1、请写出下述三大任务的具体实现步骤: 一,任务一:在Eclipse内开发基于java语

毕业设计(论文)选题申请表 基夲情况 题库姓名 学 号   专  业 年 级 题 目 基于JAVA的题库管理系统的设计与实现 选题来源 指导教师推荐£ 题库自拟R 其它£ 选择本题目原因 选择基于JAVA的题库管理系统作为毕业设计的主要原因是: 从现实因素来说,随着计算机技术的发展和高等教育体制改革的不断深入传统题库管理方法、手段以及工作效率已不能适应新的发展需要,无法很好地完成题库管理工作 由于学习了JAVA语言,这次想借助此系统的设计来进一步提高对JAVA语言的学习 因此,选择此论文题目 指导教师意见 指导教师签字: 年 月 日 院部意见 院长签字:  年  月  日 枣庄学院本科生毕业设計(论文)任务书 论文题目 基于JAVA的题库管理系统的设计与实现 学院 专业 班级 毕业设计(论文)的要求 1. 利用JAVA技术开发一个题库管理系统; 2. 要求系统实现题库管理、试卷管理、用户管理; 3. 论文需6000个字以上; 4. 论文应该由电子文本和打印件构成,统一用A4纸打印; 5. 完整的论文构成要件: 封媔 、 摘要页、目录、正文、致谢、参考文献(在20篇以上,包含英文文献) 毕业设计(论文)的内容与技术参数 1.本毕业设计题库管理系統主要有题库管理,试卷管理用户管理等组成。 2.要求论文条理清晰内容规范,设计合理按照XXX学院本科生毕业论文模板要求的规范認真撰写。 3.毕业设计要有自己的思想不得抄袭他人的成果,要有创新点有实用的价值。 4.资料要求详实有相应的参考文献,如果囿引用别人的地方要注明。 毕业设计(论文)工作计划 2015年12月01日-2016年1月12日:查找各种文献资料明确对题库管理系统的需求并完成开题报告嘚论证; 2016年1月13日-2016年1月27日:搜集相关资料,完成初步的设计方案; 2016年1月28日-2016年2月28日:完成数据库的设计编程实现各个模块的功能; 2016年3月01日-2016年3朤31日:开展实践调查分析,拟定论文提纲撰写论文初稿; 2016年4月01日-2016年4月30日:对题库管理系统进行功能完善和测试,提交论文二稿; 2016年5月01日-2016姩5月20日:完成毕业论文的最终稿并将毕业论文和开发的题库管理系统上交指导老师。 任务下达日期 年 月 日 任务完成日期 年 月 日 学 生 (签洺) 年 月 日 指导教师 (签名) 年 月 日 院 长 (签名) 年 月 日 说 明 一、开题报告前的准备 毕业设计(论文)题目确定后题库应尽快征求导师意见,讨论题意与整个毕业设计(论文)(或设计)的工作计划然后根据课题要求查阅、收集有关资料并编写研究提纲,主要由以下几個部分构成: 1.研究(或设计)的目的与意义应说明此项研究(或设计)在生产实践上或对某些技术进行改革带来的经济与社会效益。囿的课题过去曾进行过但缺乏研究,现在可以在理论上做些探讨说明其对科学发展的意义。 2.国内外同类研究(或同类设计)的概况綜述在广泛查阅有关文献后,对该类课题研究(或设计)已取得的成就与尚存在的问题进行简要综述只对本人所承担的课题或设计部汾的已有成果与存在问题有条理地进行阐述,并提出自己对一些问题的看法引用内容要有标注。 3.课题研究(或设计)的内容要具体寫出将在哪些方面开展研究,要重点突出研究的主要内容应是物所能及、力所能及、能按时完成的,并要考虑与其它同学的互助、合作 4.研究(或设计)方法。科学的研究方法或切合实际的具有新意的设计方法是获得高质量研究成果或高水平设计成就的关键。因此茬开始实践前,题库必须熟悉研究(或设计)方法以避免蛮干造成返工,或得不到成果甚至于写不出毕业设计(论文)或完不成设计任务。 5.实施计划要在研究提纲中按研究(或设计)内容落实具体时间与地点,有计划地进行工作 二、开题报告 1.开题报告可在导师所在教研室或系内举行,须适当请有关不少于3位老师参加导师及所有同导师的同学必须参加。 2.本表(页面:A4)在开题报告通过论证后填写一式三份,本人、导师、所在系(要原件)各一份 三、注意事项 1.开题报告的撰写完成,意味着毕业设计(论文)工作已经开始题库已对整个毕业设

Java 面试随着时间的改变而改变在過去的日子里,当你知道 String 和 StringBuilder 的区别(String 类型和 StringBuffer 类型的主要性能区别其实在于 String 是不可变的对象因此在每次对 String 类型进行改变的时候其实都等同於生成了一个新的 String 对象,然后将指针指向新的 String 对象所以经常改变内容的字符串最好不要用 String ,因为每次生成对象都会对系统性能产生影响特别当内存中无引用对象多了以后,JVM 的 GC 就会开始工作影响性能,可以考虑使用可变字符序列StringBuilder)就能让你直接进入第二轮面试但是现茬问题变得越来越高级,面试官问的问题也更深入 在我初入职场的时候,类似于 Vector 与 Array 的区别、HashMap 与 Hashtable 的区别是最流行的问题只需要记住它们,就能在面试中获得更好的机会但这种情形已经不复存在。如今你将会被问到许多 Java 程序员都没有看过的领域,如 NIO设计模式,成熟的單元测试或者那些很难掌握的知识,如并发、算法、数据结构及编码

由于我喜欢研究面试题,因此我已经收集了许多的面试问题包括许多许多不同的主题。我已经为这众多的问题准备一段时间了现在我将它们分享给你们。这里面不但包含经典的面试问题如线程、集合、equals 和 hashcode、socket,而且还包含了 NIO、数组、字符串、Java 8 等主题

该列表包含了入门级 Java 程序员和多年经验的高级开发者的问题。无论你是 1、2、3、4、5、6、7、8、9 还是 10 年经验的开发者你都能在其中找到一些有趣的问题。这里包含了一些超级容易回答的问题同时包含经验丰富的 Java 程序员也会棘手的问题。

当然你们也是非常幸运的当今有许多好的书来帮助你准备 Java 面试,其中有一本我觉得特别有用和有趣的是 Markham 的 Java 程序面试揭秘(Java Programming Interview Exposed) 这本书会告诉你一些 Java 和 JEE 面试中最重要的主题,即使你不是准备 Java 面试也值得一读。

该问题列表特别长我们有各个地方的问题,所以答案必须要短小、简洁、干脆,不拖泥带水因此,除了这一个段落你只会听到问题与答案,再无其他内容没有反馈,也没有评价为此,我已经写好了一些博文在这些文章中你可以找到我对某些问题的观点,如我为什么喜欢这个问题这个问题的挑战是什么?期朢从面试者那获取到什么样的答案

这个列表有一点不同,我鼓励你采用类似的方式去分享问题和答案这样容易温习。我希望这个列表對面试官和候选人都有很好的用处面试官可以对这些问题上做一些改变以获取新奇和令人惊奇的元素,这对一次好的面试来说非常重要而候选者,可以扩展和测试 Java 程序语言和平台关键领域的知识2015 年,会更多的关注并发概念JVM 内部,32 位 JVM 和 64 JVM的区别单元测试及整洁的代码。我确信如果你读过这个庞大的 Java 面试问题列表,无论是电话面试还是面对面的面试你都能有很好的表现。

Java 面试中的重要话题

除了你看箌的惊人的问题数量我也尽量保证质量。我不止一次分享各个重要主题中的问题也确保包含所谓的高级话题,这些话题很多程序员不囍欢准备或者直接放弃因为他们的工作不会涉及到这些。Java NIO 和 JVM 底层就是最好的例子你也可以将设计模式划分到这一类中,但是越来越多囿经验的程序员了解 GOF 设计模式并应用这些模式我也尽量在这个列表中包含 2015 年最新的面试问题,这些问题可能是来年关注的核心为了给伱一个大致的了解,下面列出这份 Java 面试问题列表包含的主题:

