java内存池实现代码 java内存存储

菜鸟：刚学java，堆区，栈区，静态区，代码区，晕了！！！！！

程序运行时java内存池实现代码，我们最好对数据保存到什么地方做到心中有数。特别要注意的是内在的分配，有六个地方都可以保存数据java内存池实现代码：

1、 寄存器。这是最快的保存区域，因为它位于和其他所有保存方式不同的地方：处理器内部。然而，寄存器的数量十分有限，所以寄存器是根据需要由编译器分配。我们对此没有直接的控制权，也不可能在自己的程序里找到寄存器存在的任何踪迹。

2、 堆栈。驻留于常规RAM（随机访问存储器）区域。但可通过它的“堆栈指针”获得处理的直接支持。堆栈指针若向下移，会创建新的内存java内存池实现代码；若向上移，则会释放那些内存。这是一种特别快、特别有效的数据保存方式，仅次于寄存器。创建程序时，java编译器必须准确地知道堆栈内保存的所有数据的“长度”以及“存在时间”。这是由于它必须生成相应的代码，以便向上和向下移动指针。这一限制无疑影响了程序的灵活性，所以尽管有些java数据要保存在堆栈里——特别是对象句柄，但java对象并不放到其中。

3、 堆。一种常规用途的内存池（也在RAM区域），其中保存了java对象。和堆栈不同：“内存堆”或“堆”最吸引人的地方在于编译器不必知道要从堆里分配多少存储空间，也不必知道存储的数据要在堆里停留多长的时间。因此，用堆保存数据时会得到更大的灵活性。要求创建一个对象时，只需用new命令编制相碰的代码即可。执行这些代码时，会在堆里自动进行数据的保存。当然，为达到这种灵活性，必然会付出一定的代价：在堆里分配存储空间时会花掉更长的时间

4、 静态存储。这儿的“静态”是指“位于固定位置”。程序运行期间，静态存储的数据将随时等候调用。可用static关键字指出一个对象的特定元素是静态的。但java对象本身永远都不会置入静态存储空间。

5、 常数存储。常数值通常直接置于程序代码内部。这样做是安全的。因为它们永远都不会改变，有的常数需要严格地保护，所以可考虑将它们置入只读存储器（ROM）。

6、 非RAM存储。若数据完全独立于一个程序之外，则程序不运行时仍可存在，并在程序的控制范围之外。其中两个最主要的例子便是“流式对象”和“固定对象”。对于流式对象，对象会变成字节流，通常会发给另一台机器，而对于固定对象，对象保存在磁盘中。即使程序中止运行，它们仍可保持自己的状态不变。对于这些类型的数据存储，一个特别有用的技艺就是它们能存在于其他媒体中，一旦需要，甚至能将它们恢复成普通的、基于RAM的对象。

相关问答

Q1: 要成为一名专业的程序员，从零开始需要怎么一步步来比较好，要把最底层的先学精通吗？(个人认为)求学长

前言

你是否觉得自己从学校毕业的时候只做过小玩具一样的程序？走入职场后哪怕没有什么经验也可以把以下这些课外练习走一遍（朋友的抱怨：学校课程总是从理论出发，作业项目都看不出有什么实际作用，不如从工作中的需求出发）

建议：

不要乱买书，不要乱追新技术新名词，基础的东西经过很长时间积累而且还会在未来至少10年通用。

回顾一下历史，看看历史上时间线上技术的发展，你才能明白明天会是什么样。

一定要动手，例子不管多么简单，建议至少自己手敲一遍看看是否理解了里头的细枝末节。

一定要学会思考，思考为什么要这样，而不是那样。还要举一反三地思考。

注：你也许会很奇怪为什么下面的东西很偏Unix/Linux，这是因为我觉得Windows下的编程可能会在未来很没有前途，原因如下：

现在的用户界面几乎被两个东西主宰了，1）Web，2）移动设备iOS或Android。Windows的图形界面不吃香了。

越来越多的企业在用成本低性能高的Linux和各种开源技术来构架其系统，Windows的成本太高了。

微软的东西变得太快了，很不持久，他们完全是在玩弄程序员。详情参见《Windows编程革命史》

所以，我个人认为以后的趋势是前端是Web+移动，后端是Linux+开源。开发这边基本上没Windows什么事。

启蒙入门

1、 学习一门脚本语言，例如Python/Ruby

可以让你摆脱对底层语言的恐惧感，脚本语言可以让你很快开发出能用得上的小程序。实践项目:

处理文本文件，或者csv (关键词 python csv, python open, python sys) 读一个本地文件，逐行处理（例如 word count，或者处理log）

遍历本地文件系统 (sys, os, path)，例如写一个程序统计一个目录下所有文件大小并按各种条件排序并保存结果

跟数据库打交道 (python sqlite)，写一个小脚本统计数据库里条目数量

学会用各种print之类简单粗暴的方式进行调试

学会用Google (phrase, domain, use reader to follow tech blogs)

为什么要学脚本语言，因为他们实在是太方便了，很多时候我们需要写点小工具或是脚本来帮我们解决问题，你就会发现正规的编程语言太难用了。

2、 用熟一种程序员的编辑器(不是IDE) 和一些基本工具

Vim / Emacs / Notepad++，学会如何配置代码补全，外观，外部命令等。

Source Insight (或 ctag)

使用这些东西不是为了Cool，而是这些编辑器在查看、修改代码/配置文章/日志会更快更有效率。

3、 熟悉Unix/Linux Shell和常见的命令行

如果你用windows，至少学会用虚拟机里的linux， vmware player是免费的，装个Ubuntu吧

一定要少用少用图形界面。

学会使用man来查看帮助

文件系统结构和基本操作 ls/chmod/chown/rm/find/ln/cat/mount/mkdir/tar/gzip …

学会使用一些文本操作命令 sed/awk/grep/tail/less/more …

学会使用一些管理命令 ps/top/lsof/netstat/kill/tcpdump/iptables/dd…

了解/etc目录下的各种配置文章，学会查看/var/log下的系统日志，以及/proc下的系统运行信息

了解正则表达式，使用正则表达式来查找文件。

对于程序员来说Unix/Linux比Windows简单多了。（参看我四年前CSDN的博文《其实Unix很简单》）学会使用Unix/Linux你会发现图形界面在某些时候实在是太难用了，相当地相当地降低工作效率。

