JAVA常用API總結與說明

一、JAVA常用API

java.lang.Math

提供sin, cos, tan, exp, log, log10 等類方法，PI和E等類欄位

java.lang.String（StringBuilder執行緒不安全，StringBuffer執行緒安全）

java.util.Scanner

for each迴圈

for(variable : collection) statement

collection這一集合表示式必須是一個陣列或者是一個實現了Iterable介面的類物件

java.util.Arrays

陣列名.length

陣列長度

java.util.Radom

java.lang.Object

java.lang.Class

斷言

assert 條件;

assert 條件:表示式;

二、JAVA集合框架

Java集合類庫將介面和實現分離。當程式使用集合時，一旦構建了集合就不需要知道究竟使用了哪種實現。因此，只有在構建集合物件時，使用具體的類才有意義。可以使用介面型別存放集合的參照。利用這種方法，一旦改變想法，可以輕鬆使用另外一種不同的實現，只需在物件建立處修改即可。

java.util.Collection<E>

java.util.Iterator<E>

Java庫中具體集合

1、List

List介面擴充套件自Collection，它可以定義一個允許重複的有序集合，從List介面中的方法來看，List介面主要是增加了面向位置的操作，允許在指定位置上操作元素，同時增加了一個能夠雙向遍歷線性表的新列表迭代器ListIterator。List介面有動態陣列（ArrayList類）和雙端連結串列（LinkedList類）兩種實現方式。

java.util.List<E>

java.util.ListIterator<E>

java.util.ArrayList<E>

java.util.LinkedList<E>

2、Set

Set介面擴充套件自Collection，它與List的不同之處在於，規定Set的範例不包含重複的元素。在一個規則集內，一定不存在兩個相等的元素。AbstractSet是一個實現Set介面的抽象類，Set介面有三個具體實現類，分別是雜湊集HashSet、鏈式雜湊集LinkedHashSet和樹形集TreeSet。

java.util.HashSet<E>

java.util.LinkedHashSet<E>

LinkedHashSet是用一個連結串列實現來擴充套件HashSet類，它支援對規則集內的元素排序。HashSet中的元素是沒有被排序的，而LinkedHashSet中的元素可以按照它們插入規則集的順序提取。

java.util.TreeSet<E>TreeSet擴充套件自AbstractSet，並實現了NavigableSet，AbstractSet擴充套件自AbstractCollection，樹形集是一個有序的Set，其底層是一顆樹,用紅黑樹實現，這樣就能從Set裡面提取一個有序序列了。在範例化TreeSet時，我們可以給TreeSet指定一個比較器Comparator來指定樹形集中的元素順序。樹形集中提供了很多便捷的方法。

3、佇列

java.util.Queue<E>(介面)

java.util.Deque<E>

介面Deque，是一個擴充套件自Queue的雙端佇列，它支援在兩端插入和刪除元素，Deque介面由ArrayDeque和LinkedList這兩個類實現，所以通常我們可以使用LinkedList來建立一個佇列。PriorityQueue類實現了一個優先佇列，優先佇列中元素被賦予優先順序，擁有高優先順序的先被刪除。

java.util.ProrityQueue<E>

優先順序佇列中的元素可以按任意順序插入，卻總是按照排序的順序進行檢索。優先順序佇列由堆實現。堆是一個可以自我調整的二元樹，對樹執行新增和刪除操作，可以讓最小元素移動到根（最小堆），而不必花費時間對元素進行排序

4、Map介面

Map，圖，是一種儲存鍵值對對映的容器類，在Map中鍵可以是任意型別的物件，但不能有重複的鍵，每個鍵都對應一個值，真正儲存在圖中的是鍵值構成的條目。

java.util.Map<K,V>

java.util.HashMap<K,V>

HashMap是基於雜湊表的Map介面的非同步實現，繼承自AbstractMap，AbstractMap是部分實現Map介面的抽象類。在之前的版本中，HashMap採用陣列+連結串列實現，即使用連結串列處理衝突，同一hash值的連結串列都儲存在一個連結串列裡。但是當連結串列中的元素較多，即hash值相等的元素較多時，通過key值依次查詢的效率較低。而JDK1.8中，HashMap採用陣列+連結串列+紅黑樹實現，當連結串列長度超過閾值（8）時，將連結串列轉換為紅黑樹，這樣大大減少了查詢時間。

