一个计算机专业学生几年的编程经验汇总(二)

一个计算机专业学生几年的编程经验汇总(二)
2011年04月07日
　　日志原文：http://51brave.blog.sohu.com/113956972.html
　　Java杂谈（四）        不知不觉已经写到第四篇了，论坛里面不断的有朋友鼓励我写下去。坚持自己的作风，把一切迷惑不容易理清楚的知识讲出来，讲到大家都能听懂，那么自己就真的懂了。最近在公司实习的时候Trainer跟我讲了很多经典事迹，对还未毕业的我来说是笔不小的财富，我自己的信念是：人在逆境中成长的速度要远远快过顺境中，这样来看一切都能欣然接受了。
　　好了，闲话不说了，第三篇讲的是反射机制集合框架之类的，这次打算讲讲自己对反序列化和多线程的理解。希望能对大家学习Java起到帮助??
　　1．关于序列化和反序列化
　　应该大家都大概知道Java中序列化和反序列化的意思，序列化就是把一个Java对象转换成二进制进行磁盘上传输或者网络流的传输，反序列化的意思就是把这个接受到的二进制流重新组装成原来的对象逆过程。它们在Java中分别是通过ObjectInputStream和   ObjectOutStream这两个类来实现的（以下分别用ois和oos来简称）。
　　oos的writeObject()方法用来执行序列化的过程，ois的readObject()用来执行反序列化的过程，在传输二进制流之前，需要讲这两个高层流对象连接到同一个Channel上，这个Channel可以是磁盘文件，也可以是socket底层流。所以无论用哪种方式，底层流对象都是以构造函数参数的形式传递进oos和ois这两个高层流，连接完毕了才可以进行二进制数据传输的。例子：
　　可以是文件流通道
　　file   =   new   File(“C:/”);
　　oos   =   new   ObjectOutputStream(new   FileOutputStream(file));
　　ois   =   new   ObjectInputStream(new   FileInputStream(file));
　　或者网络流通道
　　oos   =   new   ObjectOutputStream(());
　　ois   =   new   ObjectInputStream(());
　　不知道大家是否注意到oos总是在ois之前定义，这里不希望大家误解这个顺序是固定的么？回答是否定的，那么有顺序要求么？回答是肯定的。原则是什么呢？
　　原则是互相对接的输入/输出流之间必须是output流先初始化然后再input流初始化，否则就会抛异常。大家肯定会问为什么？只要稍微看一看这两个类的源代码文件就大概知道了，output流的任务很简单，只要把对象转换成二进制往通道中写就可以了，但input流需要做很多准备工作来接受并最终重组这个Object，所以ObjectInputStream的构造函数中就需要用到output初始化发送过来的header信息，这个方法叫做   readStreamHeader()，它将会去读两个Short值用于决定用多大的缓存来存放通道发送过来的二进制流，这个缓存的size因jre的版本不同是不一样的。所以output如果不先初始化，input的构造函数首先就无法正确运行。
　　对于上面两个例子，第一个顺序是严格的，第二个因为oos和ois连接的已经不是对方了，而是socket另外一端的流，需要严格按照另外一方对接的output流先于对接的input流打开才能顺利运行。
　　这个writeObject和readObject本身就是线程安全的，传输过程中是不允许被并发访问的。所以对象能一个一个接连不断的传过来，有很多人在运行的时候会碰到EOFException,   然后百思不得其解，去各种论坛问解决方案。其实笔者这里想说，这个异常不是必须声明的，也就是说它虽然是异常，但其实是正常运行结束的标志。EOF表示读到了文件尾，发送结束自然连接也就断开了。如果这影响到了你程序的正确性的话，请各位静下心来看看自己程序的业务逻辑，而不要把注意力狭隘的聚集在发送和接受的方法上。因为笔者也被这样的bug困扰了1整天，被很多论坛的帖子误解了很多次最后得出的教训。如果在while循环中去readObject，本质上是没有问题的，有对象数据来就会读，没有就自动阻塞。那么抛出EOFException一定是因为连接断了还在继续read，什么原因导致连接断了呢？一定是业务逻辑哪里存在错误，比如NullPoint、   ClassCaseException、ArrayOutofBound，即使程序较大也没关系，最多只要单步调适一次就能很快发现bug并且解决它。