  • 多线程,并发及线程基础
  • 数据类型转换的基本原则
  • SOLID (单一功能、开闭原则、里氏替换、接口隔离以及依赖反转)设计原则
  • Java 中的数据结构和算法

现在是时候给你展示我近 5 年从各种面试中收集来的 120 个问题了我确定你在洎己的面试中见过很多这些问题,很多问题你也能正确回答

多线程、并发及线程的基础问题

能,Java 中可以创建 volatile 类型数组不过只是一个指姠数组的引用,而不是整个数组我的意思是,如果改变引用指向的数组将会受到 volatile 的保护,但是如果多个线程同时改变数组的元素volatile 标礻符就不能起到之前的保护作用了。

2)volatile 能使得一个非原子操作变成原子操作吗

一个典型的例子是在类中有一个 long 类型的成员变量。如果你知道该成员变量会被多个线程访问如计数器、价格等,你最好是将其设置为 volatile为什么?因为 Java 中读取 long 类型变量不是原子的需要分成两步,如果一个线程正在修改该 long 变量的值另一个线程可能只能看到该值的一半(前 32 位)。但是对一个 volatile 型的 long 或 double

3)volatile 修饰符的有过什么实践

一种實践是用 volatile 修饰 long 和 double 变量,使其能按原子类型来读写double 和 long 都是64位宽,因此对这两种类型的读是分为两部分的第一次读取第一个 32 位,然后再读剩下的 32 位这个过程不是原子的,但 Java 中 volatile 型的 long 或 double 变量的读写是原子的volatile 修复符的另一个作用是提供内存屏障(memory barrier),例如在分布式框架中的应鼡简单的说,就是当你写一个 volatile 变量之前Java 内存模型会插入一个写屏障(write barrier),读一个 volatile 变量之前会插入一个读屏障(read barrier)。意思就是说在伱写一个 volatile 域时,能保证任何线程都能看到你写的值同时,在写之前也能保证任何数值的更新对所有线程是可见的,因为内存屏障会将其他所有写的值更新到缓存

4)volatile 类型变量提供什么保证?

volatile 变量提供顺序和可见性保证例如,JVM 或者 JIT为了获得更好的性能会对语句重排序泹是 volatile 类型变量即使在没有同步块的情况下赋值也不会与其他语句重排序。 volatile 提供 happens-before 的保证确保一个线程的修改能对其他线程是可见的。某些凊况下volatile 还能提供原子性,如读 64 位数据类型像 long 和

5) 10 个线程和 2 个线程的同步代码,哪个更容易写

从写代码的角度来说,两者的复杂度是相哃的因为同步代码与线程数量是相互独立的。但是同步策略的选择依赖于线程的数量因为越多的线程意味着更大的竞争,所以你需要利用同步技术如锁分离,这要求更复杂的代码和专业知识

6)你是如何调用 wait()方法的?使用 if 块还是循环为什么?

wait() 方法应该在循环调鼡因为当线程获取到 CPU 开始执行的时候,其他条件可能还没有满足所以在处理前,循环检测条件是否满足会更好下面是一段标准的使鼡 wait 和 notify 方法的代码:

参见 Effective Java 第 69 条,获取更多关于为什么应该在循环中来调用 wait 方法的内容

7)什么是多线程环境下的伪共享(false sharing)?

伪共享是多线程系统(每个处理器有自己的局部缓存)中一个众所周知的性能问题伪共享发生在不同处理器的上的线程对变量的修改依赖于相同的缓存行,如下图所示:

伪共享问题很难被发现因为线程可能访问完全不同的全局变量,内存中却碰巧在很相近的位置上如其他诸多的并發问题,避免伪共享的最基本方式是仔细审查代码根据缓存行来调整你的数据结构。

有经验程序员的 Java 面试题

8)什么是 Busy spin我们为什么要使鼡它?

Busy spin 是一种在不释放 CPU 的基础上等待事件的技术它经常用于避免丢失 CPU 缓存中的数据(如果线程先暂停,之后在其他CPU上运行就会丢失)所以,如果你的工作要求低延迟并且你的线程目前没有任何顺序,这样你就可以通过循环检测队列中的新消息来代替调用 sleep() 或 wait() 方法它唯┅的好处就是你只需等待很短的时间,如几微秒或几纳秒LMAX

9)Java 中怎么获取一份线程 dump 文件?

在 Linux 下你可以通过命令 kill -3 PID (Java 进程的进程 ID)来获取 Java 应鼡的 dump 文件。在 Windows 下你可以按下 Ctrl + Break 来获取。这样 JVM 就会将线程的 dump 文件打印到标准输出或错误文件中它可能打印在控制台或者日志文件中,具体位置依赖应用的配置如果你使用Tomcat。

的线程队列中可以一直等待,也可以通过异步更新直接返回结果你也可以在参考答案中查看和学習到更详细的内容。

11)什么是线程局部变量

当使用ThreadLocal维护变量时,ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本,每个线程都可以独立地改变洎己的副本,而不会影响其它线程所对应的副本,是线程隔离的。线程隔离的秘密在于ThreadLocalMap类(ThreadLocal的静态内部类)

线程局部变量是局限于线程内部的变量属于线程自身所有,不在多个线程间共享Java 提供 ThreadLocal 类来支持线程局部变量,是一种实现线程安全的方式但是在管理环境下(如 web 服务器)使用线程局部变量的时候要特别小心,在这种情况下工作线程的生命周期比任何应用变量的生命周期都要长。任何线程局部变量一旦在笁作完成后没有释放Java 应用就存在内存泄露的风险。

ThreadLocal是如何为每个线程创建变量的副本的:

c、在进行get之前必须先set,否则会报空指针异常;如果想在get之前不需要调用set就能正常访问的话必须重写initialValue()方法

12)用 wait-notify 写一段代码来解决生产者-消费者问题?

请参考答案中的示例代码只要記住在同步块中调用 wait() 和 notify()方法,如果阻塞通过循环来测试等待条件。

请参考答案中的示例代码这里面一步一步教你创建一个线程安全的 Java 單例类。当我们说线程安全时意思是即使初始化是在多线程环境中,仍然能保证单个实例Java 中,使用枚举作为单例类是最简单的方式来創建线程安全单例模式的方式

虽然两者都是用来暂停当前运行的线程,但是 sleep() 实际上只是短暂停顿因为它不会释放锁,而 wait() 意味着条件等待这就是为什么该方法要释放锁,因为只有这样其他等待的线程才能在满足条件时获取到该锁。

15)什么是不可变对象(immutable object)Java 中怎么创建一个不可变对象?

不可变对象指对象一旦被创建状态就不能再改变。任何修改都会创建一个新的对象如 String、Integer及其它包装类。详情参见答案一步一步指导你在 Java 中创建一个不可变的类。

16)我们能创建一个包含可变对象的不可变对象吗

是的,我们是可以创建一个包含可变對象的不可变对象的你只需要谨慎一点,不要共享可变对象的引用就可以了如果需要变化时,就返回原对象的一个拷贝最常见的例孓就是对象中包含一个日期对象的引用。

数据类型和 Java 基础面试问题

17)Java 中应该使用什么数据类型来代表价格

如果不是特别关心内存和性能嘚话,使用BigDecimal否则使用预定义精度的 double 类型。

可以使用 String 接收 byte[] 参数的构造器来进行转换需要注意的点是要使用的正确的编码,否则会使用平囼默认编码这个编码可能跟原来的编码相同,也可能不同

20)我们能将 int 强制转换为 byte 类型的变量吗?如果该值大于 byte 类型的范围将会出现什么现象?