4、 学习Web基础（HTML/CSS/JS) + 服务器端技术 (LAMP)

未来必然是Web的世界，学习WEB基础的最佳网站是W3School。

学习HTML基本语法

学习CSS如何选中HTML元素并应用一些基本样式（关键词：box model）

学会用 Firefox + Firebug 或 chrome 查看你觉得很炫的网页结构，并动态修改。

学习使用Javascript操纵HTML元件。理解DOM和动态网页（Dynamic HTML: The Definitive Reference, 3rd Edition - O'Reilly Media) 网上有免费的章节，足够用了。或参看 DOM 。

学会用 Firefox + Firebug 或 chrome 调试Javascript代码（设置断点，查看变量，性能，控制台等）

在一台机器上配置Apache 或 Nginx

学习PHP，让后台PHP和前台HTML进行数据交互，对服务器相应浏览器请求形成初步认识。实现一个表单提交和反显的功能。

把PHP连接本地或者远程数据库 MySQL（MySQL 和 SQL现学现用够了）

跟完一个名校的网络编程课程（例如： ) 不要觉得需要多于一学期时间，大学生是全职一学期选3-5门课，你业余时间一定可以跟上

学习一个javascript库（例如jQuery 或 ExtJS）+ Ajax (异步读入一个服务器端图片或者数据库内容）+JSON数据格式。

HTTP: The Definitive Guide 读完前4章你就明白你每天上网用浏览器的时候发生的事情了(proxy, gateway, browsers)

做个小网站（例如：一个小的留言板，支持用户登录，Cookie/Session，增、删、改、查，上传图片附件，分页显示）

买个域名，租个空间，做个自己的网站。

进阶加深

1、 C语言和操作系统调用

重新学C语言，理解指针和内存模型，用C语言实现一下各种经典的算法和数据结构。推荐《计算机程序设计艺术》、《算法导论》和《编程珠玑》。

学习（麻省理工免费课程）计算机科学和编程导论

学习（麻省理工免费课程）C语言内存管理

学习Unix/Linux系统调用（Unix高级环境编程），，了解系统层面的东西。

用这些系统知识操作一下文件系统，用户（实现一个可以拷贝目录树的小程序）

用fork/wait/waitpid写一个多进程的程序，用pthread写一个多线程带同步或互斥的程序。多进程多进程购票的程序。

用signal/kill/raise/alarm/pause/sigprocmask实现一个多进程间的信号量通信的程序。

学会使用gcc和gdb来编程和调试程序（参看我的《用gdb调试程序》）

学会使用makefile来编译程序。（参看我的《跟我一起写makefile》）

IPC和Socket的东西可以放到高级中来实践。

学习Windows SDK编程（Windows 程序设计 ，MFC程序设计）

写一个窗口，了解WinMain/WinProcedure，以及Windows的消息机制。

写一些程序来操作Windows SDK中的资源文件或是各种图形控件，以及作图的编程。

学习如何使用MSDN查看相关的SDK函数，各种WM_消息以及一些例程。

这本书中有很多例程，在实践中请不要照抄，试着自己写一个自己的例程。

不用太多于精通这些东西，因为GUI正在被Web取代，主要是了解一下Windows 图形界面的编程。@virushuo 说：“ 我觉得GUI确实不那么热门了，但充分理解GUI工作原理是很重要的。包括移动设备开发，如果没有基础知识仍然很吃力。或者说移动设备开发必须理解GUI工作，或者在win那边学，或者在mac/iOS上学”。

2、学习Java

Java 的学习主要是看经典的Core Java 《Java 核心技术编程》和《Java编程思想》（有两卷，我仅链了第一卷，足够了，因为Java的图形界面了解就可以了）

学习JDK，学会查阅Java API Doc Java Platform SE 6

了解一下Java这种虚拟机语言和C和Python语言在编译和执行上的差别。从C、Java、Python思考一下“跨平台”这种技术。

学会使用IDE Eclipse，使用Eclipse 编译，调试和开发Java程序。

建一个Tomcat的网站，尝试一下JSP/Servlet/JDBC/MySQL的Web开发。把前面所说的那个PHP的小项目试着用JSP和Servlet实现一下。

3、Web的安全与架构

学习HTML5，网上有很多很多教程，以前酷壳也介绍过很多，我在这里就不罗列了。

学习Web开发的安全问题（参考新浪微博被攻击的这个事，以及Ruby的这篇文章）

学习HTTP Server的rewrite机制，Nginx的反向代理机制，fast-cgi（如：PHP-FPM）

学习Web的静态页面缓存技术。

学习Web的异步工作流处理，数据Cache，数据分区，负载均衡，水平扩展的构架。

实践任务：

使用HTML5的canvas 制作一些Web动画。

尝试在前面开发过的那个Web应用中进行SQL注入，JS注入，以及XSS攻击。

把前面开发过的那个Web应用改成构造在Nginx + PHP-FPM + 静态页面缓存的网站

4、学习关系型数据库

你可以安装MSSQLServer或MySQL来学习数据库。

学习教科书里数据库设计的那几个范式，1NF，2NF，3NF，……

学习数据库的存过，触发器，视图，建索引，游标等。

学习SQL语句，明白表连接的各种概念（参看《SQL Join的图示》）

学习如何优化数据库查询（参看《MySQL的优化》）

实践任务：设计一个论坛的数据库，至少满足3NF，使用SQL语句查询本周，本月的最新文章，评论最多的文章，最活跃用户。

5、一些开发工具

学会使用SVN或Git来管理程序版本。

学会使用JUnit来对Java进行单元测试。

学习C语言和Java语言的coding standard 或 coding guideline。（我N年前写过一篇关C语言非常简单的文章——《编程修养》，这样的东西你可以上网查一下，一大堆）。

推荐阅读《代码大全》《重构》《代码整洁之道》

高级深入

1、C++ / Java 和面向对象

我个人以为学好C++，Java也就是举手之劳。但是C++的学习曲线相当的陡。不过，我觉得C++是最需要学好的语言了。参看两篇趣文“C++学习信心图” 和“21天学好C++”