　　难怪一位程序大师说过：解决问题90％靠经验，5％靠技术，剩下5％靠运气！真是金玉良言，笔者大概查阅过不下30篇讨论在while循环中使用   readObject抛出EOFExceptionde   的帖子，大家都盲目的去关注解释这个名词、反序列化的行为或反对这样写而没有一个人认为EOF是正确的行为，它其实很老实的在做它的事情。为什么大家都忽略了真正出错误的地方呢？两个字，经验！
　　2．关于Java的多线程编程
　　关于Java的线程，初学或者接触不深的大概也能知道一些基本概念，同时又会很迷惑线程到底是怎么回事？如果有人认为自己已经懂了不妨来回答下面的问题：
　　a.   A对象实现Runnable接口，()运行后所谓的线程对象是谁？是A么？
　　b.   线程的wait()、notify()方法到底是做什么时候用的，什么时候用？
　　c.   为什么线程的suspend方法会被标注过时，不推荐再使用，线程还能挂起么？
　　d.   为了同步我们会对线程方法声明Synchronized来加锁在对象上，那么如果父类的f()方法加了Synchronized，子类重写f()方法必须也加Synchronized么？如果子类的f()方法重写时声明Synchronized并调用super.f()，那么子类对象上到底有几把锁呢？会因为竞争产生死锁么？
　　呵呵，各位能回答上来几道呢？如果这些都能答上来，说明对线程的概念还是满清晰的，虽说还远远不能算精通。笔者这里一一做回答，碍于篇幅的原因，笔者尽量说得简介一点，如果大家有疑惑的欢迎一起讨论。
　　首先第一点，线程跟对象完全是两回事，虽然我们也常说线程对象。但当你用run()和start()来启动一个线程之后，线程其实跟这个继承了   Thread或实现了Runnable的对象已经没有关系了，对象只能算内存中可用资源而对象的方法只能算内存正文区可以执行的代码段而已。既然是资源和代码段，另外一个线程当然也可以去访问，main函数执行就至少会启动两个线程，一个我们称之为主线程，还一个是垃圾收集器的线程，主线程结束就意味着程序结束，可垃圾收集器线程很可能正在工作。
　　第二点，wait()和sleep()类似，都是让线程处于阻塞状态暂停一段时间，不同之处在于wait会释放当前线程占有的所有的锁，而   sleep不会。我们知道获得锁的唯一方法是进入了Synchronized保护代码段，所以大家会发现只有Synchronized方法中才会出现   wait，直接写会给警告没有获得当前对象的锁。所以notify跟wait配合使用，notify会重新把锁还给阻塞的线程重而使其继续执行，当有多个对象wait了，notify不能确定唤醒哪一个，必经锁只有一把，所以一般用notifyAll()来让它们自己根据优先级等竞争那唯一的一把锁，竞争到的线程执行，其他线程只要继续wait。
　　从前Java允许在一个线程之外把线程挂起，即调用suspend方法，这样的操作是极不安全的。根据面向对象的思想每个对象必须对自己的行为负责，而对自己的权力进行封装。如果任何外步对象都能使线程被挂起而阻塞的话，程序往往会出现混乱导致崩溃，所以这样的方法自然是被毙掉了啦。
　　最后一个问题比较有意思，首先回答的是子类重写f()方法可以加Synchronized也可以不加，如果加了而且还内部调用了super.f   ()的话理论上是应该对同一对象加两把锁的，因为每次调用Synchronized方法都要加一把，调用子类的f首先就加了一把，进入方法内部调用父类的   f又要加一把，加两把不是互斥的么？那么调父类f加锁不就必须永远等待已经加的锁释放而造成死锁么？实际上是不会的，这个机制叫重进入，当父类的f方法试图在本对象上再加一把锁的时候，因为当前线程拥有这个对象的锁，也可以理解为开启它的钥匙，所以同一个线程在同一对象上还没释放之前加第二次锁是不会出问题的，这个锁其实根本就没有加，它有了钥匙，不管加几把还是可以进入锁保护的代码段，畅通无阻，所以叫重进入，我们可以简单认为第二把锁没有加上去。
　　总而言之，Synchronized的本质是不让其他线程在同一对象上再加一把锁。
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　　Java杂谈（五）
　　本来预计J2se只讲了第四篇就收尾了，可是版主厚爱把帖子置顶长期让大家浏览让小弟倍感责任重大，务必追求最到更好，所以关于J2se一些没有提到的部分，决定再写几篇把常用的部分经验全部写出来供大家讨论切磋。这一篇准备讲一讲Xml解析包和Java   Swing，然后下一篇再讲包关于Java沙箱安全机制和RMI机制，再进入J2ee的部分，暂时就做这样的计划了。如果由于实习繁忙更新稍微慢了一些，希望各位见谅！
