《java高级总结》课件

高级课程总结Java本课程深入探讨高级特性，包括线程、并发、网络编程、数据库连Java接、设计模式等课程内容旨在提升学员对语言的理解和应用能力，为进阶开发Java Java打下坚实基础课程目标深入理解掌握高级特性Java深入理解语言的核心概念，包括学习的高级特性，例如反射、注Java Java面向对象编程、多线程、集合框架、解、动态代理、序列化、并发编程、异常处理等网络编程等提升代码质量解决实际问题学习如何编写高效、安全、可维护的通过案例学习和项目实践，培养解决代码，并掌握代码优化技巧实际问题的能力，并积累实战经验Java新特性Java新语言特性性能改进平台增强引入了许多新语言特性，例如对性能进行了改进，包括垃圾在平台方面也有提升，例如对Java17Java17Java17密封类，模式匹配，记录等，简化代回收器增强，以及对字符串操作和集的支持，新的安全特性，以及HTTP/2码编写，提高代码可读性合类的优化，提升程序运行效率对平台的支持Linux/AArch64反射机制动态获取信息动态调用方法创建对象运行时获取类的信息，例如类名、方无需预先知道方法名称，可通过反射无需使用关键字，可通过反射机“new”法、字段机制动态调用类的方法制创建类的对象注解元数据编译器提示12注解为代码提供元数据，可以用于描述代码的功能、用编译器可以利用注解进行代码检查或生成代码，提高代途或其他信息码质量和效率运行时信息自定义注解34程序运行时，可以动态地获取注解信息，用于控制程序开发者可以根据需要定义自己的注解，用于满足特定应行为或进行配置用场景的需求动态代理应用场景动态代理广泛用于AOP（面向切面编程）、权限控制、日志记录等场景，提供灵活性和可扩展性动态代理使用代理类来拦截方法调用，并在执行原始方法之前或之后执行其他逻辑，例如记录日志、验证权限等动态代理模式代理模式用于在不改变原始类的情况下增强其功能，动态代理在运行时生成代理类动态代理通过接口和反射机制实现，允许在不修改原始类的情况下，为其添加额外的功能序列化与反序列化对象持久化数据恢复将对象转换为字节流，将字节流还原成对象，Java Java存储到磁盘或网络传输用于数据恢复和通信序列化机制反序列化提供接口，实使用从字节Java SerializableObjectInputStream现该接口的对象可以被序列流中读取并反序列化对象化Java IO字节流字符流文件操作网络操作字节流操作原始数据字节字符流操作字符数据，需提供类用于文件提供类用于网Java FileJava Socket，无需考虑字符编码要指定字符编码和目录操作，如创建、删络编程，包括和TCP UDP除、重命名、读取文件内协议•InputStream•Reader容等•OutputStream•WriterJava NIO通道缓冲区选择器非阻塞I/O使用通道进行读写操作使用缓冲区作为数据缓使用选择器来管理多个支持非阻塞，允许程NIO NIO NIONIO I/O，通道是操作的起点，存，数据首先被读取到缓冲通道，可以监听多个通道上序在等待操作完成时继I/OI/O它提供了一种连接到资区，然后从缓冲区写入到通的事件，提高程序效率续执行其他任务I/O源的抽象道多线程Java线程简介线程生命周期12线程是进程中的一个执行单元，允线程从创建到结束经历新创建、可许程序同时执行多个任务，提升应运行、运行、阻塞、死亡五个阶段用程序的效率，每个阶段对应不同的状态线程创建方式线程调度34提供两种创建线程的方式继线程调度是指操作系统分配时Java CPU承类和实现接口，开间给不同线程的机制，采用的Thread RunnableJava发者可以选择适合项目需求的方式是抢占式调度线程同步互斥锁信号量保证同一时间只有一个线程可以访问共享控制对有限资源的访问权限，例如，控制资源例如，使用关键字或线程池中线程数量synchronized类ReentrantLock条件变量原子操作允许线程在特定条件满足时被唤醒，例如确保操作的不可分割性，例如，使用，使用类中的和方法类Object waitnotify AtomicInteger并发编程线程安全性能提升多个线程同时访问共享资源充分利用多核处理器，提高时，避免数据不一致问题程序执行效率响应速度并发模型提高应用程序的响应速度，选择合适的并发模型，例如避免阻塞主线程线程池、异步编程等锁机制乐观锁悲观锁信号量互斥锁乐观锁假设大多数情况下不悲观锁假设大多数情况下会信号量用于控制访问共享资互斥锁一次只能被一个线程会发生冲突，不进行加锁，发生冲突，在操作数据之前源的数量，类似于一个计数访问，用于保护共享资源，在操作数据之前进行检查，进行加锁，防止其他线程访器，可以用来实现同步和互防止数据竞争如果发生冲突，则进行重试问数据，确保数据一致性斥线程池管理线程优化资源

1.

2.12有效管理线程的创建和销重用线程，避免频繁创建毁，防止频繁创建和销毁线程，提升资源利用率，线程的开销降低系统资源消耗控制并发简化开发

3.