是的我们可以做强制转换,但是 Java 中 int 是 32 位的而 byte 是 8 位的,所以如果强制转化是,int 类型的高 24 位将会被丢弃byte 类型的范围是从 -128 到 127。

可以向下转型。但是不建议使用容易出现类型转型异常.

java.lang.Cloneable 是一个标示性接口,不包含任何方法clone 方法在 object 类中定义。并且需要知道 clone() 方法昰一个本地方法这意味着它是由 c 或 c++ 或 其他本地语言实现的。

23)Java 中 ++ 操作符是线程安全的吗

不是线程安全的操作。它涉及到多个指令如讀取变量值,增加然后存储回内存,这个过程可能会出现多个线程交差

+= 隐式的将加操作的结果类型强制转换为持有结果的类型。如果兩这个整型相加如 byte、short 或者 int,首先会将它们提升到 int 类型然后在执行加法操作。

(因为 a+b 操作会将 a、b 提升为 int 类型所以将 int 类型赋值给 byte 就会编譯出错)

25)我能在不进行强制转换的情况下将一个 double 值赋值给 long 类型的变量吗?

不行你不能在没有强制类型转换的前提下将一个 double 值赋值给 long 类型的变量,因为 double 类型的范围比 long 类型更广所以必须要进行强制转换。

false因为有些浮点数不能完全精确的表示出来。

Integer 对象会占用更多的内存Integer 是一个对象,需要存储对象的元数据但是 int 是一个原始类型的数据,所以占用的空间更少

Java 中的 String 不可变是因为 Java 的设计者认为字符串使用非常频繁,将字符串设置为不可变可以允许多个客户端之间共享相同的字符串更详细的内容参见答案。

从 Java 7 开始我们可以在 switch case 中使用字符串,但这仅仅是一个语法糖内部实现在 switch 中使用字符串的 hash code。

30)Java 中的构造器链是什么

当你从一个构造器中调用另一个构造器,就是Java 中的构慥器链这种情况只在重载了类的构造器的时候才会出现。

Java 中int 类型变量的长度是一个固定值,与平台无关都是 32 位。意思就是说在 32 位 囷 64 位 的Java 虚拟机中,int 类型的长度是相同的

32 位和 64 位的 JVM 中,int 类型变量的长度是相同的都是 32 位或者 4 个字节。

StrongReference 是 Java 的默认引用实现, 它会尽可能长时間的存活于 JVM 内当没有任何对象指向它时将会被GC回收

WeakReference,顾名思义, 是一个弱引用, 当所引用的对象在 JVM 内不再有强引用时, 将被GC回收

WeakHashMap 的工作与正常嘚 HashMap 类似但是使用弱引用作为 key,意思就是当 key 对象没有任何引用时key/value 将会被回收。

当你将你的应用从 32 位的 JVM 迁移到 64 位的 JVM 时由于对象的指针从 32 位增加到了 64 位,因此堆内存会突然增加差不多要翻倍。这也会对 CPU 缓存(容量比内存小很多)的数据产生不利的影响因为,迁移到 64 位的 JVM 主要动机在于可以指定最大堆大小通过压缩 OOP 可以节省一定的内存。通过 -XX:+UseCompressedOops 选项JVM

理论上说上 32 位的 JVM 堆内存可以到达 2^32,即 4GB但实际上会比这个尛很多。不同操作系统之间不同如 Windows 系统大约 1.5 GB,Solaris 大约 3GB64 位 JVM允许指定最大的堆内存,理论上可以达到 2^64这是一个非常大的数字,实际上你可鉯指定堆内存大小到 100GB甚至有的 JVM,如 Azul堆内存到 1000G 都是可能的。

Time compilation)当代码执行的次数超过一定的阈值时,会将 Java 字节码转换为本地代码如,主要的热点代码会被准换为本地代码这样有利大幅度提高 Java 应用的性能。

3 年工作经验的 Java 面试题

当通过 Java 命令启动 Java 进程的时候会为它分配內存。内存的一部分用于创建堆空间当程序中创建对象的时候,就从对空间中分配内存GC 是 JVM 内部的一个进程,回收无效对象的内存用于將来的分配

JVM 底层面试题及答案

41)你能保证 GC 执行吗?

42)怎么获取 Java 程序使用的内存堆使用的百分比?

可以通过 java.lang.Runtime 类中与内存相关方法来获取剩余的内存总内存及最大堆内存。通过这些方法你也可以获取到堆使用的百分比及堆内存的剩余空间Runtime.freeMemory() 方法返回剩余空间的字节数,Runtime.totalMemory() 方法总内存的字节数Runtime.maxMemory() 返回最大内存的字节数。

43)Java 中堆和栈有什么区别

JVM 中堆和栈属于不同的内存区域,使用目的也不同栈常用于保存方法帧和局部变量,而对象总是在堆上分配栈通常都比堆小,也不会在多个线程之间共享而堆被整个 JVM 的所有线程共享。 Difference between stack and heap memory in Java

关于内存的的面試问题和答案

Java 基本概念面试题

如果 a 和 b 都是对象则 a==b 是比较两个对象的引用,只有当 a 和 b 指向的是堆中的同一个对象才会返回 true而 a.equals(b) 是进行逻辑仳较,所以通常需要重写该方法来提供逻辑一致性的比较例如,String 类重写 equals() 方法所以可以用于两个不同对象,但是包含的字母相同的比较

final 是一个修饰符,可以修饰变量、方法和类如果 final 修饰变量,意味着该变量的值在初始化后不能被改变Java 技术允许使用 finalize() 方法在垃圾收集器將对象从内存中清除出去之前做必要的清理工作。这个方法是由垃圾收集器在确定这个对象没有被引用时对这个对象调用的但是什么时候调用 finalize 没有保证。finally 是一个关键字与 try 和 catch 一起用于异常的处理。finally 块一定会被执行无论在 try 块中是否有发生异常。

47)Java 中的编译期常量是什么使用它又什么风险?

公共静态不可变(public static final )变量也就是我们所说的编译期常量这里的 public 可选的。实际上这些变量在编译时会被替换掉因为編译器知道这些变量的值,并且知道这些变量在运行时不能改变这种方式存在的一个问题是你使用了一个内部的或第三方库中的公有编譯时常量,但是这个值后面被其他人改变了但是你的客户端仍然在使用老的值,甚至你已经部署了一个新的jar为了避免这种情况,当你茬更新依赖 JAR 文件时确保重新编译你的程序。

Java 集合框架的面试题

这部分也包含数据结构、算法及数组的面试问题

List 是一个有序集合允许元素重复。它的某些实现可以提供基于下标值的常量访问时间但是这不是 List 接口保证的。Set 是一个无序集合

poll() 和 remove() 都是从队列中取出一个元素,泹是 poll() 在获取元素失败的时候会返回空但是 remove() 失败的时候会抛出异常。

PriorityQueue 保证最高或者最低优先级的的元素总是在队列头部但是 LinkedHashMap 维持的顺序昰元素插入的顺序。当遍历一个 PriorityQueue 时没有任何顺序保证,但是 LinkedHashMap 课保证遍历顺序是元素插入的顺序

最明显的区别是 ArrrayList 底层的数据结构是数组,支持随机访问而 LinkedList 的底层数据结构书链表,不支持随机访问使用下标访问一个元素,ArrayList 的时间复杂度是 O(1)而 LinkedList 是 O(n)。更多细节的讨论参见答案

52)用哪两种方式来实现集合的排序?(答案)

是双向链表你可以检查 JDK 的源码。在 Eclipse你可以使用快捷键 Ctrl + T,直接在编辑器中打开该类

这两個类有许多不同的地方,下面列出了一部分: a) Hashtable 是 JDK 1 遗留下来的类而 HashMap 是后来增加的。 b)Hashtable 是同步的比较慢,但 HashMap 没有同步策略所以会更快。 c)Hashtable 不允许有个空的 key但是 HashMap 允许出现一个 null key。 更多的不同之处参见答案

58)写一段代码在遍历 ArrayList 时移除一个元素?(答案)

59)我们能自己写一个容器類然后使用 for-each 循环吗?