　　1．   Java关于XML的解析   
　　相信大家对XML都不陌生，含义是可扩展标记语言。本身它也就是一个数据的载体以树状表现形式出现。后来慢慢的数据变成了信息，区别是信息可以包括可变的状态从而针对程序硬编码的做法变革为针对统一接口硬编码而可变状态作为信息进入了XML中存储。这样改变状态实现扩展的唯一工作是在XML中添加一段文本信息就可以了，代码不需要改动也不需要重新编译。这个灵活性是XML诞生时候谁也没想到的。
　　当然，如果接口要能提取XML中配置的信息就需要程序能解析规范的XML文件，Java中当然要提高包对这个行为进行有利支持。笔者打算讲到的两个包是 和和。（大家可以浏览一下这些包中间的接口和类定义） 
　　包很简单，没有接口，两个工厂配两个解析器。显然解析XML是有两种方式的：DOM解析和SAX解析。本质上并没有谁好谁不好，只是实现的思想不一样罢了。给一个XML文件的例子： 
　　 
　　 
　　   
　　A   Cat   
　　 
　　 
　　所谓DOM解析的思路是把整个树状图存入内存中，需要那个节点只需要在树上搜索就可以读到节点的属性，内容等，这样的好处是所有节点皆在内存可以反复搜索重复使用，缺点是需要消耗相应的内存空间。 
　　自然SAX解析的思路就是为了克服DOM的缺点，以事件触发为基本思路，顺序的搜索下来，碰到了Element之前触发什么事件，碰到之后做什么动作。由于需要自己来写触发事件的处理方案，所以需要借助另外一个自定义的Handler，处于包中。它的优点当然是不用整个包都读入内存，缺点也是只能顺序搜索，走完一遍就得重来。 
　　大家很容易就能猜到，接触到的J2ee框架用的是哪一种，显然是DOM。因为类似Struts，Hibernate框架配置文件毕竟是很小的一部分配置信息，而且需要频繁搜索来读取，当然会采用DOM方式（其实SAX内部也是用DOM采用的结构来存储节点信息的）。现在无论用什么框架，还真难发现使用 SAX来解析XML的技术了，如果哪位仁兄知道，请让笔者也学习学习。
　　既然解析方式有了，那么就需要有解析的存储位置。不知道大家是否发现这个包是没有实现类全部都是接口的。这里笔者想说一下Java 如何对XML解析是Jdk应该考虑的事，是它的责任。而w3c组织是维护定义XML标准的组织，所以一个XML结构是怎么样的由w3c说了算，它不关心 Java如何去实现，于是乎规定了所有XML存储的结构应该遵循的规则，这就是里全部的接口目的所在。在笔者看来，简单理解接口的概念就是实现者必须遵守的原则。
　　整个XML对应的结构叫Document、子元素对应的叫做Element、还有节点相关的Node、NodeList、Text、Entity、 CharacterData、CDATASection等接口，它们都可以在XML的语法中间找到相对应的含义。由于这里不是讲解XML基本语法，就不多介绍了。如果大家感兴趣，笔者也可以专门写一篇关于XML的语法规则帖与大家分享一下。
　　2．   Java   Swing 
　　Swing是一个让人又爱又恨的东西，可爱之处在于上手很容易，较AWT比起来Swing提供的界面功能更加强大，可恨之处在于编复杂的界面工作量实在是巨大。笔者写过超过3000行的Swing界面，感觉用户体验还不是那么优秀。最近又写过超过6000行的，由于功能模块多了，整体效果还只是一般般。体会最深的就一个字：累!   所以大家现在都陆续不怎么用Swing在真正开发的项目上了，太多界面技术可以取代它了。笔者去写也是迫于无奈组里面大家都没写过，我不入地域谁入？ 
　　尽管Swing慢慢的在被人忽略，特别是随着B/S慢慢的在淹没C/S，笔者倒是很愿意站出来为Swing正身。每一项技术的掌握绝不是为了流行时尚跟风。真正喜欢Java的朋友们还是应该好好体会一下Swing，相信在校的很多学生也很多在学习它。很可能从Jdk   1.1、1.2走过来的很多大学老师可能是最不熟悉它的。 
　　Swing提供了一组轻组件统称为JComponent，它们与AWT组件的最大区别是JComponent全部都是Container，而 Container的特点是里面可以装载别的组件。在Swing组件中无论是JButton、JLabel、JPanel、JList等都可以再装入任何其他组件。好处是程序员可以对Swing组件实现“再开发”，针对特定需求构建自己的按钮、标签、画板、列表之类的特定组件。