学习（麻省理工免费课程）C++面向对象编程

读我的 “如何学好C++”中所推荐的那些书至少两遍以上（如果你对C++的理解能够深入到像我所写的《C++虚函数表解析》或是《C++对象内存存局（上）（下）》，或是《C/C++返回内部静态成员的陷阱》那就非常不错了）

然后反思为什么C++要干成这样，Java则不是？你一定要学会对比C++和Java的不同。比如，Java中的初始化，垃圾回收，接口，异常，虚函数，等等。

实践任务：

用C++实现一个BigInt，支持128位的整形的加减乘除的操作。

用C++封装一个数据结构的容量，比如hash table。

用C++封装并实现一个智能指针（一定要使用模板）。

《设计模式》必需一读，两遍以上，思考一下，这23个模式的应用场景。主要是两点：1）钟爱组合而不是继承，2）钟爱接口而不是实现。（也推荐《深入浅出设计模式》）

实践任务：

使用工厂模式实现一个内存池。

使用策略模式制做一个类其可以把文本文件进行左对齐，右对齐和中对齐。

使用命令模式实现一个命令行计算器，并支持undo和redo。

使用修饰模式实现一个酒店的房间价格订价策略——旺季，服务，VIP、旅行团、等影响价格的因素。

学习STL的用法和其设计概念 - 容器，算法，迭代器，函数子。如果可能，请读一下其源码。

实践任务：尝试使用面向对象、STL，设计模式、和WindowsSDK图形编程的各种技能

做一个贪吃蛇或是俄罗斯方块的游戏。支持不同的级别和难度。

做一个文件浏览器，可以浏览目录下的文件，并可以对不同的文件有不同的操作，文本文件可以打开编辑，执行文件则执行之，mp3或avi文件可以播放，图片文件可以展示图片。

学习C++的一些类库的设计，如： MFC（看看候捷老师的《深入浅出MFC》） ，Boost, ACE, CPPUnit，STL （STL可能会太难了，但是如果你能了解其中的设计模式和设计那就太好了，如果你能深入到我写的《STL string类的写时拷贝技术》那就非常不错了，ACE需要很强在的系统知识，参见后面的“加强对系统的了解”）

Java是真正的面向对象的语言，Java的设计模式多得不能再多，也是用来学习面向对象的设计模式的最佳语言了（参看Java中的设计模式）。

推荐阅读《Effective Java》 and 《Java解惑》

学习Java的框架，Java的框架也是多，如Spring, Hibernate，Struts 等等，主要是学习Java的设计，如IoC等。

Java的技术也是烂多，重点学习J2EE架构以及JMS， RMI, 等消息传递和远程调用的技术。

学习使用Java做Web Service （官方教程在这里）

实践任务： 尝试在Spring或Hibernate框架下构建一个有网络的Web Service的远程调用程序，并可以在两个Service中通过JMS传递消息。

C++和Java都不是能在短时间内能学好的，C++玩是的深，Java玩的是广，我建议两者选一个。我个人的学习经历是：

深究C++（我深究C/C++了十来年了）

学习Java的各种设计模式。

2、加强系统了解

重要阅读下面的几本书：

《Unix编程艺术》了解Unix系统领域中的设计和开发哲学、思想文化体系、原则与经验。你一定会有一种醍醐灌顶的感觉。

《Unix网络编程卷1，套接字》这是一本看完你就明白网络编程的书。重要注意TCP、UDP，以及多路复用的系统调用select/poll/epoll的差别。

《TCP/IP详解 卷1:协议》- 这是一本看完后你就可以当网络黑客的书。了解以太网的的运作原理，了解TCP/IP的协议，运作原理以及如何TCP的调优。

实践任务：

理解什么是阻塞（同步IO），非阻塞（异步IO），多路复用（select, poll, epoll）的IO技术。

写一个网络聊天程序，有聊天服务器和多个聊天客户端（服务端用UDP对部分或所有的的聊天客户端进Multicast或Broadcast）。

写一个简易的HTTP服务器。

《Unix网络编程卷2，进程间通信》信号量，管道，共享内存，消息等各种IPC…… 这些技术好像有点老掉牙了，不过还是值得了解。

实践任务：

主要实践各种IPC进程序通信的方法。

尝试写一个管道程序，父子进程通过管道交换数据。

尝试写一个共享内存的程序，两个进程通过共享内存交换一个C的结构体数组。

学习《Windows核心编程》一书。把CreateProcess，Windows线程、线程调度、线程同步（Event, 信号量，互斥量）、异步I/O，内存管理，DLL，这几大块搞精通。

实践任务：使用CreateProcess启动一个记事本或IE，并监控该程序的运行。把前面写过的那个简易的HTTP服务用线程池实现一下。写一个DLL的钩子程序监控指定窗口的关闭事件，或是记录某个窗口的按键。

有了多线程、多进程通信，TCP/IP，套接字，C++和设计模式的基本，你可以研究一下ACE了。使用ACE重写上述的聊天程序和HTTP服务器（带线程池）

实践任务：通过以上的所有知识，尝试

写一个服务端给客户端传大文件，要求把100M的带宽用到80%以上。（注意，磁盘I/O和网络I/O可能会很有问题，想一想怎么解决，另外，请注意网络传输最大单元MTU）

了解BT下载的工作原理，用多进程的方式模拟BT下载的原理。

3、系统架构

负载均衡。HASH式的，纯动态式的。（可以到Google学术里搜一些关于负载均衡的文章读读）

多层分布式系统 – 客户端服务结点层、计算结点层、数据cache层，数据层。J2EE是经典的多层结构。

CDN系统 – 就近访问，内容边缘化。

P2P式系统，研究一下BT和电驴的算法。比如：DHT算法。

服务器备份，双机备份系统（Live-Standby和Live-Live系统），两台机器如何通过心跳监测对方？集群主结点备份。

虚拟化技术，使用这个技术，可以把操作系统当应用程序一下切换或重新配置和部署。

学习Thrift，二进制的高性能的通讯中间件，支持数据(对象)序列化和多种类型的RPC服务。

学习Hadoop。Hadoop框架中最核心的设计就是：MapReduce和HDFS。MapReduce的思想是由Google的一篇论文所提及而被广为流传的，简单的一句话解释MapReduce就是“任务的分解与结果的汇总”。HDFS是Hadoop分布式文件系统（Hadoop Distributed File System）的缩写，为分布式计算存储提供了底层支持。

