Java核心技术36讲 - 学习笔记

数据结构	底层实现	线程安全	性能	支持null键值
HashTable	基于哈希表	是	put/get/remove-o(1)	不支持
HashMap	基于哈希表	否	put/get/remove-o(1)	支持
TreeMap	基于红黑树	否	put/get/remove-o(log n)	不支持null键，支持null值
ConcurrentHashMap	锁分段技术	是	并发环境下优于同步版本的集合	不支持

创建型模式，解决对象创建的各种问题，如工厂、单例、构建器（Builder）、原型；
结构型模式，是对软件设计结构的总结，关注于类、对象继承、组合方式的实践经验，如装饰者、外观、组合、适配器、桥接、代理；
行为型模式，是从类和对象之间交互、职责划分等方面总结的模式，如策略、观察者、命令、迭代器、模板方法、访问者。

JDK的IO框架运用了装饰者模式（特征：一系列的类以相同的抽象类或者接口作为其构造函数的入参）。如：InputStream <- FilterInputStream <- BufferedInputStream。
GUI、Swing等的组件事件监听，运用了观察者模式。
新版JDK中HTTP/2 Client API，创建HttpRequest，运用了构建器模式，通常被实现成fluent风格的API，也叫方法链。

BeanFactory和ApplicationContext应用了工厂模式
在bean的创建过程中，spring为不同scope定义的的对象，提供了单例和原型等模式实现
AOP里应用了装饰者、代理、适配器模式
各种事件监听器，是典型的观察者模式
类似JdbcTemplate运用了模板模式

synchronized是JDK1.5之前仅有的同步手段
前者可以用来修饰方法和代码块，后者通过对象调用lock和unlock等方法的形式来使用，书写更为灵活
可再入的意思就是，一个线程如果已经获取并正持有这个锁，再次获取时可以直接成功，这意味着获取锁的粒度是线程，而不是方法调用。java锁实现强调可再入性，就是为了跟pthread（POSIX线程）的行为进行区分
后者可以实现公平性（fairness），但是公平性在很多场景下并不是很有必要，反而会引入额外开销，造成吞吐量的下降
后者可以利用定义条件
两者的性能不能一概而论，早期版本synchronized在大部分场景下性能更差，后续版本做了很多改进，在低竞争场景中表现可能优于ReentrantLock。

线程安全是一个多线程环境下正确性的概念，即要维持多线程环境下共享的、可修改的状态的正确性。因此可以通过封装状态，或者让状态不可变（final, immutable）来保证状态的线程安全。
线程安全需要保证几个基本特性：
- 原子性，相关的操作之间，某个操作不会中途被另外的线程干扰，一般通过同步机制实现
- 可见性，对某个共享状态的修改，可以立即被其他线程感知到，通常被解释为将线程的本地状态反映到主内存上，volatile就是用于保证变量的可见性
- 有序性，指保证线程的串行语义，底层指令不会被重排序

为了保证锁的正确释放，每一个lock()方法后最好接一个try-catch-finally块：

lockObj.lock(); try {     // do something     ... } finally {     lockObj.unlock(); }

lock()方法最好不要放在try块中，以免lock()时发生异常，导致锁无故被释放。

如果说ReentrantLock是synchronized的替代选择，那么Condition则是将wait、notify、notifyAll等晦涩难懂的操作转化为直观可控的对象行为。
条件变量最典型的应用就是在标准类库的ArrayBlockingQueue等中。
首先在构造函数中通过ReentrantLock对象的newCondition方法将条件变量创建出来：

/** Condition for waiting takes */ private final Condition notEmpty;  /** Condition for waiting puts */ private final Condition notFull;  public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {     if (capacity <= 0)         throw new IllegalArgumentException();     this.items = new Object[capacity];     lock = new ReentrantLock(fair);     notEmpty = lock.newCondition();     notFull =  lock.newCondition(); }

两个条件变量是从同一个再入锁对象中创建出来的，然后再将它们应用于特定的操作中，如下面的put操作，会一直等待直到notFull条件满足：

public void put(E e) throws InterruptedException {     checkNotNull(e);     final ReentrantLock lock = this.lock;     lock.lockInterruptibly();     try {         while (count == items.length)             notFull.await();         enqueue(e);     } finally {         lock.unlock();     } }

那么notFull什么时候会满足呢？当然是有元素出队的时候：

private E dequeue() {     // assert lock.getHoldCount() == 1;     // assert items[takeIndex] != null;     final Object[] items = this.items;     E x = (E) items[takeIndex];     items[takeIndex] = null;     if (++takeIndex == items.length)         takeIndex = 0;     count--;     notFull.signal();     return x; }

可以看到，通过调用条件变量的singal()方法，通知该条件变量的条件已满足，从而等待线程可以继续之后的行为。signal和await方法要成对调用，不然如果只有await方法，线程会一直等待直到被中断（interrupt）。

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@requires_authorization def somefunc(param1='', param2=0):     '''A docstring'''     if param1 > param2: # interesting         print 'Greater'     return (param2 - param1 + 1) or None class SomeClass:     pass >>> message = '''interpreter ... prompt'''