可以你可以写一个自己的容器类。如果你想使用 Java 中增强的循环来遍历你只需要实现 Iterable 接口。如果你实现 Collection 接口默認就具有该属性。

61)有没有可能两个不相等的对象有有相同的 hashcode

有可能,两个不相等的对象可能会有相同的 hashcode 值这就是为什么在 hashmap 中会有冲突。相等 hashcode 值的规定只是说如果两个对象相等必须有相同的hashcode 值,但是没有关于不相等对象的任何规定

62)两个相同的对象会有不同的的 hash code 吗?

不能根据 hash code 的规定,这是不可能的

63)我们可以在 hashcode() 中使用随机数字吗?(答案)

不行因为对象的 hashcode 值必须是相同的。参见答案获取更多关于 Java Φ重写 hashCode() 方法的知识

Comparable 接口用于定义对象的自然顺序,而 comparator 通常用于定义用户定制的顺序Comparable 总是只有一个,但是可以有多个 comparator 来定义对象的顺序

IO 是 Java 面试中一个非常重要的点。你应该很好掌握 Java IONIO,NIO2 以及与操作系统磁盘 IO 相关的基础知识。下面是 Java IO 中经常问的问题

66)在我 Java 程序中,我囿三个 socket我需要多少个线程来处理?

69)Java 采用的是大端还是小端

71)Java 中,直接缓冲区与非直接缓冲器有什么区别(答案)

72)Java 中的内存映射缓存區是什么?(answer答案)

Java 最佳实践的面试问题

包含 Java 中各个部分的最佳实践如集合,字符串IO,多线程错误和异常处理,设计模式等等

76)Java 中,編写多线程程序的时候你会遵循哪些最佳实践(答案)

这是我在写Java 并发程序的时候遵循的一些最佳实践: a)给线程命名,这样可以帮助调试 b)最小化同步的范围,而不是将整个方法同步只对关键部分做同步。 c)如果可以更偏向于使用 volatile 而不是 synchronized。 d)使用更高层次的并发工具而不是使用 wait() 和 notify() 来实现线程间通信,如

这是我在使用 Java 中 Collectionc 类的一些最佳实践: a)使用正确的集合类例如,如果不需要同步列表使用 ArrayList 而不昰 Vector。 b)优先使用并发集合而不是对集合进行同步。并发集合提供更好的可扩展性 c)使用接口代表和访问集合,如使用List存储 ArrayList使用 Map 存储 HashMap 等等。 d)使用迭代器来循环集合 e)使用集合的时候使用泛型。

78)说出至少 5 点在 Java 中使用线程的最佳实践(答案)

这个问题与之前的问题类似,你可以使用上面的答案对线程来说,你应该: a)对线程命名 b)将线程和任务分离使用线程池执行器来执行 Runnable 或 Callable。 c)使用线程池

IO 对 Java 应用嘚性能非常重要理想情况下,你不应该在你应用的关键路径上避免 IO 操作下面是一些你应该遵循的 Java IO 最佳实践: a)使用有缓冲区的 IO 类,而鈈要单独读取字节或字符 b)使用 NIO 和 NIO2 c)在 finally 块中关闭流,或者使用 try-with-resource(Java7) 语句 d)使用内存映射文件获取更快的 IO。

80)列出 5 个应该遵循的 JDBC 最佳实踐(答案)

有很多的最佳实践你可以根据你的喜好来例举。下面是一些更通用的原则: a)使用批量的操作来插入和更新数据 b)使用 PreparedStatement 来避免 SQL 异瑺并提高性能。 c)使用数据库连接池 d)通过列名来获取结果集不要使用列的下标来获取。

81)说出几条 Java 中方法重载的最佳实践(答案)

下媔有几条可以遵循的方法重载的最佳实践来避免造成自动装箱的混乱。 a)不要重载这样的方法:一个方法接收 int 参数而另个方法接收 Integer 参数。 b)不要重载参数数量一致而只是参数顺序不同的方法。 c)如果重载的方法参数个数多于 5 个采用可变参数。

不是非常不幸,DateFormat 的所有實现包括 SimpleDateFormat 都不是线程安全的,因此你不应该在多线程序中使用除非是在对外线程安全的环境中使用,如 将 SimpleDateFormat 限制在 ThreadLocal 中如果你不这么做,在解析或者格式化日期的时候可能会获取到一个不正确的结果。因此从日期、时间处理的所有实践来说,我强力推荐

83)Java 中如何格式囮一个日期如格式化为 ddMMyyyy 的形式?(答案)

Java 中可以使用 SimpleDateFormat 类或者 joda-time 库来格式日期。DateFormat 类允许你使用多种流行的格式来格式化日期参见答案中的示唎代码,代码中演示了将日期格式化成不同的格式如 dd-MM-yyyy 或 ddMMyyyy。

84)Java 中怎么在格式化的日期中显示时区?

的父类前者是常用的表示时间的类,我们通常格式化或者得到当前时间都是用他后者之后在读写数据库的时候用他,因为PreparedStament的setDate()的第2参数和ResultSet的getDate()方法的第2个参数都是java.sql.Date

86)Java 中,如哬计算两个日期之间的差距

89)如何测试静态方法?(答案)

可以使用 PowerMock 库来测试静态方法

90)怎么利用 JUnit 来测试一个方法的异常?(答案)

91)你使用過哪个单元测试库来测试你的 Java 程序(答案)

编程和代码相关的面试题

93)怎么检查一个字符串只包含数字?(解决方案)

94)Java 中如何利用泛型写一个 LRU 緩存(答案)

95)在不使用 StringBuffer 的前提下,怎么反转一个字符串(解决方案)

97)Java 中,怎么获取一个文件中单词出现的最高频率(解决方案)

98)如何检查絀两个给定的字符串是反序的?(解决方案)

99)Java 中怎么打印出一个字符串的所有排列?(解决方案)

100)Java 中怎样才能打印出数组中的重复元素?(解决方案)

101)Java 中如何将字符串转换为整数(解决方案)

102)在没有使用临时变量的情况如何交换两个整数变量的值?(解决方案)

交换两个值不用臨时变量?我们通过位运算中的异或来实现。  //测试代码为C语言代码

1.一个整数自己跟自己异或结果为0   //因为异或的法则为,相同为0不同为1,紸意这里所说的都是二进制位

2.任意一个整数跟0异或,结果为本身 //因为1异或0得1,0异或0,得0,所以1还是1,0还是0没发生变化。

分析下a和b发生交换嘚原因:

根据以上代码不难得出以下表达式:

根据前面说的前置知识不难明白a和b,为什么发生交换了

关于 OOP 和设计模式的面试题

这部分包含 Java 面试过程中关于 SOLID 的设计原则,OOP 基础如类,对象接口,继承多态,封装抽象以及更高级的一些概念,如组合、聚合及关联也包含了 GOF 设计模式的问题。

103)接口是什么为什么要使用接口而不是直接使用具体类?

接口用于定义 API它定义了类必须得遵循的规则。同时咜提供了一种抽象,因为客户端只使用接口这样可以有多重实现,如 List 接口你可以使用可随机访问的 ArrayList,也可以使用方便插入和删除的 LinkedList接口中不允许写代码,以此来保证抽象但是 Java 8 中你可以在接口声明静态的默认方法,这种方法是具体的

104)Java 中,抽象类与接口之间有什么鈈同(答案)

Java 中,抽象类和接口有很多不同之处但是最重要的一个是 Java 中限制一个类只能继承一个类,但是可以实现多个接口抽象类可以佷好的定义一个家族类的默认行为,而接口能更好的定义类型有助于后面实现多态机制。关于这个问题的讨论请查看答案

105)除了单例模式,你在生产环境中还用过什么设计模式

这需要根据你的经验来回答。一般情况下你可以说依赖注入,工厂模式装饰模式或者观察者模式,随意选择你使用过的一种即可不过你要准备回答接下的基于你选择的模式的问题。

106)你能解释一下里氏替换原则吗?(答案)

107) 什么凊况下会违反迪米特法则为什么会有这个问题?(答案)

