、當虛擬機器啟動時,使用者需要指定一個要執行的主類(包含 main ()方法的那個類),虛擬機器會先初始化這個主類。

(5)、當使用 jdk1.7 的動態語言支援時,如果一個 java.lang.invoke.MethodHandle 例項最後的解析結果 REF_getStatic 、 REF_putStatic 、 REF_invokeStatic 的方法控制代碼,並且這個方法控制代碼所對應的類沒有初始化過,則需要先觸發其初始化。

八 、類的被動引用

1、對於靜態欄位,只有直接定義這個欄位的類才會被初始化,因此通過其子類來引用父類中定義的靜態欄位,只會觸發父類的初始化而不會觸發子類的初始化。

2、通過陣列定義來引用類,不會觸發類的初始化 SuperClass[]sca=new SuperClass[10].

3、常量在編譯階段會存入呼叫類的常量池中,本質上並沒有直接引用到定義常量的類,因此不會觸發常量的類的初始化。

4 、 關於 finalize ()方法的作用的說明:

finalize ()方法的工作原理理論上是這樣的:一旦垃圾回收器準備好釋放佔用的儲存空間,將首先呼叫其 finalize ()方法,並且在下一次垃圾回收動作發生時,才會真正回收物件佔用的記憶體,所以使用 finalize ()的目的就是在垃圾回收時刻做一些重要的清理工作。我們知道,使用 GC 的唯一原因就是回收程式不再使用的記憶體,所以對於與垃圾回收有關的任何行為來說,包括 finalize() 方法,它們也必須同記憶體及其回收有關。個人認為 Java 物件的 finalize ()方法有兩個作用( 1 )回收通過建立物件方式以外的方式為物件分配了儲存空間。比如,比如在 Java 程式碼中採用了 JNI 操作,即在記憶體分配時,採用了類似 C 語言中的 malloc 函式來分配記憶體,而且沒有呼叫free 函式進行釋放。此時就需要在 finalize ()中用本地方法呼叫 free 函式以釋放記憶體。( 2 )物件終結條件的驗證,即用來判定物件是否符合被回收條件。比如,如果要回收一個物件,物件被清理時應該處於某種狀態,比如說是一個開啟的檔案,在回收之前應該關閉這個檔案。只要物件中存在沒有被適當清理的部分, finalize ()就可以用來最終法相這種情況。因為物件在被清理的時候肯定處於生命週期的最後一個階段,如果此時還含有一些未釋放的資源,則有能力釋放這些資源。這個不是 C/C++ 裡面的解構函式,它執行代價高昂,不確定性大,無法保證各個物件的呼叫順序。需要關閉外部資源之類的事情,基本上它能做的使用 try-finally 可以做的更好。

九、 一個類被回收的條件

(1)、該類所有的例項都已經為 GC ,也就是說 JVM 中不存在該 Class 的任何例項。

(2)、載入該類的 ClassLoader 已經被 GC 。

(3)、該類對應的 java.lang.Class 物件沒有在任何地方被引用,如不能在任何地方通過反射訪問類的方法。

十、 垃圾回收演算法 :

(1)、標記 - 清除演算法:標記階段根據根節點標記所有從根節點開始的可達物件。則未被標記的物件就是未被引用的垃圾物件,然後在清除階段,清楚所有未被標記的物件。其最大缺點是空間碎片。

(2)、複製演算法:將原有的記憶體空間分為兩塊,每次只使用其中一塊,在垃圾回收時,將正在使用的記憶體中的存活物件複製到未使用的記憶體塊中,之後清楚正在使用的記憶體快中的所有物件,然後交換兩個記憶體的角色。完成垃圾回收。這種演算法比較適合新生代,因為在新生代,垃圾物件通常會多於存活物件,複製演算法效果較好。 Java 的新生代序列 GC 中,就使用了複製演算法的思想。新生代分為 eden 空間、 from 空間和 to 空間三個部分。 From 和 to 空間可以視為用於複製的兩塊大小相同、地位相等、且可以進行角色互換的空間塊。 From 和 to 空間也成為 survivor 空間,即倖存者空間,用於存放未被回收的物件。

