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老面:Java中有哪些关键字
笑小枫:
- 用于数据类型 用于数据类型的关键字有 boolean、byte、char、 double、 float、int、long、new、short、void、instanceof。
- 用于语句 用于语句的关键字有break、case、 catch、 continue、 default 、do、 else、 for、 if、return、switch、try、 while、 finally、 throw、this、 super。
- 用于修饰 用于修饰的关键字有 abstract、final、native、private、 protected、public、static、synchronized、 transient、 volatile。
- 用于方法、类、接口、包和异常 用于方法、类、接口、包和异常的关键字有 class、 extends、 implements、interface、 package、import、throws。
- 其他 还有些关键字,如 future、 generic、 operator、 outer、rest、var等都是Java保留的没有意义的关键字。另外,Java还有3个保留字:goto、const、null。它们不是关键字,而是文字。包含Java定义的值。和关键字一样,它们也不可以作为标识符使用。
老面:简单介绍一下 final 关键字
笑小枫:final关键字可以用来修饰引用、方法和类。
- 修饰引用
- 如果引用为基本数据类型,则该引用为常量,该值无法修改;
- 如果引用为引用数据类型,比如对象、数组,则该对象、数组本身可以修改,但指向该对象或数组的地址的引用不能修改。
- 如果引用时类的成员变量,则必须当场赋值,否则编译会报错。
- 修饰方法 当使用final修饰方法时,这个方法无法被子类重写。但是,该方法仍然可以被继承。
- 修饰类 当用final修改类时,该类成为最终类,无法被继承。
老面:简单介绍一下 this、super 关键字
笑小枫:this:代表当前对象的引用,谁来调用我我就代表谁。super:代表当前对象对父类的引用。
- 调用成员变量不同; this:成员变量 调用本类的成员变量,也可以调用父类的成员变量。 super:成员变量 调用父类的成员变量。
- 调用构造方法不同。 this:调用本类的构造方法。 super:调用父类的构造方法。
- 调用成员方法。 this:成员方法 调用本类的成员方法,也可以调用父类的方法。 super:成员方法 调用父类的成员方法。
老面:简单介绍一下 static 关键字
笑小枫:
- static是一个修饰符,用于修饰成员。(成员变量,成员函数)static修饰的成员变量 称之为静态变量或类变量。
- static修饰的成员被所有的对象共享。
- static优先于对象存在,因为static的成员随着类的加载就已经存在。
- static修饰的成员多了一种调用方式,可以直接被类名所调用,(类名.静态成员)。
- static修饰的数据是共享数据,对象中的存储的是特有的数据。
老面:简单介绍一下 volatile 关键字
笑小枫:volatile是java虚拟机提供的轻量级同步机制,用于表示可以被多个线程异步修改的成员变量,其特点有: 1.保证可见性 2.禁止指令重排 3.不保证原子性
1、volatile可见性实现原理:
变量被volatile关键字修饰后,底层汇编指令中会出现一个lock前缀指令。会导致以下两种事情的发生:
- 修改volatile变量时,会强制将修改后的值刷新到主内存中。
- 修改volatile变量后,会导致其他线程工作内存中对应的变量值失效。因此,再读取该变量值的时候就需要重新从读取主内存中的值。
2、volatile有序性实现原理:
**指令重排序:**编译器在不改变单线程程序语义的前提下,重新安排语句的执行顺序,指令重排序在单线程下不会有问题,但是在多线程下,可能会出现问题。
volatile有序性的保证就是通过禁止指令重排序来实现的。指令重排序包括编译器和处理器重排序,JMM会分别限制这两种指令重排序。禁止指令重排序又是通过加内存屏障实现的。
JMM:JMM(java 内存模型 Java Memory Model 简称JMM) 本身是一个抽象的概念,并不在内存中真实存在的,它描述的是一组规范或者规则,通过这组规范定义了程序中各个变量(实例字段,静态字段和构成数组对象的元素)的访问方式.