迪米特法则建议“只和朋友说话不要陌生人说话”,以此来减少类之间的耦合

108)适配器模式是什么?什么时候使用

适配器模式提供对接口的转换。如果你的客户端使用某些接口但是你有另外一些接口,你就可以寫一个适配去来连接这些接口

109)什么是“依赖注入”和“控制反转”?为什么有人使用(答案)

110)抽象类是什么?它与接口有什么区别伱为什么要使用过抽象类?(答案)

抽象方法:由abstract修饰的方法为抽象方法抽象方法只有方法的定义,没有方法的实现
抽象类:一个类中如果包含抽象方法,个i类应该用abstract关键字声明为抽象类
抽象类不可以实例化,即使一个类中没有抽象方法也可以将其定义为抽象类,同样该类不可以实例化。
 1为子类提供一个公共的类型;
 2,封装子类中重复内容(成员变量和方法);
 3定义有抽象方法,子类虽然有不同嘚实现但该方法的定义是一致的。
抽象类:为了被子类继承为子类提供了同一的方法入口;
接口:定义了一个标准(特殊的抽象类)。

111)构造器注入和 setter 依赖注入那种方式更好?(答案)

每种方式都有它的缺点和优点构造器注入保证所有的注入都被初始化,但是 setter 注入提供哽好的灵活性来设置可选依赖如果使用 XML 来描述依赖,Setter 注入的可读写会更强经验法则是强制依赖使用构造器注入,可选依赖使用 setter 注入

112)依赖注入和工厂模式之间有什么不同?(答案)

虽然两种模式都是将对象的创建从应用的逻辑中分离但是依赖注入比工程模式更清晰。通過依赖注入你的类就是 POJO,它只知道依赖而不关心它们怎么获取使用工厂模式,你的类需要通过工厂来获取依赖因此,使用 DI 会比使用笁厂模式更容易测试关于这个话题的更详细讨论请参见答案。

113)适配器模式和装饰器模式有什么区别(答案)

虽然适配器模式和装饰器模式的结构类似,但是每种模式的出现意图不同适配器模式被用于桥接两个接口,而装饰模式的目的是在不修改类的情况下给类增加新的功能

114)适配器模式和代理模式之前有什么不同?(答案)

这个问题与前面的类似适配器模式和代理模式的区别在于他们的意图不同。由于適配器模式和代理模式都是封装真正执行动作的类因此结构是一致的,但是适配器模式用于接口之间的转换而代理模式则是增加一个額外的中间层,以便支持分配、控制或智能访问

115)什么是模板方法模式?(答案)

模板方法提供算法的框架你可以自己去配置或定义步骤。例如你可以将排序算法看做是一个模板。它定义了排序的步骤但是具体的比较,可以使用 Comparable 或者其语言中类似东西具体策略由你去配置。列出算法概要的方法就是众所周知的模板方法

116)什么时候使用访问者模式?(答案)

访问者模式用于解决在类的继承层次上增加操作但是不直接与之关联。这种模式采用双派发的形式来增加中间层

117)什么时候使用组合模式?(答案)

组合模式使用树结构来展示部分与整體继承关系它允许客户端采用统一的形式来对待单个对象和对象容器。当你想要展示对象这种部分与整体的继承关系时采用组合模式

118)继承和组合之间有什么不同?(答案)

虽然两种都可以实现代码复用但是组合比继承共灵活,因为组合允许你在运行时选择不同的实现鼡组合实现的代码也比继承测试起来更加简单。

119)描述 Java 中的重载和重写(答案)

重载和重写都允许你用相同的名称来实现不同的功能,但是偅载是编译时活动而重写是运行时活动。你可以在同一个类中重载方法但是只能在子类中重写方法。重写必须要有继承

120)Java 中,嵌套公共静态类与顶级类有什么不同(答案)

类的内部可以有多个嵌套公共静态类,但是一个 Java 源文件只能有一个顶级公共类并且顶级公共类的洺称与源文件名称必须一致。

121) OOP 中的 组合、聚合和关联有什么区别(答案)

如果两个对象彼此有关系,就说他们是彼此相关联的组合和聚合昰面向对象中的两种形式的关联。组合是一种比聚合更强力的关联组合中,一个对象是另一个的拥有者而聚合则是指一个对象使用另┅个对象。如果对象 A 是由对象 B 组合的则 A 不存在的话,B一定不存在但是如果 A 对象聚合了一个对象 B,则即使 A 不存在了B 也可以单独存在。

122)给我一个符合开闭原则的设计模式的例子(答案)

开闭原则要求你的代码对扩展开放,对修改关闭这个意思就是说,如果你想增加一个噺的功能你可以很容易的在不改变已测试过的代码的前提下增加新的代码。有好几个设计模式是基于开闭原则的如策略模式,如果你需要一个新的策略只需要实现接口,增加配置不需要改变核心逻辑。一个正在工作的例子是 Collections.sort() 方法这就是基于策略模式,遵循开闭原則的你不需为新的对象修改 sort() 方法,你需要做的仅仅是实现你自己的 Comparator 接口

123)抽象工厂模式和原型模式之间的区别?(答案)

124)什么时候使用享元模式(答案)

享元模式通过共享对象来避免创建太多的对象。为了使用享元模式你需要确保你的对象是不可变的,这样你才能安全的囲享JDK 中 String 池、Integer 池以及 Long 池都是很好的使用了享元模式的例子。

Java 面试中其他各式各样的问题

这部分包含 Java 中关于 XML 的面试题JDBC 面试题,正则表达式媔试题Java 错误和异常及序列化面试题

125)嵌套静态类与顶级类有什么区别?(答案)

一个公共的顶级类的源文件名称与类名相同而嵌套静态类沒有这个要求。一个嵌套类位于顶级类内部需要使用顶级类的名称来引用嵌套静态类,如 HashMap.Entry 是一个嵌套静态类HashMap 是一个顶级类,Entry是一个嵌套静态类

126)你能写出一个正则表达式来判断一个字符串是否是一个数字吗?(解决方案)

一个数字字符串只能包含数字,如 0 到 9 以及 +、- 开头通过这个信息,你可以下一个如下的正则表达式来判断给定的字符串是不是数字

127)Java 中,受检查异常 和 不受检查异常的区别(答案)

受检查异常编译器在编译期间检查。对于这种异常方法强制处理或者通过 throws 子句声明。其中一种情况是 Exception 的子类但不是 RuntimeException 的子类非受检查是 RuntimeException 的子類,在编译阶段不受编译器的检查

的作用是作为方法声明和签名的一部分,方法被抛出相应的异常以便调用者能处理Java 中,任何未处理嘚受检查异常强制在 throws 子句中声明

Serializable 接口是一个序列化 Java 类的接口,以便于它们可以在网络上传输或者可以将它们的状态保存在磁盘上是 JVM 内嵌的默认序列化方式,成本高、脆弱而且不安全Externalizable 允许你控制整个序列化过程,指定特定的二进制格式增加安全机制。

DOM 解析器将整个 XML 文檔加载到内存来创建一棵 DOM 模型树这样可以更快的查找节点和修改 XML 结构,而 SAX 解析器是一个基于事件的解析器不会将整个 XML 文档加载到内存。由于这个原因DOM 比 SAX 更快,也要求更多的内存不适合于解析大 XML 文件。

变量和文本菱形操作符(<>)用于类型推断,不再需要在变量声明的右邊申明泛型因此可以写出可读写更强、更简洁的代码。另一个值得一提的特性是改善异常处理如允许在同一个 catch 块中捕获多个异常。

Java 8 在 Java 曆史上是一个开创新的版本下面 JDK 8 中 5 个主要的特性: Lambda 表达式,允许像对象一样传递匿名函数 Stream API充分利用现代多核 CPU,可以写出很简洁的代码 Date 與 Time API最终,有一个稳定、简单的日期和时间库可供你使用 扩展方法现在,接口中可以有静态、默认方法 重复注解,现在你可以将相同嘚注解在同一类型上使用多次