(3)、標記 - 壓縮演算法:標記過程與標記清楚演算法一樣,但後續不是直接對可回收物件進行清理,而是讓所有存活的物件向一段移動,然後直接清理掉端邊界以外的記憶體。適合老年代的回收。

(4)、分代收集演算法。

十一 、記憶體分配與回收策略:

( 1 )、規則一:通常情況下,物件在 eden 中分配。當 eden 無法分配時,觸發一次 Minor GC 。

( 2 )、規則二:配置了 PretenureSizeThreshold 的情況下,物件大於設定值將直接在老年代分配。

( 3 )、規則三:在 eden 經過 GC 後存活,並且 survivor 能容納的物件,將移動到 survivor 空間內,如果物件在 survivor 中繼續熬過若干次回收(預設為 15 次)將會被移動到老年代中。回收次數由 MaxTenuringThreshold 設定。

( 4 )、規則四:如果在 survivor 空間中相同年齡所有物件大小的累計值大於 survivor 空間的一半,大於或等於該年齡的物件就可以直接進入老年代,無需達到 MaxTenuringThreshold 中要求的年齡。

( 5 )、規則五:在 Minor GC 觸發時,會檢測之前每次晉升到老年代的平均大小是否大於老年代的剩餘空間,如果大於,改為直接進行一次 Full GC ,如果小於則檢視 HandlePromotionFailure 設定看看是否允許擔保失敗,如果允許,那仍然進行 Minor GC ,如果不允許,則也要改為進行一次 Full GC 。

十二、 關於 Minor GC 與 Full GC

Java 堆,分配物件例項所在空間,是 GC 的主要物件。分為新生代 (Young Generation/New)和老年代 (Tenured Generation/Old) 。新生代又劃分成 Eden Space 、 From Survivor/Survivor 0 、

To Survivor/Survivor 1 。

新生代要如此劃分是因為新生代使用的 GC 演算法是複製收集演算法。新生代使用賦值收集演算法,但是為了記憶體利用率,只使用一個 Survivor 空間來作為輪轉備份(之所以把該空間分為 FromSpace 和 ToSpace 兩部分是為了在 Minor GC 的時候把一些 age 大的物件從新生代空間中複製到老年代空間中)這種演算法效率較高,而 GC 主要是發生在物件經常消亡的新生代,因此新生代適合使用這種複製收集演算法。由於有一個假設:在一次新生代的 GC(Minor GC) 後大部分的物件佔用的記憶體都會被回收,因此留存的放置 GC 後仍然活的物件的空間就比較小了。這個留存的空間就是 Survivor space : From Survivor 或 To Survivor 。這兩個 Survivor 空間是一樣大小的。例如,新生代大小是 10M(Xmn10M) ,那麼預設情況下 (-XX:SurvivorRatio=8) , Eden Space 是 8M , From 和 To 都是 1M 。

在 new 一個物件時,先在 Eden Space 上分配,如果 Eden Space 空間不夠就要做一次 Minor GC 。 Minor GC 後,要把 Eden 和 From 中仍然活著的物件們複製到 To 空間中去。如果 To 空間不能容納 Minor GC 後活著的某個物件,那麼該物件就被 promote 到老年代空間。從 Eden 空間被複制到 To 空間的物件就有了 age=1 。此 age=1 的物件如果在下一次的 Minor GC 後仍然存活,它還會被複制到另一個 Survivor 空間 ( 如果認為 From 和 To 是固定的,就是又從 To 回到了From 空間 ) ,而它的 age=2 。如此反覆,如果 age 大於某個閾值 (-XX:MaxTenuringThreshold=n),那個該物件就也可以 promote 到老年代了。