了解NoSQL数据库（有人说可能是一个过渡炒作的技术），不过因为超大规模以及高并发的纯动态型网站日渐成为主流，而SNS类网站在数据存取过程中有着实时性等刚性需求，这使得目前NoSQL数据库慢慢成了人们所关注的焦点，并大有成为取代关系型数据库而成为未来主流数据存储模式的趋势。当前NoSQL数据库很多，大部分都是开源的，其中比较知名的有：MemcacheDB、Redis、Tokyo Cabinet(升级版为Kyoto Cabinet)、Flare、MongoDB、CouchDB、Cassandra、Voldemort等。

Q2: java有内存溢出吗？如果有是什么情况？

内存溢出是指应用系统中存在无法回收java内存池实现代码的内存或使用java内存池实现代码的内存过多，最终使得程序运行要用到的内存大于虚拟机能提供的最大内存。

所以我们应该明确：存在内存溢出的因不一定导致内存溢出的果。。。

1。JAVA操作文本文件为什么超过3万行就内存益处啊？

PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter(fileName)));

//PrintWriter out = new PrintWriter(fileName);

//FileOutputStream out = new FileOutputStream(fileName);

while (rs.next()) {

for (int j = 1; j = totalColumn; j++) {

out.write(rs.getObject(j).toString());

out.write("\t");

}

out.write("\n");

out.flush();

}

}

我在代码中 写java内存池实现代码了 out.flush()用来刷新该流的缓冲; 可是当我的记录数超过3W时就报了内存益处的问题了，难道JAVA不能边读边写吗？还是out这个对象随着指向的fileName文件的边大占用内存也大了吗？？到底怎么来实现用JAVA写更多的数据而不内存益处呢

答案是：就在while(rs.next()) 当rs.next()时内存不断增大，而不是写流的问题，JAVA的ResultSet真是麻烦，而且ResultSet还不能clone(); 所以记得在做项目的时候，经常要设置：jdbc.setMaxRows(100*10000); //设置能容纳100万行记录-----这个就是防止内存泄露的哈------------------- 内存中加载的数据量过于庞大，如一次从数据库取出过多数据；

jdbc.setQueryTimeout(60*30); //设置超时时间是30分钟

2。java中的内存泄露的情况：长生命周期的对象持有短生命周期对象的引用就很可能发生内存泄露，尽管短生命周期对象已经不再需要，但是因为长生命周期对象持有它的引用而导致不能被回收，这就是java中内存泄露的发生场景，通俗地说，就是程序员可能创建了一个对象，以后一直不再使用这个对象，这个对象却一直被引用，即这个对象无用但是却无法被垃圾回收器回收的，这就是java中可能出现内存泄露的情况，例如，缓存系统，我们加载了一个对象放在缓存中(例如放在一个全局map对象中)，然后一直不再使用它，这个对象一直被缓存引用，但却不再被使用。

public class Stack { //长生命周期

private Object[] elements=new Object[10]; //当数组容器中没有东西时是无用的，但是无法回收~~elements是短生命周期

private int size = 0;

public void push(Object e){

ensureCapacity();

elements[size++] = e;

}

public Object pop(){

if( size == 0)

throw new EmptyStackException();

//这里还是引用了，只是指针变位置变化而已，他确实返回了那个对象，但是他却没有断开那个对象的引用，也就是说有两个地方会持有这个对象的引用，调用pop的地方，和elements中

return elements[--size];

}

private void ensureCapacity(){

if(elements.length == size){

Object[] oldElements = elements;

elements = new Object[2 * elements.length+1];

System.arraycopy(oldElements,0, elements, 0, size);

}

}

}

上面的原理应该很简单，假如堆栈加了10个元素，然后全部弹出来，虽然堆栈是空的，没有我们要的东西，但是这是个对象是无法回收的，这个才符合了内存泄露的两个条件(必要条件)：无用，无法回收。

例子1

public class Bad{

public static Stack s=Stack();

static{

s.push(new Object());

s.pop(); //这里有一个对象发生内存泄露

s.push(new Object()); //上面的对象可以被回收了，等于是自愈了，因为引用被覆盖了

}

}

因为是static，就一直存在到程序退出，但是我们也可以看到它有自愈功能，就是说如果java内存池实现代码你的Stack最多有100个对象，那么最多也就只有100个对象无法被回收其实这个应该很容易理解，Stack内部持有100个引用，最坏的情况就是他们都是无用的，因为我们一旦放新的进取，以前的引用自然消失java内存池实现代码！

内存泄露的另外一种情况：当一个对象被存储进HashSet集合中以后，就不能修改这个对象中的那些参与计算哈希值的字段了，否则，对象修改后的哈希值与最初存储进HashSet集合中时的哈希值就不同了，在这种情况下，即使在contains方法使用该对象的当前引用作为的参数去HashSet集合中检索对象，也将返回找不到对象的结果，这也会导致无法从HashSet集合中单独删除当前对象，造成内存泄露。

这是属于： 集合类中有对对象的引用，使用完后未清空，使得JVM不能回收；

3。代码中存在死循环或循环产生过多重复的对象实体；

4。启动参数内存值设定的过小；

Q3: java 内存池和堆内存什么关系啊

两者是完全不同java内存池实现代码的两个概念

内存池：

在真正使用内存之前java内存池实现代码，先申请分配一定数量的、大小相等(一般情况下)的内存块留作备用。当有新的内存需求时java内存池实现代码，就从内存池中分出一部分内存块，若内存块不够再继续申请新的内存。这样做的一个显著优点是，使得内存分配效率得到提升。

一个程序会随着长时间的运行和内存的申请释放而变得越来越慢，内存也会随着时间逐渐碎片化。特别是高频率的进行小内存申请释放，此问题变得尤其严重。

内存池最大的优势在于：

1、极少的（甚至没有）堆碎片整理

2、较之普通内存分配(如malloc,new)，有着更快的速度

额外的，你还将获得如下好处：

1、检测任意的指针是否指向内存池内

2、生成"heap-dump"