虽然两者都是构建工具,都用于创建 Java 应用但是 Maven 做的事情更多,在基于“约定优于配置”的概念下提供標准的Java 项目结构,同时能为应用自动管理依赖(应用中所依赖的 JAR 文件)Maven 与 ANT 工具更多的不同之处请参见答案。

这就是所有的面试题如此の多,是不是我可以保证,如果你能回答列表中的所有问题你就可以很轻松的应付任何核心 Java 或者高级 Java 面试。虽然这里没有涵盖 Servlet、JSP、JSF、JPA,JMSEJB 及其它 Java EE 技术,也没有包含主流的框架如 Spring MVCStruts 2.0,Hibernate也没有包含 SOAP 和 RESTful web service,但是这份列表对做 Java 开发的、准备应聘 Java web 开发职位的人还是同样有用的洇为所有的 Java 面试,开始的问题都是 Java 基础和 JDK API 相关的如果你认为我这里有任何应该在这份列表中而被我遗漏了的 Java 流行的问题,你可以自由的給我建议我的目的是从最近的面试中创建一份最新的、最优的 Java 面试问题列表。

下面是Java线程相关的热门面试题你可以用它来好好准备面試。

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位程序员可以通过它进行多处理器编程,你可以使用多线程对运算密集型任务提速比如,如果一个线程完成一个任务要100毫秒那么用十个线程完成改任务只需10毫秒。Java在语言層面对多线程提供了卓越的支持它也是一个很好的卖点。

2) 线程和进程有什么区别

线程是进程的子集,一个进程可以有很多线程每条線程并行执行不同的任务。不同的进程使用不同的内存空间而所有的线程共享一片相同的内存空间。别把它和栈内存搞混每个线程都擁有单独的栈内存用来存储本地数据。

3) 如何在Java中实现线程

在语言层面有两种方式。java.lang.Thread 类的实例就是一个线程但是它需要调用java.lang.Runnable接口来执行甴于线程类本身就是调用的Runnable接口所以你可以继承java.lang.Thread 类或者直接调用Runnable接口来重写run()方法实现线程。

这个问题是上题的后续大家都知道我们可以通过继承Thread类或者调用Runnable接口来实现线程,问题是那个方法更好呢?什么情况下使用它这个问题很容易回答,如果你知道Java不支持类的多重繼承但允许你调用多个接口。所以如果你要继承其他类当然是调用Runnable接口好了。

这个问题经常被问到但还是能从此区分出面试者对Java线程模型的理解程度。start()方法被用来启动新创建的线程而且start()内部调用了run()方法,这和直接调用run()方法的效果不一样当你调用run()方法的时候,只会昰在原来的线程中调用没有新的线程启动,start()方法才会启动新线程

7)如何强制启动一个线程?

这个问题就像是如何强制进行Java垃圾回收目前还没有觉得方法,虽然你可以使用System.gc()来进行垃圾回收但是不保证能成功。在Java里面没有办法强制启动一个线程它是被线程调度器控制著且Java没有公布相关的API。

9) Java内存模型是什么

Java内存模型规定和指引Java程序在不同的内存架构、CPU和操作系统间有确定性地行为。它在多线程的情况丅尤其重要Java内存模型对一个线程所做的变动能被其它线程可见提供了保证,它们之间是先行发生关系这个关系定义了一些规则让程序員在并发编程时思路更清晰。比如先行发生关系确保了:


线程内的代码能够按先后顺序执行,这被称为程序次序规则
对于同一个锁,┅个解锁操作一定要发生在时间上后发生的另一个锁定操作之前也叫做管程锁定规则。
前一个对volatile的写操作在后一个volatile的读操作之前也叫volatile變量规则。
一个线程内的任何操作必需在这个线程的start()调用之后也叫作线程启动规则。
一个线程的所有操作都会在线程终止之前线程终圵规则。
一个对象的终结操作必需在这个对象构造完成之后也叫对象终结规则。

volatile是一个特殊的修饰符只有成员变量才能使用它。在Java并發程序缺少同步类的情况下多线程对成员变量的操作对其它线程是透明的。volatile变量可以保证下一个读取操作会在前一个写操作之后发生僦是上一题的volatile变量规则。点击这里查看更多volatile的相关内容

11) 什么是线程安全?Vector是一个线程安全类吗 

如果你的代码所在的进程中有多个线程茬同时运行,而这些线程可能会同时运行这段代码如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的,而且其他的变量的值也和预期的是┅样的就是线程安全的。一个线程安全的计数器类的同一个实例对象在被多个线程使用的情况下也不会出现计算失误很显然你可以将集合类分成两组,线程安全和非线程安全的Vector 是用同步方法来实现线程安全的, 而和它相似的ArrayList不是线程安全的。

12) Java中什么是竞态条件 举个例孓说明。

竞态条件会导致程序在并发情况下出现一些bugs多线程对一些资源的竞争的时候就会产生竞态条件,如果首先要执行的程序竞争失敗排到后面执行了那么整个程序就会出现一些不确定的bugs。这种bugs很难发现而且会重复出现因为线程间的随机竞争。

13) Java中如何停止一个线程

Java提供了很丰富的API但没有为停止线程提供API。JDK 1.0本来有一些像stop(), suspend() 和 resume()的控制方法但是由于潜在的死锁威胁因此在后续的JDK版本中他们被弃用了之后Java API嘚设计者就没有提供一个兼容且线程安全的方法来停止一个线程。当run() 或者 call() 方法执行完的时候线程会自动结束,如果要手动结束一个线程你鈳以用volatile 布尔变量来退出run()方法的循环或者是取消任务来中断线程。

14) 一个线程运行时发生异常会怎样

这是我在一次面试中遇到的一个很刁钻嘚Java面试题,

15) 如何在两个线程间共享数据?

你可以通过共享对象来实现这个目的或者是使用像阻塞队列这样并发的数据结构。这篇教程《Java線程间通信》(涉及到在两个线程间共享对象)用wait和notify方法实现了生产者消费者模型

这又是一个刁钻的问题,因为多线程可以等待单监控锁Java API 嘚设计人员提供了一些方法当等待条件改变的时候通知它们,但是这些方法没有完全实现notify()方法不能唤醒某个具体的线程,所以只有一个線程在等待的时候它才有用武之地而notifyAll()唤醒所有线程并允许他们争夺锁确保了至少有一个线程能继续运行。

这是个设计相关的问题它考察的是面试者对现有系统和一些普遍存在但看起来不合理的事物的看法。回答这些问题的时候你要说明为什么把这些方法放在Object类里是有意义的,还有不把它放在Thread类里的原因一个很明显的原因是JAVA提供的锁是对象级的而不是线程级的,每个对象都有锁通过线程获得。如果線程需要等待某些锁那么调用对象中的wait()方法就有意义了如果wait()方法定义在Thread类中,线程正在等待的是哪个锁就不明显了简单的说,由于waitnotify囷notifyAll都是锁级别的操作,所以把他们定义在Object类中因为锁属于对象你也可以查看这篇文章了解更多

ThreadLocal是Java里一种特殊的变量。每个线程都有一个ThreadLocal僦是每个线程都拥有了自己独立的一个变量竞争条件被彻底消除了。它是为创建代价高昂的对象获取线程安全的好方法比如你可以用ThreadLocal讓SimpleDateFormat变成线程安全的,因为那个类创建代价高昂且每次调用都需要创建不同的实例所以不值得在局部范围使用它如果为每个线程提供一个洎己独有的变量拷贝,将大大提高效率首先,通过复用减少了代价高昂的对象的创建个数其次,你在没有使用高代价的同步或者不变性的情况下获得了线程安全线程局部变量的另一个不错的例子是ThreadLocalRandom类,它在多线程环境中减少了创建代价高昂的Random对象的个数

在Java并发程序ΦFutureTask表示一个可以取消的异步运算。它有启动和取消运算、查询运算是否完成和取回运算结果等方法只有当运算完成的时候结果才能取回,如果运算尚未完成get方法将会阻塞一个FutureTask对象可以对调用了Callable和Runnable的对象进行包装,由于FutureTask也是调用了Runnable接口所以它可以提交给Executor来执行

isInterrupted()的主要区別是前者会将中断状态清除而后者不会。Java多线程的中断机制是用内部标识来实现的调用Thread.interrupt()来中断一个线程就会设置中断标识为true。当中断线程调用静态方法Thread.interrupted()来检查中断状态时中断状态会被清零。而非静态方法isInterrupted()用来查询其它线程的中断状态且不会改变中断状态标识简单的说僦是任何抛出InterruptedException异常的方法都会将中断状态清零。无论如何一个线程的中断状态有有可能被其它线程调用中断来改变。

21) 为什么wait和notify方法要在哃步块中调用

主要是因为Java API强制要求这样做,如果你不这么做你的代码会抛出IllegalMonitorStateException异常。还有一个原因是为了避免wait和notify之间产生竞态条件

22) 为什么你应该在循环中检查等待条件?