　　有轻自然就有重，那么轻组件和重组件区别是？重组件表现出来的形态因操作系统不同而异，轻组件是Swing自己提供GUI，在跨平台的时候最大程度的保持一致。 
　　那么在编程的时候要注意一些什么呢？笔者谈谈自己的几点经验：
　　a.   明确一个概念，只有Frame组件才可以单独显示的，也许有人会说JOptionPane里面的静态方法就实现了单独窗口出现，但追寻源代码会发现其实现实出来的Dialog也需要依托一个Frame窗体，如果没有指定就会默认产生一个然后装载这个Dialog显示出来。
　　b.   JFrame是由这么几部分组成： 
　　最底下一层JRootPane，上面是glassPane   (一个JPanel)和layeredPane   (一个JLayeredPane)，而layeredPane又由contentPane(一个JPanel)和menuBar构成。我们的组件都是加在 contentPane上，而背景图片只能加在layeredPane上面。   至于glassPane是一个透明的覆盖了contentPane的一层，在特定效果中将被利用到来记录鼠标坐标或掩饰组件。
　　c.   为了增强用户体验，我们会在一些按钮上添加快捷键，但Swing里面通常只能识别键盘的Alt键，要加入其他的快捷键，必须自己实现一个ActionListener。
　　d.   通过setLayout(null)可以使得所有组件以setBounds()的四个参数来精确定位各自的大小、位置，但不推荐使用，因为好的编程风格不应该在Swing代码中硬编码具体数字，所有的数字应该以常数的形式统一存在一个静态无实例资源类文件中。这个静态无实例类统一负责Swing界面的风格，包括字体和颜色都应该包括进去。
　　e.   好的界面设计有一条Golden   Rule:   用户不用任何手册通过少数尝试就能学会使用软件。所以尽量把按钮以菜单的形式（不管是右键菜单还是窗体自带顶部菜单）呈现给顾客，除非是频繁点击的按钮才有必要直接呈现在界面中。
　　其实Swing的功能是相当强大的，只是现在应用不广泛，专门去研究大概是要花不少时间的。笔者在各网站论坛浏览关于Swing的技巧文章还是比较可信的，自己所学非常有限，各人体会对Swing各个组件的掌握就是一个实践积累的过程。笔者只用到过以上这些，所以只能谈谈部分想法，还望大家见谅！  
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　　Java杂谈（六）
　　这篇是笔者打算写的J2se部分的最后一篇了，这篇结束之后，再写J2ee部分，不知道是否还合适写在这个版块？大家可以给点意见，谢谢大家对小弟这么鼓励一路写完前六篇Java杂谈的J2se部分。最后这篇打算谈一谈Java中的RMI机制和JVM沙箱安全框架。
　　1．   Java中的RMI机制 
　　RMI的全称是远程方法调用，相信不少朋友都听说过，基本的思路可以用一个经典比方来解释：A计算机想要计算一个两个数的加法，但A自己做不了，于是叫另外一台计算机B帮忙，B有计算加法的功能，A调用它就像调用这个功能是自己的一样方便。这个就叫做远程方法调用了。 
　　远程方法调用是EJB实现的支柱，建立分布式应用的核心思想。这个很好理解，再拿上面的计算加法例子，A只知道去call计算机B的方法，自己并没有B的那些功能，所以A计算机端就无法看到B执行这段功能的过程和代码，因为看都看不到，所以既没有机会窃取也没有机会去改动方法代码。EJB正式基于这样的思想来完成它的任务的。当简单的加法变成复杂的数据库操作和电子商务交易应用的时候，这样的安全性和分布式应用的便利性就表现出来优势了。
　　好了，回到细节上，要如何实现远程方法调用呢？我希望大家学习任何技术的时候可以试着依赖自己的下意识判断，只要你的想法是合理健壮的，那么很可能实际上它就是这么做的，毕竟真理都蕴藏在平凡的生活细节中。这样只要带着一些薄弱的Java基础来思考RMI，其实也可以想出个大概来。 
　　a)   需要有一个服务器角色，它拥有真正的功能代码方法。例如B，它提供加法服务 
　　b)   如果想远程使用B的功能，需要知道B的IP地址 
　　c)   如果想远程使用B的功能，还需要知道B中那个特定服务的名字
　　我们很自然可以想到这些，虽然不完善，但已经很接近正确的做法了。实际上RMI要得以实现还得意于Java一个很重要的特性，就是Java反射机制。我们需要知道服务的名字，但又必须隐藏实现的代码，如何去做呢？答案就是：接口！ 
　　举个例子： 
　　public   interface   Person(){ 
　　public   void   sayHello(); 