如果 Survivor 空間中相同 age( 例如, age=5) 物件的總和大於等於 Survivor 空間的一半,那麼 age>=5 的物件在下一次 Minor GC 後就可以直接 promote 到老年代,而不用等到 age 增長到閾值。

在做 Minor GC 時,只對新生代做回收,不會回收老年代。即使老年代的物件無人索引也將仍然存活,直到下一次 Full GC 。

在發生 Minor GC 之前,虛擬機器會先檢查老年代最大可用的連續空間是否大於新生代所有物件總空間,如果這個條件成立,那麼 Minor GC 可以確保是安全的。如果經過 Minor GC 後仍有大量物件存活的情況,則需要老年代進行分配擔保,把 Survior 無法容納的物件直接進入老年代。

十三 、四種引用型別:

( 1 )、強引用:直接關聯,虛擬機器永遠不會回收。

( 2 )、軟引用:描述一些還有用但並非必須的物件,虛擬機器會在丟擲記憶體溢位異常之前會對 這些物件進行第二次回收。

( 3 )弱引用:虛擬機器一定會回收的物件

( 4 )虛引用:為一個物件設定虛引用關聯的唯一目的就是能在這個物件被收集器回收時收到一個系統通知。

十四、Java效能優化系列之五--JavaIO

1 、關於 Java 序列化與反序列化:

(1)、作用:

實現物件狀態的儲存到本地,以便下一次啟動虛擬機器的時候直接讀取儲存的序列化位元組生成物件,而不是初始化物件;

實現物件的網路傳輸( RMI 分佈物件);

實現物件的深拷貝。

(2)、基本方式:

ObjectOutputStream 只能對 Serializable 介面的類的物件進行序列化。預設情況下, ObjectOutputStream 按照預設方式序列化,這種序列化方式僅僅對物件的非 transient 的例項變數進行序列化,而不會序列化物件的 transient 的例項變數,也不會序列化靜態變數。

當 ObjectOutputStream 按照預設方式反序列化時,具有如下特點:

a、 如果在記憶體中物件所屬的類還沒有被載入,那麼會先載入並初始化這個類。如果在 classpath 中不存在相應的類檔案,那麼會丟擲 ClassNotFoundException ;

b、在反序列化時不會呼叫類的任何構造方法。

如果使用者希望控制類的序列化方式,可以在可序列化類中提供以下形式的 writeObject() 和 readObject() 方法。

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream out) throws IOException

private void readObject(java.io.ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException;

當 ObjectOutputStream 對一個 Customer 物件進行序列化時,如果該物件具有 writeObject() 方法,那麼就會執行這一方法,否則就按預設方式序列化。在該物件的 writeObjectt() 方法中,可以先呼叫 ObjectOutputStream 的 defaultWriteObject() 方法,使得物件輸出流先執行預設的序列化操作。同理可得出反序列化的情況,不過這次是 defaultReadObject() 方法。

有些物件中包含一些敏感資訊,這些資訊不宜對外公開。如果按照預設方式對它們序列化,那麼它們的序列化資料在網路上傳輸時,可能會被不法份子竊取。對於這類資訊,可以對它們進行加密後再序列化,在反序列化時則需要解密,再恢復為原來的資訊。

預設的序列化方式會序列化整個物件圖,這需要遞迴遍歷物件圖。如果物件圖很複雜,遞迴遍歷操作需要消耗很多的空間和時間,它的內部資料結構為雙向列表。

在應用時,如果對某些成員變數都改為 transient 型別,將節省空間和時間,提高序列化的效能。

(3)、Java 自定義序列化反序列化:複寫實現了 seriliable 的實體類的 readObject() 和 writeObject() 的方法的原因:

有些物件中包含一些敏感資訊,這些資訊不宜對外公開。如果按照預設方式對它們序列化,那麼它們的序列化資料在網路上傳輸時,可能會被不法份子竊取。對於這類資訊,可以對它們進行加密後再序列化,在反序列化時則需要解密,再恢復為原來的資訊。此時便不能使用預設的 readObject 和 writeObject() 方法。