3、各种 内存泄漏 检测：当你没有释放之前申请的内存，内存池将抛出断言

堆内存：

是一块内存区域，区别于栈区、全局数据区和代码区的另一个内存区域。堆内存允许程序在运行时动态地申请某个大小的内存空间。堆内存是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便

Q4: 【Java基础】线程池的原理是什么？

什么是线程池？

总归为：池化技术 ---》数据库连接池 缓存架构 缓存池 线程池 内存池，连接池，这种思想演变成缓存架构技术--- JDK设计思想有千丝万缕的联系

首先我们从最核心的ThreadPoolExecutor类中的方法讲起，然后再讲述它的实现原理，接着给出了它的使用示例，最后讨论了一下如何合理配置线程池的大小。

Java 中的 ThreadPoolExecutor 类

java.uitl.concurrent.ThreadPoolExecutor 类是线程池中最核心的一个类，因此如果要透彻地了解Java 中的线程池，必须先了解这个类。下面我们来看一下 ThreadPoolExecutor 类的具体实现源码。

在 ThreadPoolExecutor 类中提供了四个构造方法：

从上面的代码可以得知，ThreadPoolExecutor 继承了 AbstractExecutorService 类，并提供了四个构造器，事实上，通过观察每个构造器的源码具体实现，发现前面三个构造器都是调用的第四个构造器进行的初始化工作。

下面解释下一下构造器中各个参数的含义：

corePoolSize：核心池的大小，这个参数跟后面讲述的线程池的实现原理有非常大的关系。在创建了线程池后，默认情况下，线程池中并没有任何线程，而是等待有任务到来才创建线程去执行任务，除非调用了prestartAllCoreThreads() 或者 prestartCoreThread()方法，从这 2 个方法的名字就可以看出，是预创建线程的意思，即在没有任务到来之前就创建 corePoolSize 个线程或者一个线程。默认情况下，在创建了线程池后，线程池中的线程数为0，当有任务来之后，就会创建一个线程去执行任务，当线程池中的线程数目达到 corePoolSize 后，就会把到达的任务放到缓存队列当中；

maximumPoolSize：线程池最大线程数，这个参数也是一个非常重要的参数，它表示在线程池中最多能创建多少个线程；

keepAliveTime：表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。默认情况下，只有当线程池中的线程数大于 corePoolSize 时，keepAliveTime 才会起作用，直到线程池中的线程数不大于 corePoolSize，即当线程池中的线程数大于 corePoolSize 时，如果一个线程空闲的时间达到 keepAliveTime，则会终止，直到线程池中的线程数不超过 corePoolSize。但是如果调用了 allowCoreThreadTimeOut(boolean) 方法，在线程池中的线程数不大于 corePoolSize 时，keepAliveTime 参数也会起作用，直到线程池中的线程数为0；

unit：参数 keepAliveTime 的时间单位，有 7 种取值，在 TimeUnit 类中有 7 种静态属性：

workQueue：一个阻塞队列，用来存储等待执行的任务，这个参数的选择也很重要，会对线程池的运行过程产生重大影响，一般来说，这里的阻塞队列有以下几种选择：

ArrayBlockingQueue 和 PriorityBlockingQueue 使用较少，一般使用 LinkedBlockingQueue 和 Synchronous。线程池的排队策略与 BlockingQueue 有关。

threadFactory：线程工厂，主要用来创建线程；

handler：表示当拒绝处理任务时的策略，有以下四种取值：

具体参数的配置与线程池的关系将在下一节讲述。

从上面给出的 ThreadPoolExecutor 类的代码可以知道，ThreadPoolExecutor 继承了AbstractExecutorService，我们来看一下 AbstractExecutorService 的实现：

AbstractExecutorService 是一个抽象类，它实现了 ExecutorService 接口。

我们接着看 ExecutorService 接口的实现：

而 ExecutorService 又是继承了 Executor 接口，我们看一下 Executor 接口的实现：

Q5: java对象的作用

一切都是对象

“尽管以C++为基础，但Java是一种更纯粹的面向对象程序设计语言”。

无论C++还是Java都属于杂合语言。但在Java中，设计者觉得这种杂合并不象在C++里那么重要。杂合语言允许采用多种编程风格；之所以说C++是一种杂合语言，是因为它支持与C语言的向后兼容能力。由于C++是C的一个超集，所以包含的许多特性都是后者不具备的，这些特性使C++在某些地方显得过于复杂。

Java语言首先便假定了我们只希望进行面向对象的程序设计。也就是说，正式用它设计之前，必须先将自己的思想转入一个面向对象的世界（除非早已习惯了这个世界的思维方式）。只有做好这个准备工作，与其他OOP语言相比，才能体会到Java的易学易用。在本章，我们将探讨Java程序的基本组件，并体会为什么说Java乃至Java程序内的一切都是对象。

2.1 用句柄操纵对象

每种编程语言都有自己的数据处理方式。有些时候，程序员必须时刻留意准备处理的是什么类型。您曾利用一些特殊语法直接操作过对象，或处理过一些间接表示的对象吗（C或C++里的指针）？

所有这些在Java里都得到了简化，任何东西都可看作对象。因此，我们可采用一种统一的语法，任何地方均可照搬不误。但要注意，尽管将一切都“看作”对象，但操纵的标识符实际是指向一个对象的“句柄”（Handle）。在其他Java参考书里，还可看到有的人将其称作一个“引用”，甚至一个“指针”。可将这一情形想象成用遥控板（句柄）操纵电视机（对象）。只要握住这个遥控板，就相当于掌握了与电视机连接的通道。但一旦需要“换频道”或者“关小声音”，我们实际操纵的是遥控板（句柄），再由遥控板自己操纵电视机（对象）。如果要在房间里四处走走，并想保持对电视机的控制，那么手上拿着的是遥控板，而非电视机。

此外，即使没有电视机，遥控板亦可独立存在。也就是说，只是由于拥有一个句柄，并不表示必须有一个对象同它连接。所以如果想容纳一个词或句子，可创建一个String句柄：