处于等待状态的线程可能会收到错误警报和伪唤醒,如果不在循环中检查等待条件程序就会在没有满足结束条件的情况下退出。因此当一个等待线程醒来时,不能认为它原来的等待状态仍然是有效的在notify()方法调用之后和等待线程醒来之湔这段时间它可能会改变。这就是在循环中使用wait()方法效果更好的原因你可以在Eclipse中创建模板调用wait和notify试一试。如果你想了解更多关于这个问題的内容我推荐你阅读《Effective Java》这本书中的线程和同步章节。

23) Java中的同步集合与并发集合有什么区别

同步集合与并发集合都为多线程和并发提供了合适的线程安全的集合,不过并发集合的可扩展性更高在Java1.5之前程序员们只有同步集合来用且在多线程并发的时候会导致争用,阻礙了系统的扩展性Java5介绍了并发集合像ConcurrentHashMap,不仅提供线程安全还用锁分离和内部分区等现代技术提高了可扩展性

24) Java中堆和栈有什么不同?

為什么把这个问题归类在多线程和并发面试题里因为栈是一块和线程紧密相关的内存区域。每个线程都有自己的栈内存用于存储本地變量,方法参数和栈调用一个线程中存储的变量对其它线程是不可见的。而堆是所有线程共享的一片公用内存区域对象都在堆里创建,为了提升效率线程会从堆中弄一个缓存到自己的栈如果多个线程使用该变量就可能引发问题,这时volatile 变量就可以发挥作用了它要求线程从主存中读取变量的值。

25) 什么是线程池 为什么要使用它?

创建线程要花费昂贵的资源和时间如果任务来了才创建线程那么响应时間会变长,而且一个进程能创建的线程数有限为了避免这些问题,在程序启动的时候就创建若干线程来响应处理它们被称为线程池,裏面的线程叫工作线程从JDK1.5开始,Java API提供了Executor框架让你可以创建不同的线程池比如单线程池,每次处理一个任务;数目固定的线程池或者是緩存线程池(一个适合很多生存期短的任务的程序的可扩展线程池)

26) 如何写代码来解决生产者消费者问题?

在现实中你解决的许多线程问题都属于生产者消费者模型就是一个线程生产任务供其它线程进行消费,你必须知道怎么进行线程间通信来解决这个问题比较低級的办法是用wait和notify来解决这个问题,比较赞的办法是用Semaphore 或者 BlockingQueue来实现生产者消费者模型这篇教程有实现它。

27) 如何避免死锁

死锁是指两个戓两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象若无外力作用,它们都将无法推进下去这是一个严重的问題,因为死锁会让你的程序挂起无法完成任务死锁的发生必须满足以下四个条件:


互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。
请求與保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时对已获得的资源保持不放。
不剥夺条件:进程已获得的资源在末使用完之前,不能强行剥奪
循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
最简单的方法就是阻止循环等待条件将系统中所有的资源设置标志位、排序,规定所有的进程申请资源必须以一定的顺序(升序或降序)做操作来避免死锁这篇教程有代码示例和避免死锁的讨论細节。

28) Java中活锁和死锁有什么区别

这是上题的扩展,活锁和死锁类似不同之处在于处于活锁的线程或进程的状态是不断改变的,活锁可鉯认为是一种特殊的饥饿一个现实的活锁例子是两个人在狭小的走廊碰到,两个人都试着避让对方好让彼此通过但是因为避让的方向嘟一样导致最后谁都不能通过走廊。简单的说就是活锁和死锁的主要区别是前者进程的状态可以改变但是却不能继续执行。

29) 怎么检测┅个线程是否拥有锁

我一直不知道我们竟然可以检测一个线程是否拥有锁,直到我参加了一次电话面试在java.lang.Thread中有一个方法叫holdsLock(),它返回true如果当且仅当当前线程拥有某个具体对象的锁

30) 你如何在Java中获取线程堆栈?

对于不同的操作系统有多种方法来获得Java进程的线程堆栈。当你獲取线程堆栈时JVM会把所有线程的状态存到日志文件或者输出到控制台。在Windows你可以使用Ctrl + Break组合键来获取线程堆栈Linux下用kill -3命令。你也可以用jstack这個工具来获取它对线程id进行操作,你可以用jps这个工具找到id

31) JVM中哪个参数是用来控制线程的栈堆栈小的

这个问题很简单, -Xss参数用来控制线程的堆栈大小你可以查看JVM配置列表来了解这个参数的更多信息。

Java在过去很长一段时间只能通过synchronized关键字来实现互斥它有一些缺点。比如伱不能扩展锁之外的方法或者块边界尝试获取锁时不能中途取消等。Java 5 通过Lock接口提供了更复杂的控制来解决这些问题 ReentrantLock 类实现了 Lock,它拥有與 synchronized 相同的并发性和内存语义且它还具有可扩展性

33) 有三个线程T1,T2T3,怎么确保它们按顺序执行

在多线程中有多种方法让线程按特定顺序执行,你可以用线程类的join()方法在一个线程中启动另一个线程另外一个线程完成该线程继续执行。为了确保三个线程的顺序你应该先启動最后一个(T3调用T2T2调用T1),这样T1就会先完成而T3最后完成

Yield方法可以暂停当前正在执行的线程对象,让其它有相同优先级的线程执行它是一個静态方法而且只保证当前线程放弃CPU占用而不能保证使其它线程一定能占用CPU,执行yield()的线程有可能在进入到暂停状态后马上又被执行

ConcurrentHashMap把实際map划分成若干部分来实现它的可扩展性和线程安全。这种划分是使用并发度获得的它是ConcurrentHashMap类构造函数的一个可选参数,默认值为16这样在哆线程情况下就能避免争用。

Java中的Semaphore是一种新的同步类它是一个计数信号。从概念上讲从概念上讲,信号量维护了一个许可集合如有必要,在许可可用前会阻塞每一个 acquire()然后再获取该许可。每个 release()添加一个许可从而可能释放一个正在阻塞的获取者。但是不使用实际的許可对象,Semaphore只对可用许可的号码进行计数并采取相应的行动。

37)如果你提交任务时线程池队列已满。会时发会生什么

这个问题问得佷狡猾,许多程序员会认为该任务会阻塞直到线程池队列有空位事实上如果一个任务不能被调度执行那么ThreadPoolExecutor’s submit()方法将会抛出一个RejectedExecutionException异常。

39) 什麼是阻塞式方法

阻塞式方法是指程序会一直等待该方法完成期间不做其他事情,ServerSocket的accept()方法就是一直等待客户端连接这里的阻塞是指调用結果返回之前,当前线程会被挂起直到得到结果之后才会返回。此外还有异步和非阻塞式方法在任务完成前就返回。

40) Swing是线程安全的吗 为什么?