一般情況直接實現 Serializable 介面就可以實現序列化的要求,但是有些情況需要對序列化做一些特殊的要求。

(4)、Externalize 的作用:

Externalizable 介面繼承自 Serializable 介面,如果一個類實現了 Externalizable 介面,那麼將完全由這個類控制自身的序列化行為。 Externalizable 介面聲明瞭兩個方法:

public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException

public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException , ClassNotFoundException

前者負責序列化操作,後者負責反序列化操作。

在對實現了 Externalizable 介面的類的物件進行反序列化時, 會先呼叫類的不帶引數的構造方法,這是有別於預設反序列方式的。如果把類的不帶引數的構造方法刪除 ,或者把該構造方法的訪問許可權設定為 private 、預設或 protected 級別,會丟擲 java.io.InvalidException: no valid constructor 異常。

(5)、與 Java 建構函式的關係:

實現了 Externalizable 介面的類的物件進行反序列化時,會先呼叫類的不帶引數的構造方法;而實現了 Serializable 介面的類的物件進行反序列化時,不會呼叫任何構造方法。僅僅是根據所儲存的物件的狀態資訊,在記憶體中重新構建物件!

(6)、注意事項:

a、序列化執行時使用一個稱為 serialVersionUID 的版本號與每個可序列化類相關聯,該序列號在反序列化過程中用於驗證序列化物件的傳送者和接收者是否為該物件載入了與序列化相容的類。為它賦予明確的值。顯式地定義 serialVersionUID 有兩種用途:

在某些場合,希望類的不同版本對序列化相容,因此需要確保類的不同版本具有相同的 serialVersionUID ;

在某些場合,不希望類的不同版本對序列化相容,因此需要確保類的不同版本具有不同的 serialVersionUID 。

b、 java 有很多基礎類已經實現了 serializable 介面,比如 string,vector 等。但是比如 hashtable 就沒有實現 serializable 介面。

c、並不是所有的物件都可以被序列化。由於安全方面的原因一個物件擁有 private,public 等 field, 對於一個要傳輸的物件 , 比如寫到檔案 , 或者進行 rmi 傳輸等等 , 在序列化進行傳輸的過程中 ,這個物件的 private 等域是不受保護的;資源分配方面的原因 , 比如 socket,thread 類 , 如果可以序列化 , 進行傳輸或者儲存 , 也無法對他們進行重新的資源分配 , 而且 , 也是沒有必要這樣實現 .

d、反序列化物件時,並不會呼叫該物件的任何構造方法,僅僅是根據所儲存的物件的狀態資訊,在記憶體中重新構建物件!

e、當一個物件被序列化時,只儲存物件的非靜態成員變數,不能儲存任何的成員方法和靜態的成員變數

f、如果一個物件的成員變數是一個物件,那麼這個物件的資料成員也會被儲存!這是能用序列化解決深拷貝的重要原因。

(7)、序列化與單例模式的衝突解決辦法:

另外還有兩個自定義序列化方法 writeReplace 和 readResolve ,分別用來在序列化之前替換序列化物件 和 在反序列化之後的對返回物件的處理。一般可以用來避免 singleTon 物件跨 jvm 序列化和反序列化時產生多個物件例項,事實上 singleTon 的物件一旦可序列化,它就不能保證 singleTon 了。 JVM 的 Enum 實現裡就是重寫了 readResolve 方法,由 JVM 保證 Enum 的值都是 singleTon 的,所以建議多使用 Enum 代替使用 writeReplace 和 readResolve 方法。

Java 程式碼

private Object readResolve(){

return INSTANCE;

}

private Object writeReplace(){

return INSTANCE;