java.util.LinkedHashMap<K,V>

LinkedHashMap繼承自HashMap，它主要是用連結串列實現來擴充套件HashMap類，HashMap中條目是沒有順序的，但是在LinkedHashMap中元素既可以按照它們插入圖的順序排序，也可以按它們最後一次被存取的順序排序。

java.util.TreeHashMap<K,V>

TreeMap基於紅黑樹資料結構的實現，鍵值可以使用Comparable或Comparator介面來排序。TreeMap繼承自AbstractMap，同時實現了介面NavigableMap，而介面NavigableMap則繼承自SortedMap。SortedMap是Map的子介面，使用它可以確保圖中的條目是排好序的。在實際使用中，如果更新圖時不需要保持圖中元素的順序，就使用HashMap，如果需要保持圖中元素的插入順序或者存取順序，就使用LinkedHashMap，如果需要使圖按照鍵值排序，就使用TreeMap。

5、其他集合類

下面主要介紹一下其它幾個特殊的集合類，Vector、Stack、HashTable、ConcurrentHashMap以及CopyOnWriteArrayList。

java.util.Vector<E>

用法上，Vector與ArrayList基本一致，不同之處在於Vector使用了關鍵字synchronized將存取和修改向量的方法都變成同步的了，所以對於不需要同步的應用程式來說，類ArrayList比類Vector更高效。

java.util.Stack<E>

Stack，棧類，是Java2之前引入的，繼承自類Vector。

java.util.HashTable

HashTable和前面介紹的HashMap很類似，它也是一個雜湊表，儲存的內容是鍵值對對映，不同之處在於，HashTable是繼承自Dictionary的，HashTable中的函數都是同步的，這意味著它也是執行緒安全的，另外，HashTable中key和value都不可以為null。

java.util.ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap是HashMap的執行緒安全版。同HashMap相比，ConcurrentHashMap不僅保證了存取的執行緒安全性，而且在效率上與HashTable相比，也有較大的提高。

java.util.CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList，是一個執行緒安全的List介面的實現，它使用了ReentrantLock鎖來保證在並行情況下提供高效能的並行讀取。

java.util.CopyOnWriteArraySet

CopyOnWriteArraySet，是一個執行緒安全的set介面的實現，它使用了ReentrantLock鎖來保證在並行情況下提供高效能的並行讀取。

ConcurrentLinkedQuerue是一個先進先出的佇列。它是非阻塞佇列。

ConcurrentSkipListMap可以在高效並行中替代SoredMap（例如用Collections.synchronzedMap包裝的TreeMap）。

ConcurrentSkipListSet可以在高效並行中替代SoredSet（例如用Collections.synchronzedSet包裝的TreeMap）。

6、泛型集合演演算法

6.1  排序

6.2  查詢

6.3  其他

三、並行部分API

java.lang.Runnable

java.lang.Thread

鎖物件

ReentrantLock myLock = new ReentrantLock();
mylock.lock();
try{
critical section
}finally{
mylock.unlock();
}

條件物件

private ReetranLock mylock = new ReetranLock();
private Condition sufficientFunds = mylock.newCondition()
public void transfer(int from, int amount)
{
mylock.lock();
try{
while(account[from] < amount){
sufficientFunds.await();
}
...
sufficientFunds.singalAll();
}finally{
mylock.unlock();
}
}

synchronized關鍵字（內建鎖）

格式1：synchronized 方法

格式2：synchronized（obj）{}

使用synchronized如何設定條件變數

volatile域

volatile只提供可見性（線上程工作記憶體中被修改後立即寫入到主記憶體中），不提供原子性。
使用final變數可以保證可見性：建構函式完成時即不變，未完成構造期間對其他執行緒不可見。

java.lang.ThreadLocal<T>

作用：將記憶體共用變數變為執行緒拷貝變數

Executor類執行器

1）呼叫Executors類（工廠類）中靜態工廠方法newCacherThreadPool
2）呼叫submit提交Runnable或Callable物件
3）當不再提交任何任務時，呼叫shutdown

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