String s;

但这里创建的只是句柄，并不是对象。若此时向s发送一条消息，就会获得一个错误（运行期）。这是由于s实际并未与任何东西连接（即“没有电视机”）。因此，一种更安全的做法是：创建一个句柄时，记住无论如何都进行初始化：

String s = "asdf";

然而，这里采用的是一种特殊类型：字串可用加引号的文字初始化。通常，必须为对象使用一种更通用的初始化类型。

2.2 所有对象都必须创建

创建句柄时，我们希望它同一个新对象连接。通常用new关键字达到这一目的。new的意思是：“把我变成这些对象的一种新类型”。所以在上面的例子中，可以说：

String s = new String("asdf");

它不仅指出“将我变成一个新字串”，也通过提供一个初始字串，指出了“如何生成这个新字串”。

当然，字串（String）并非唯一的类型。Java配套提供了数量众多的现成类型。对我们来讲，最重要的就是记住能自行创建类型。事实上，这应是Java程序设计的一项基本操作，是继续本书后余部分学习的基础。

2.2.1 保存到什么地方

程序运行时，我们最好对数据保存到什么地方做到心中有数。特别要注意的是内存的分配。有六个地方都可以保存数据：

(1) 寄存器。这是最快的保存区域，因为它位于和其他所有保存方式不同的地方：处理器内部。然而，寄存器的数量十分有限，所以寄存器是根据需要由编译器分配。我们对此没有直接的控制权，也不可能在自己的程序里找到寄存器存在的任何踪迹。

(2) 堆栈。驻留于常规RAM（随机访问存储器）区域，但可通过它的“堆栈指针”获得处理的直接支持。堆栈指针若向下移，会创建新的内存；若向上移，则会释放那些内存。这是一种特别快、特别有效的数据保存方式，仅次于寄存器。创建程序时，Java编译器必须准确地知道堆栈内保存的所有数据的“长度”以及“存在时间”。这是由于它必须生成相应的代码，以便向上和向下移动指针。这一限制无疑影响了程序的灵活性，所以尽管有些Java数据要保存在堆栈里——特别是对象句柄，但Java对象并不放到其中。

(3) 堆。一种常规用途的内存池（也在RAM区域），其中保存了Java对象。和堆栈不同，“内存堆”或“堆”（Heap）最吸引人的地方在于编译器不必知道要从堆里分配多少存储空间，也不必知道存储的数据要在堆里停留多长的时间。因此，用堆保存数据时会得到更大的灵活性。要求创建一个对象时，只需用new命令编制相关的代码即可。执行这些代码时，会在堆里自动进行数据的保存。当然，为达到这种灵活性，必然会付出一定的代价：在堆里分配存储空间时会花掉更长的时间！

(4) 静态存储。这儿的“静态”（Static）是指“位于固定位置”（尽管也在RAM里）。程序运行期间，静态存储的数据将随时等候调用。可用static关键字指出一个对象的特定元素是静态的。但Java对象本身永远都不会置入静态存储空间。

(5) 常数存储。常数值通常直接置于程序代码内部。这样做是安全的，因为它们永远都不会改变。有的常数需要严格地保护，所以可考虑将它们置入只读存储器（ROM）。

(6) 非RAM存储。若数据完全独立于一个程序之外，则程序不运行时仍可存在，并在程序的控制范围之外。其中两个最主要的例子便是“流式对象”和“固定对象”。对于流式对象，对象会变成字节流，通常会发给另一台机器。而对于固定对象，对象保存在磁盘中。即使程序中止运行，它们仍可保持自己的状态不变。对于这些类型的数据存储，一个特别有用的技巧就是它们能存在于其他媒体中。一旦需要，甚至能将它们恢复成普通的、基于RAM的对象。Java 1.1提供了对Lightweight persistence的支持。未来的版本甚至可能提供更完整的方案。

2.2.2 特殊情况：主要类型

有一系列类需特别对待；可将它们想象成“基本”、“主要”或者“主”（Primitive）类型，进行程序设计时要频繁用到它们。之所以要特别对待，是由于用new创建对象（特别是小的、简单的变量）并不是非常有效，因为new将对象置于“堆”里。对于这些类型，Java采纳了与C和C++相同的方法。也就是说，不是用new创建变量，而是创建一个并非句柄的“自动”变量。这个变量容纳了具体的值，并置于堆栈中，能够更高效地存取。

Java决定了每种主要类型的大小。就象在大多数语言里那样，这些大小并不随着机器结构的变化而变化。这种大小的不可更改正是Java程序具有很强移植能力的原因之一。

主类型

大小

最小值

最大值

封装器类型

boolean

1-bit

–

–

Boolean

char

16-bit

Unicode 0

Unicode 216- 1

Character

byte

8-bit

-128

+127

Byte[11]

short

16-bit

-215

+215 – 1

Short1

int

32-bit

-231

+231 – 1

Integer

long

64-bit

-263

+263 – 1

Long

float

32-bit

IEEE754

IEEE754

Float

double

64-bit

IEEE754

IEEE754

Double

void

–

–

–

Void1

①：到Java 1.1才有，1.0版没有。

数值类型全都是有符号（正负号）的，所以不必费劲寻找没有符号的类型。

主数据类型也拥有自己的“封装器”（wrapper）类。这意味着假如想让堆内一个非主要对象表示那个主类型，就要使用对应的封装器。例如：

char c = 'x';

Character C = new Character('c');

也可以直接使用：

Character C = new Character('x');

这样做的原因将在以后的章节里解释。

1. 高精度数字

Java 1.1增加了两个类，用于进行高精度的计算：BigInteger和BigDecimal。尽管它们大致可以划分为“封装器”类型，但两者都没有对应的“主类型”。

这两个类都有自己特殊的“方法”，对应于我们针对主类型执行的操作。也就是说，能对int或float做的事情，对BigInteger和BigDecimal一样可以做。只是必须使用方法调用，不能使用运算符。此外，由于牵涉更多，所以运算速度会慢一些。我们牺牲了速度，但换来了精度。