JMM的同步规定:
1.线程解锁之前,必须把共享变量刷新回主存
2.线程加锁锁之前,必须读取主存的最新值到自己的工作空间
3.加锁解锁必须是 同一把锁
内存屏障(memory barriers):一组处理器指令,用于实现对内存操作的顺序限制。
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3、 volatile为什么不保证原子性?
java中只有对变量的赋值和读取是原子性的,其他的操作都不是原子性的。所以即使volatile即使能保证被修饰的变量具有可见性,但是不能保证原子性。
老面:简单介绍一下 synchronized 关键字
笑小枫:可用来给对象和方法或者代码块加锁,当它锁定一个方法或者一个代码块的时候,同一时刻最多只有一个线程执行这段代码。
在早期的java版本,synchronized 关键字属于重量级锁,效率低下。jdk1.6之后有了优化。
synchronized在java内存模型中主要有3种作用,分别是:
- 原子性:通过monitorenter和monitorexit指令,保证被synchronized修饰的代码在同一时间只能被一个线程访问,在锁未释放之前,无法被其他线程访问到
- 可见性:保证共享变量的修改能够及时可见,对一个变量的unlock操作之前,必须把此变量同步回主内存中(store和write操作)
- 有序性:一个变量在同一时刻只允许一条线程对其执行lock操作,这条规则决定了持有同一个锁的两个同步块只能串行执行
synchronized的底层实现原理
- 原子性实现原理 synchronized实现原子性底层是通过JVM来实现的,同一时间只能有一个线程去执行synchronized中的代码块; 每一个对象都有一个监视器monitor来关联,监视器被占用时会被锁住,其他线程无法获取该monitor,当JVM执行某个线程的的内部方法的monitorenter,它会尝试去获取该对象的monitor的所有权,过程如下:
- 若monitor的进入数为0,线程可以进入monitor,并将该monitor的进入数置为1,那么该线程就成为monitor的所有者
- 若线程已拥有monitor的所有权,允许它重入monitor,则进入monitor的进入数加1(recursions:记录线程拥有锁的次数)
- 若其他线程已经占有monitor的所有权,那么当前尝试获取monitor的所有权的线程会被阻塞,直到monitor的进入数变为0,才能重新尝试获取monitor的所有权。
monitorexit指令
- 能执行monitorexit指令的线程一定是拥有当前对象的monitor的所有权的线程。
- 当执行monitorexit时会将monitor的进入数减1。当monitor的进入数减为0时,当前线程退出monitor,不再拥有monitor的所有权,此时这个monitor阻塞的线程可以尝试去获取这个monitor的所有权。
- 可见性实现原理 synchronized通过内存屏障保证可见性,同样的我们知道volatile是通过内存屏障来保证可见性的,
- monitorenter指令之后,synchronized内部的共享变量,每次读取数据的时候被强制从主内存读取最新的数据。
- monitorexit指令也具有Store屏障的作用,也就是让synchronized代码块内的共享变量,如果数据有变更的,强制刷新回主内存。 数据修改之后立即刷新回主内存,其他线程进入synchronized代码块后,使用共享变量的时候强制读取主内存的数据。
- 有序性实现原理 同样的,synchronized也是通过monitorenter、monitorexit指令嵌入上面的内存屏障,既具有加锁、释放锁的功能,同时也具有内存屏障的功能
老面:简单介绍一下 break、continue 关键字
笑小枫:
break用于完全结束一个循环,跳出循环体,执行循环后面的语句。
continue是跳过当次循环中剩下的语句,执行下一次循环。
老面:简单介绍一下 trabsient 关键字
笑小枫:被transient修饰的变量不参与序列化和反序列化。当一个对象被序列化的时候,transient型变量的值不包括在序列化的表示中,然而非transient型的变量是被包括进去的。
老面:简单介绍一下 instanceof 关键字
笑小枫:在 Java 中可以使用 instanceof 关键字判断一个对象是否为一个类(或接口、抽象类、父类)的实例
老面:简单介绍一下 extends、implements 关键字
笑小枫:
extends 是继承某个类, 继承之后可以使用父类的方法, 也可以重写父类的方法
implements 是实现多个接口, 接口的方法一般为空的, 必须实现才能使用
老面:简单介绍一下 native 关键字
笑小枫:native主要用于方法上,native方法是指该方法的实现由非Java语言实现,比如用C或C++实现。
主要是因为JAVA无法对操作系统底层进行操作,但是可以通过jni(java native interface)调用其他语言来实现底层的访问。
PS:JNI是Java本机接口(Java Native Interface),是一个本机编程接口,它是Java软件开发工具箱(java Software Development Kit,SDK)的一部分。JNI允许Java代码使用以其他语言编写的代码和代码库。Invocation API(JNI的一部分)可以用来将Java虚拟机(JVM)嵌入到本机应用程序中,从而允许程序员从本机代码内部调用Java代码。
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