}

注: writeReplace 呼叫在 writeObject 前 ;readResolve 呼叫在 readObject 之後。

2、JavaIO 中的裝飾模式:

Java 中使用的最廣泛的裝飾器模式就是 JavaIO 類的設計。比如, OutPutStream 是輸出流的基類,其子類有 FileOutputStream 和 FilterOutputStream, 而 FilterOutputStream 的子類有 BufferedOutputStream 和 DataOutputStream 兩個子類。其中, FileOutputStream 為系統的核心類,它實現了向檔案寫資料的功能,使用 DataOutputStream 可以在 FileOutputStream 的基礎上增加多種資料型別的寫操作支援( DataOutputStream 類中有 writeUTF 、 writeInt 等函式),而 BufferdOutputStream 裝飾器可以對 FileOutputStream 增加緩衝功能,優化 I/O 效能。

3、JavaIO 流的使用場景:

(1)、IO 流:用於處理裝置上的資料,這裡的裝置指的是:硬碟上的檔案、記憶體、鍵盤輸入、螢幕顯示。

(2)、位元組流和字元流:位元組流好理解,因為所有格式的檔案都是以位元組形式硬碟上儲存的,包括圖片、 MP3 、 avi 等,因此位元組流可以處理所有型別的資料。字元流讀取的時候讀到一個或多個位元組時(中文對應的 位元組數是兩個,在 UTF-8 碼錶中是三個位元組)時,先去查指定的編碼表,將查到的字元返回。字元流之所以出現,就是因為有了檔案編碼的不同,而有了對字元進行高效操作的字元流物件。因此,只要是處理純文字資料,就要優先考慮使用字元流,除此之外都使用位元組流。

十五、其他流物件:

( 1 )、列印流:

PrintStream :是一個位元組列印流 System.out 對應的就是 PrintStream 。它的建構函式可以接收三種資料型別的值:字串路徑、 File 物件、 OutputStream (當為 System.out 的時候即把輸入顯示到螢幕上)

PrintWriter :是一個字元列印流。建構函式可以接收四種類型的值。字串路徑、 File 物件(對於這兩中型別的資料,還可以指定編碼表。也即是是字符集)、 OutPutSream 、 Writer (對於三、四型別的資料,可以指定自動重新整理,注意:當自動重新整理的值為 true 時,只有三個方法可以用: printlf 、 printf 、 format )

(2)、管道流: PipedOutputStream 和 PipedInputStream 。一般在多執行緒中通訊的時候用。

(3)、RandomAccessFile :該物件不是流體系中的一員,但是該隊選中封裝了位元組流,同時還封裝了一個緩衝區(位元組陣列),通過內部的指標來運算元組中的資料。該物件特點:只能操作檔案和對檔案讀寫都可以。多用於多執行緒下載。、

(4)、合併流:可以將多個讀取流合併成一個流。其實就是將每一個讀取流物件儲存到一個集合中,最後一個流物件結尾作為這個流的結尾。

(5)、物件的序列化。 ObjectInputStream 和 ObjectInputStream 。

(6)、操作基本資料型別的流物件: DataInputStream 和 DataOutputStream 。

(7)、操縱記憶體陣列的流物件,這些物件的資料來源是記憶體,資料匯也是記憶體: ByteArrayInputStream 和 ByteArrayOutputStream , CharArrayReader 和 CharArrayWriter 。這些流並未呼叫系統資源,使用的是記憶體中的陣列,所以在使用的時候不用 close 。

(8)、編碼轉換:

在 IO 中涉及到編碼轉換的流是轉換流和列印流,但是列印流只有輸出。轉換流是可以指定編碼表的,預設情況下,都是本機預設的編碼表, GBK 。可以通過: Syetem.getProperty( “file.encoding”) 得到。字串到位元組陣列成為編碼的過程,通過 getBytes(charset) 完成,從位元組陣列到字串的過程是解碼的過程,通過 String 類的建構函式完成 String ( byte[],charset)。

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