BigInteger支持任意精度的整数。也就是说，我们可精确表示任意大小的整数值，同时在运算过程中不会丢失任何信息。

BigDecimal支持任意精度的定点数字。例如，可用它进行精确的币值计算。

至于调用这两个类时可选用的构建器和方法，请自行参考联机帮助文档。

2.2.3 Java的数组

几乎所有程序设计语言都支持数组。在C和C++里使用数组是非常危险的，因为那些数组只是内存块。若程序访问自己内存块以外的数组，或者在初始化之前使用内存（属于常规编程错误），会产生不可预测的后果（注释②）。

②：在C++里，应尽量不要使用数组，换用标准模板库（Standard TemplateLibrary）里更安全的容器。

Java的一项主要设计目标就是安全性。所以在C和C++里困扰程序员的许多问题都未在Java里重复。一个Java可以保证被初始化，而且不可在它的范围之外访问。由于系统自动进行范围检查，所以必然要付出一些代价：针对每个数组，以及在运行期间对索引的校验，都会造成少量的内存开销。但由此换回的是更高的安全性，以及更高的工作效率。为此付出少许代价是值得的。

创建对象数组时，实际创建的是一个句柄数组。而且每个句柄都会自动初始化成一个特殊值，并带有自己的关键字：null（空）。一旦Java看到null，就知道该句柄并未指向一个对象。正式使用前，必须为每个句柄都分配一个对象。若试图使用依然为null的一个句柄，就会在运行期报告问题。因此，典型的数组错误在Java里就得到了避免。

也可以创建主类型数组。同样地，编译器能够担保对它的初始化，因为会将那个数组的内存划分成零。

数组问题将在以后的章节里详细讨论。

2.3 绝对不要清除对象

在大多数程序设计语言中，变量的“存在时间”（Lifetime）一直是程序员需要着重考虑的问题。变量应持续多长的时间？如果想清除它，那么何时进行？在变量存在时间上纠缠不清会造成大量的程序错误。在下面的小节里，将阐示Java如何帮助我们完成所有清除工作，从而极大了简化了这个问题。

2.3.1 作用域

大多数程序设计语言都提供了“作用域”（Scope）的概念。对于在作用域里定义的名字，作用域同时决定了它的“可见性”以及“存在时间”。在C，C++和Java里，作用域是由花括号的位置决定的。参考下面这个例子：

{

int x = 12;

/* only x available */

{

int q = 96;

/* both x q available */

}

/* only x available */

/* q “out of scope” */

}

作为在作用域里定义的一个变量，它只有在那个作用域结束之前才可使用。

在上面的例子中，缩进排版使Java代码更易辨读。由于Java是一种形式自由的语言，所以额外的空格、制表位以及回车都不会对结果程序造成影响。

注意尽管在C和C++里是合法的，但在Java里不能象下面这样书写代码：

{

int x = 12;

{

int x = 96; /* illegal */

}

}

编译器会认为变量x已被定义。所以C和C++能将一个变量“隐藏”在一个更大的作用域里。但这种做法在Java里是不允许的，因为Java的设计者认为这样做使程序产生了混淆。

2.3.2 对象的作用域

Java对象不具备与主类型一样的存在时间。用new关键字创建一个Java对象的时候，它会超出作用域的范围之外。所以假若使用下面这段代码：

{

String s = new String("a string");

} /* 作用域的终点 */

那么句柄s会在作用域的终点处消失。然而，s指向的String对象依然占据着内存空间。在上面这段代码里，我们没有办法访问对象，因为指向它的唯一一个句柄已超出了作用域的边界。在后面的章节里，大家还会继续学习如何在程序运行期间传递和复制对象句柄。

这样造成的结果便是：对于用new创建的对象，只要我们愿意，它们就会一直保留下去。这个编程问题在C和C++里特别突出。看来在C++里遇到的麻烦最大：由于不能从语言获得任何帮助，所以在需要对象的时候，根本无法确定它们是否可用。而且更麻烦的是，在C++里，一旦工作完成，必须保证将对象清除。

这样便带来了一个有趣的问题。假如Java让对象依然故我，怎样才能防止它们大量充斥内存，并最终造成程序的“凝固”呢。在C++里，这个问题最令程序员头痛。但Java以后，情况却发生了改观。Java有一个特别的“垃圾收集器”，它会查找用new创建的所有对象，并辨别其中哪些不再被引用。随后，它会自动释放由那些闲置对象占据的内存，以便能由新对象使用。这意味着我们根本不必操心内存的回收问题。只需简单地创建对象，一旦不再需要它们，它们就会自动离去。这样做可防止在C++里很常见的一个编程问题：由于程序员忘记释放内存造成的“内存溢出”。

2.4 新建数据类型：类

如果说一切东西都是对象，那么用什么决定一个“类”（Class）的外观与行为呢？换句话说，是什么建立起了一个对象的“类型”（Type）呢？大家可能猜想有一个名为“type”的关键字。但从历史看来，大多数面向对象的语言都用关键字“class”表达这样一个意思：“我准备告诉你对象一种新类型的外观”。class关键字太常用了，以至于本书许多地方并没有用粗体字或双引号加以强调。在这个关键字的后面，应该跟随新数据类型的名称。例如：

class ATypeName {/*类主体置于这里}

这样就引入了一种新类型，接下来便可用new创建这种类型的一个新对象：

ATypeName a = new ATypeName();

在ATypeName里，类主体只由一条注释构成（星号和斜杠以及其中的内容，本章后面还会详细讲述），所以并不能对它做太多的事情。事实上，除非为其定义了某些方法，否则根本不能指示它做任何事情。

2.4.1 字段和方法

定义一个类时（我们在Java里的全部工作就是定义类、制作那些类的对象以及将消息发给那些对象），可在自己的类里设置两种类型的元素：数据成员（有时也叫“字段”）以及成员函数（通常叫“方法”）。其中，数据成员是一种对象（通过它的句柄与其通信），可以为任何类型。它也可以是主类型（并不是句柄）之一。如果是指向对象的一个句柄，则必须初始化那个句柄，用一种名为“构建器”（第4章会对此详述）的特殊函数将其与一个实际对象连接起来（就象早先看到的那样，使用new关键字）。但若是一种主类型，则可在类定义位置直接初始化（正如后面会看到的那样，句柄亦可在定义位置初始化）。