4.34通过设置线程池大小，控提供统一的接口管理线程制并发线程数量，防止资，简化多线程编程的复杂源耗尽度并发容器ConcurrentHashMap ConcurrentLinkedQueue线程安全的哈希表，提供高并发读写操作线程安全的队列，支持高效的入队和出队操作CopyOnWriteArrayList BlockingQueue线程安全的列表，写入时创建副本，提高阻塞队列，支持线程安全的数据交换，用读操作效率于线程间通信和Callable Future接口接口Callable Future接口定义了方法，允许线程执行任务并返回结接口表示异步计算的结果它提供了获取结果、判断Callable callFuture果任务是否完成、取消任务等方法它可以用于异步执行任务，并在任务完成后获取结果接口可以与接口配合使用，用于获取异步任务Future Callable执行的结果阻塞队列数据存储队列用来存储和管理数据，以先进先出的顺序进行操作线程安全阻塞队列是一种线程安全的队列，允许多个线程安全地访问和操作数据阻塞机制当队列为空时，试图获取元素的线程会被阻塞；当队列已满时，试图添加元素的线程会被阻塞并发工具类CountDownLatch Semaphore它允许一个或多个线程等待其他线程它用来限制访问某个资源的线程数量完成操作，然后继续执行，确保同一时间只有特定数量的线程可以访问CyclicBarrier Exchanger它允许一组线程互相等待，直到所有它允许两个线程交换数据，确保数据线程都到达某个状态，然后再继续执交换安全且原子性行死锁问题互斥条件占有并等待不可剥夺循环等待多个线程竞争同一资源，导线程已获得某个资源，但仍线程已获得的资源，在使用多个线程形成环形等待资源致互相等待，无法继续执行申请其他资源，同时占用已完之前不能被其他线程强行关系，导致互相等待，无法获得的资源，拒绝释放夺走继续执行性能优化代码优化优化数据库优化JVM避免不必要的对象创建，合理设置参数，例如使用索引，优化查询语句JVM减少循环次数，使用缓存堆大小，策略，以及选，选择合适的数据库引擎GC，使用高效的数据结构择合适的垃圾收集器，以及使用数据库连接池内存模型JVM方法区堆

1.

2.12存储类信息、常量、静态用于存储对象实例和数组变量等可以被多个线程，是中内存分配的主Java共享，又称为永久代要区域可以被多个线程共享虚拟机栈本地方法栈

3.

4.34每个线程都有一个独立的用于支持方法的执native虚拟机栈，用于存储局部行，与虚拟机栈类似，也变量表、操作数栈、动态是每个线程独占链接、方法出口等垃圾回收机制自动内存管理垃圾回收算法自动垃圾回收机制，不需要程序员手动管理内存分配引用计数法、标记清除算法、复制算法、标记压缩算法等Java和释放垃圾回收器会定期扫描堆内存，回收不再被引用的对象，不同的算法适用于不同的场景，需要根据实际情况选择合释放内存空间适的算法类加载机制加载阶段链接阶段初始化阶段加载阶段是类加载过程的第一个阶段链接阶段是将已加载的类信息链接到初始化阶段是执行类构造器方法的过，主要负责将类的字节码文件加载到虚拟机中的过程，它包括验证、准备程，即方法，该方法用于执行类clinit内存中，并将这些字节码文件转换成和解析三个步骤变量的初始化操作方法区中的运行时数据结构运行时数据区域方法区堆虚拟机栈程序计数器存储已被虚拟机加载的类信存放对象实例和数组存放方法执行时的局部变量记录当前线程执行的字节码息、常量、静态变量等、操作数栈、动态链接、方指令地址，用于线程切换时法出口信息等恢复字节码指令字节码指令指令类型Java字节码指令是虚拟机字节码指令主要分为以下Java Java Java执行的指令集，它是一种低几类加载和存储指令，运级语言，可以被虚拟机理算指令，控制流指令，对象Java解和执行创建和操作指令，方法调用指令，异常处理指令指令格式执行过程字节码指令使用一种简洁虚拟机通过解释执行字节Java Java的格式表示，每个指令由一码指令，将字节码指令转换个字节码和可选的操作数组为机器指令，从而完成程序成的运行虚拟机执行子系统类加载子系统运行时数据区

1.

2.12负责从文件系统或网络加存储类信息、常量、变量载类文件到内存等运行时数据执行引擎本地方法接口

3.

4.34负责解释执行字节码指令提供与本地方法库的交互，执行程序，扩展功能Java Java编译和解释编译1编译器将源代码转换为字节码，字节码是一种平台无关的中间JavaJava代码，可以在上运行JVM解释2将字节码解释为机器指令，执行代码，实现程序的运行JVM Java混合模式3现代采用混合模式，即结合编译和解释，提高执行效率JVM安全Java代码安全数据安全

1.

2.12防止代码注入、跨站脚本攻击等安全漏洞保护敏感数据，如用户密码、银行信息等网络安全运行时安全

3.

4.34确保网络通信安全，防止数据被窃取或篡改防止恶意代码执行，保护系统资源密码学基础对称加密非对称加密加密和解密使用相同密钥，例如、加密和解密使用不同的密钥，例如AES DESRSA速度快，适合大量数据加密安全性更高，适用于密钥交换和数字签名身份认证用户名和密码数字证书最常见的身份验证方法，用使用数字证书来验证用户身户输入用户名和密码进行身份，确保数据的完整性和真份验证实性双重身份验证生物识别通过手机或邮箱发送验证码指纹扫描、面部识别等技术，提高安全性，防止未经授，提高安全性，防止伪造身权访问份授权和访问控制授权访问控制授权是确定用户或系统是否能够访问资源的机制它可以访问控制是限制对资源访问的策略它可以定义哪些用户基于角色、组或特定权限进行配置可以访问哪些资源，以及他们可以执行的操作总结与展望本课程深入探讨了高级特性，包括反射机制、注解、动态代理等Java课程还涵盖了、、多线程、并发编程等重要内容，并详细介Java IONIO绍了内存模型、垃圾回收机制、类加载机制等核心知识JVM展望未来，将继续发展，不断推出新特性和改进，为开发者提供更Java强大、更便捷的工具学习高级特性，能够提升开发效率，构建更Java稳定、更健壮的应用程序。