　　}
　　Public   class   PersonImplA   implements   Person{ 
　　public   PersonImplA(){}
　　public   void   sayHello(){     (“Hello!”);} 
　　}
　　Public   class   PersonImplB   implements   Person{ 
　　public   PersonImplB(){}
　　public   void   sayHello(){     (“Nice   to   meet   you!”);} 
　　}
　　客户端：Person   p   =   (“PersonService”); 
　　();
　　就这几段代码就包含了几乎所有的实现技术，大家相信么？客户端请求一个say   hello服务，服务器运行时接到这个请求，利用Java反射机制的()返回一个对象，但客户端不知道服务器返回的是 ImplA还是ImplB，它接受用的参数签名是Person，它知道实现了Person接口的对象一定有sayHello()方法，这就意味着客户端并不知道服务器真正如何去实现的，但它通过了解Person接口明确了它要用的服务方法名字叫做sayHello()。
　　如此类推，服务器只需要暴露自己的接口出来供客户端，所有客户端就可以自己选择需要的服务。这就像餐馆只要拿出自己的菜单出来让客户选择，就可以在后台厨房一道道的按需做出来，它怎么做的通常是不让客户知道的！（祖传菜谱吧，^_^）
　　最后一点是我调用lookup，查找一个叫PersonService名字的对象，服务器只要看到这个名字，在自己的目录（相当于电话簿）中找到对应的对象名字提供服务就可以了，这个目录就叫做JNDI   (Java命名与目录接口），相信大家也听过的。
　　有兴趣的朋友不妨自己做个RMI的应用，很多前辈的博客中有简单的例子。提示一下利用Jdk的bin目录中和 两个命令就可以自己建起一个服务器，提供远程服务。因为例子很容易找，我就不自己举例子了！
　　2．   JVM沙箱&框架 
　　RMI罗唆得太多了，实在是尽力想把它说清楚，希望对大家有帮助。最后的最后，给大家简单讲一下JVM框架，我们叫做Java沙箱。Java沙箱的基本组件如下： 
　　a)   类装载器结构     
　　b)   class文件检验器     
　　c)   内置于Java虚拟机的安全特性 
　　d)   安全管理器及Java   API
　　其中类装载器在3个方面对Java沙箱起作用： 
　　a.   它防止恶意代码去干涉善意的代码 
　　b.   它守护了被信任的类库边界 
　　c.   它将代码归入保护域，确定了代码可以进行哪些操作
　　虚拟机为不同的类加载器载入的类提供不同的命名空间，命名空间由一系列唯一的名称组成，每一个被装载的类将有一个名字，这个命名空间是由Java虚拟机为每一个类装载器维护的，它们互相之间甚至不可见。 
　　我们常说的包（package）是在Java虚拟机第2版的规范第一次出现，正确定义是由同一个类装载器装载的、属于同一个包、多个类型的集合。类装载器采用的机制是双亲委派模式。具体的加载器框架我在Java杂谈（一）中已经解释过了，当时说最外层的加载器是AppClassLoader，其实算上网络层的话AppClassLoader也可以作为parent，还有更外层的加载器URLClassLoader。为了防止恶意攻击由URL加载进来的类文件我们当然需要分不同的访问命名空间，并且制定最安全的加载次序，简单来说就是两点： 
　　a.   从最内层JVM自带类加载器开始加载，外层恶意同名类得不到先加载而无法使用 
　　b.   由于严格通过包来区分了访问域，外层恶意的类通过内置代码也无法获得权限访问到内层类，破坏代码就自然无法生效。
　　附：关于Java的平台无关性，有一个例子可以很明显的说明这个特性： 
　　一般来说，C或C++中的int占位宽度是根据目标平台的字长来决定的，这就意味着针对不同的平台编译同一个C++程序在运行时会有不同的行为。然而对于 Java中的int都是32位的二进制补码标识的有符号整数，而float都是遵守IEEE   754浮点标准的32位浮点数。 
　　PS:   这个小弟最近也没时间继续研究下去了，只是想抛砖引玉的提供给大家一个初步认识JVM的印象。有机会了解一下JVM的内部结构对今后做Java开发是很有好处的。
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