每个对象都为自己的数据成员保有存储空间；数据成员不会在对象之间共享。下面是定义了一些数据成员的类示例：

class DataOnly {

int i;

float f;

boolean b;

}

这个类并没有做任何实质性的事情，但我们可创建一个对象：

DataOnly d = new DataOnly();

可将值赋给数据成员，但首先必须知道如何引用一个对象的成员。为达到引用对象成员的目的，首先要写上对象句柄的名字，再跟随一个点号（句点），再跟随对象内部成员的名字。即“对象句柄.成员”。例如：

d.i = 47;

d.f = 1.1f;

d.b = false;

一个对象也可能包含了另一个对象，而另一个对象里则包含了我们想修改的数据。对于这个问题，只需保持“连接句点”即可。例如：

myPlane.leftTank.capacity = 100;

除容纳数据之外，DataOnly类再也不能做更多的事情，因为它没有成员函数（方法）。为正确理解工作原理，首先必须知道“自变量”和“返回值”的概念。我们马上就会详加解释。

1. 主成员的默认值

若某个主数据类型属于一个类成员，那么即使不明确（显式）进行初始化，也可以保证它们获得一个默认值。

主类型 默认值

Boolean false

Char '\u0000'(null)

byte (byte)0

short (short)0

int 0

long 0L

float 0.0f

double 0.0d

一旦将变量作为类成员使用，就要特别注意由Java分配的默认值。这样做可保证主类型的成员变量肯定得到了初始化（C++不具备这一功能），可有效遏止多种相关的编程错误。

然而，这种保证却并不适用于“局部”变量——那些变量并非一个类的字段。所以，假若在一个函数定义中写入下述代码：

int x;

那么x会得到一些随机值（这与C和C++是一样的），不会自动初始化成零。我们责任是在正式使用x前分配一个适当的值。如果忘记，就会得到一条编译期错误，告诉我们变量可能尚未初始化。这种处理正是Java优于C++的表现之一。许多C++编译器会对变量未初始化发出警告，但在Java里却是错误。

2.5 方法、自变量和返回值

迄今为止，我们一直用“函数”（Function）这个词指代一个已命名的子例程。但在Java里，更常用的一个词却是“方法”（Method），代表“完成某事的途径”。尽管它们表达的实际是同一个意思，但从现在开始，本书将一直使用“方法”，而不是“函数”。

Java的“方法”决定了一个对象能够接收的消息。通过本节的学习，大家会知道方法的定义有多么简单！

方法的基本组成部分包括名字、自变量、返回类型以及主体。下面便是它最基本的形式：

返回类型 方法名( /* 自变量列表*/ ) {/* 方法主体 */}

返回类型是指调用方法之后返回的数值类型。显然，方法名的作用是对具体的方法进行标识和引用。自变量列表列出了想传递给方法的信息类型和名称。

Java的方法只能作为类的一部分创建。只能针对某个对象调用一个方法（注释③），而且那个对象必须能够执行那个方法调用。若试图为一个对象调用错误的方法，就会在编译期得到一条出错消息。为一个对象调用方法时，需要先列出对象的名字，在后面跟上一个句点，再跟上方法名以及它的参数列表。亦即“对象名.方法名(自变量1，自变量2，自变量3...)。举个例子来说，假设我们有一个方法名叫f()，它没有自变量，返回的是类型为int的一个值。那么，假设有一个名为a的对象，可为其调用方法f()，则代码如下：

int x = a.f();

返回值的类型必须兼容x的类型。

象这样调用一个方法的行动通常叫作“向对象发送一条消息”。在上面的例子中，消息是f()，而对象是a。面向对象的程序设计通常简单地归纳为“向对象发送消息”。

③：正如马上就要学到的那样，“静态”方法可针对类调用，毋需一个对象。

2.5.1 自变量列表

自变量列表规定了我们传送给方法的是什么信息。正如大家或许已猜到的那样，这些信息——如同Java内其他任何东西——采用的都是对象的形式。因此，我们必须在自变量列表里指定要传递的对象类型，以及每个对象的名字。正如在Java其他地方处理对象时一样，我们实际传递的是“句柄”（注释④）。然而，句柄的类型必须正确。倘若希望自变量是一个“字串”，那么传递的必须是一个字串。

④：对于前面提及的“特殊”数据类型boolean，char，byte，short，int，long，，float以及double来说是一个例外。但在传递对象时，通常都是指传递指向对象的句柄。

下面让我们考虑将一个字串作为自变量使用的方法。下面列出的是定义代码，必须将它置于一个类定义里，否则无法编译：

int storage(String s) {

return s.length() * 2;

}

这个方法告诉我们需要多少字节才能容纳一个特定字串里的信息（字串里的每个字符都是16位，或者说2个字节、长整数，以便提供对Unicode字符的支持）。自变量的类型为String，而且叫作s。一旦将s传递给方法，就可将它当作其他对象一样处理（可向其发送消息）。在这里，我们调用的是length()方法，它是String的方法之一。该方法返回的是一个字串里的字符数。

通过上面的例子，也可以了解return关键字的运用。它主要做两件事情。首先，它意味着“离开方法，我已完工了”。其次，假设方法生成了一个值，则那个值紧接在return语句的后面。在这种情况下，返回值是通过计算表达式“s.length()*2”而产生的。

可按自己的愿望返回任意类型，但倘若不想返回任何东西，就可指示方法返回void（空）。下面列出一些例子。

boolean flag() { return true; }

float naturalLogBase() { return 2.718; }

void nothing() { return; }

void nothing2() {}

若返回类型为void，则return关键字唯一的作用就是退出方法。所以一旦抵达方法末尾，该关键字便不需要了。可在任何地方从一个方法返回。但假设已指定了一种非void的返回类型，那么无论从何地返回，编译器都会确保我们返回的是正确的类型。

到此为止，大家或许已得到了这样的一个印象：一个程序只是一系列对象的集合，它们的方法将其他对象作为自己的自变量使用，而且将消息发给那些对象。这种说法大体正确，但通过以后的学习，大家还会知道如何在一个方法里作出决策，做一些更细致的基层工作。至于这一章，只需理解消息传送就足le

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