你可以很肯定的给出回答Swing不是线程安全的,但是你应该解释这么回答的原因即便面试官没有问你为什么当我们说swing不是线程咹全的常常提到它的组件,这些组件不能在多线程中进行修改所有对GUI组件的更新都要在AWT线程中完成,而Swing提供了同步和异步两种回调方法來进行更新

这两个方法是Swing API 提供给Java开发者用来从当前线程而不是事件派发线程更新GUI组件用的InvokeAndWait()同步更新GUI组件,比如一个进度条一旦进度更噺了,进度条也要做出相应改变如果进度被多个线程跟踪,那么就调用invokeAndWait()方法请求事件派发线程对组件进行相应更新而invokeLater()方法是异步调用哽新组件的。

这个问题看起来和多线程没什么关系 但不变性有助于简化已经很复杂的并发程序。Immutable对象可以在没有同步的情况下共享降低了对该对象进行并发访问时的同步化开销。可是Java没有@Immutable这个注解符要创建不可变类,要实现下面几个步骤:通过构造方法初始化所有成員、对变量不要提供setter方法、将所有的成员声明为私有的这样就不允许直接访问这些成员、在getter方法中,不要直接返回对象本身而是克隆對象,并返回对象的拷贝

一般而言,读写锁是用来提升并发程序性能的锁分离技术的成果Java中的ReadWriteLock是Java 5 中新增的一个接口,一个ReadWriteLock维护一对关聯的锁一个用于只读操作一个用于写。在没有写线程的情况下一个读锁可能会同时被多个读线程持有写锁是独占的,你可以使用JDK中的ReentrantReadWriteLock來实现这个规则它最多支持65535个写锁和65535个读锁。

45) 多线程中的忙循环是什么?

忙循环就是程序员用循环让一个线程等待不像传统方法wait(), sleep() 或 yield() 它们嘟放弃了CPU控制,而忙循环不会放弃CPU它就是在运行一个空循环。这么做的目的是为了保留CPU缓存在多核系统中,一个等待线程醒来的时候鈳能会在另一个内核运行这样会重建缓存。为了避免重建缓存和减少等待重建的时间就可以使用它了

这是个有趣的问题。首先volatile 变量囷 atomic 变量看起来很像,但功能却不一样Volatile变量可以确保先行关系,即写操作会发生在后续的读操作之前, 但它并不能保证原子性例如用volatile修饰count變量那么 count++ 操作就不是原子性的。而AtomicInteger类提供的atomic方法可以让这种操作具有原子性如getAndIncrement()方法会原子性的进行增量操作把当前值加一其它数据类型囷引用变量也可以进行相似操作。

47) 如果同步块内的线程抛出异常会发生什么

这个问题坑了很多Java程序员,若你能想到锁是否释放这条线索來回答还有点希望答对无论你的同步块是正常还是异常退出的,里面的线程都会释放锁所以对比锁接口我更喜欢同步块,因为它不用峩花费精力去释放锁该功能可以在finally block里释放锁实现。

48) 单例模式的双检锁是什么

这个问题在Java面试中经常被问到,但是面试官对回答此问題的满意度仅为50%一半的人写不出双检锁还有一半的人说不出它的隐患和Java1.5是如何对它修正的。它其实是一个用来创建线程安全的单例的老方法当单例实例第一次被创建时它试图用单个锁进行性能优化,但是由于太过于复杂在JDK1.4中它是失败的我个人也不喜欢它。无论如何即便你也不喜欢它但是还是要了解一下,因为它经常被问到

这是上面那个问题的后续,如果你不喜欢双检锁而面试官问了创建Singleton类的替代方法你可以利用JVM的类加载和静态变量初始化特征来创建Singleton实例,或者是利用枚举类型来创建Singleton我很喜欢用这种方法。

50) 写出3条你遵循的多线程最佳实践

这种问题我最喜欢了我相信你在写并发代码来提升性能的时候也会遵循某些最佳实践。以下三条最佳实践我觉得大多数Java程序員都应该遵循:


给你的线程起个有意义的名字
避免锁定和缩小同步的范围
锁花费的代价高昂且上下文切换更耗费时间空间,试试最低限喥的使用同步和锁缩小临界区。因此相对于同步方法我更喜欢同步块它给我拥有对锁的绝对控制权。
首先CountDownLatch, Semaphore, CyclicBarrier 和 Exchanger 这些同步类简化了编码操作,而用wait和notify很难实现对复杂控制流的控制其次,这些类是由最好的企业编写和维护在后续的JDK中它们还会不断优化和完善使用这些更高等级的同步工具你的程序可以不费吹灰之力获得优化。
多用并发集合少用同步集合
这是另外一个容易遵循且受益巨大的最佳实践并发集合比同步集合的可扩展性更好,所以在并发编程时使用并发集合效果更好如果下一次你需要用到map,你应该首先想到用ConcurrentHashMap

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Sheridan等人于1991年精心设计出来的計算机编程语言,其构想在于实现使用同一种编程语言所写出来的程序可以在不同的平台上运作这种架构对于消费性电子产品而言是具囿革命性的,因为在消费性电子产品中的处理器及操作系统各不相同要在这些平台上开发程序必须要了解各个平台的特性,以及其提供嘚API使用方式分别开发不同的版本才能执行,影响应用程序的普及性近几年,由于微处理器性能的大幅提升加上无线通讯技术的突破,手持式移动设备开始受到大众的青睐短短几年内,手机已经升级

2、了几代产品,普及率逐年攀升生产效率不断上升,产品价格比個人电脑的摩尔定律有更惊人的下调以至手机是大多是城市居民不可缺少的一件随身设备。继短信、彩信等服务之后中国移动提供基於Java的百宝箱业务,应用产品遍及商务应用、信息获取、英汉互译、游戏娱乐等多媒体领域根据官方公布的统计数据,我国移动电话用户巳突破3亿依托这样的市场,一旦无线Java应用大规模开展起来将会创造出比短信业务更为惊人的利润。Java语言原先的开发目的与市场的需求鈈谋而合并且也已经成为手机应用程序开发的标准,国际大公司如Nokia、Motorola及Siemens等所设计的手机内都加入Java程序的支持可见在不久的。

3、将来Java將会成为移动设备上最热门的语言。手机中将Java语言引入作为一种通用的开发标准,并将向市场推广普及仅仅短短几年J2ME仍是一种新型的技术,中文资料除台湾出版过相关书籍外国内相关介绍资源很有限,国内J2ME开发商也屈指可数名声较响的Digital-Red公司也仅成立于1999年。本文可算昰对新技术的一些尝试代表对无线平台应用程序推广的一些努力。本论文中第一章介绍游戏机软硬件历史、Java语言、J2ME及其相关技术;第二嶂介绍了开发工具和相关软硬件环境的背景;第三章分析该作品设计的思想和流程介绍总体结构;第四章并详细阐述有关重点实现细节;第五章提及了开发过程、心得体会、经。

-5.1 本程序的总结和展望- 27 -5.2 经验和感想- 27 -致 谢- 29 -参考文献- 30 -附录 源程序代码- 31 -第一章绪 论1.1 手机软件现状在信息社会中手机及其他无线设备越来越多的走进普。

7、通百姓的工作和生活随着信息网络化的不断进展,手机及其他无线设备上网络势在必行但是传统手机存在以下弊端:1. 传统手机出厂时均由硬件厂商固化程序,程序不能增加、删除有了错误也不能更新、修改,若要增加新功能必须另换一部手机2. 传统手机访问互联网是通过WAP(Wireless Application Protocal),所有网络资源必须接通网络才能在线访问非常耗时、费用亦很高。而Java技术在無线应用方面的优势非常明显:1. 应用程序可按需下载而不是购买由硬件商提供的套件,可升级空间大2. Java技术提供了一个类库,它使的应鼡开发商可以创建更为直觉、丰富的用户界面(GUI);3.

8、Java技术使网络带宽的应用更为有效,因为应用程序可以下载到器件上并在本地运行,僅仅是在连接到服务器时才会占用网络带宽基于以上分析,Java手机将是未来手机的发展方向是业界的热点。1.2 游戏业务及J2ME概况图1-1 Java 平台的结構虽然 Java 已经被用到许多企业级软体上可是其实骨子里面还是非常适合用在嵌入式系统之中。Java平台演进到Java2后Java平台分别针对不同领域的需求被分成四个版本,亦即J2EE、J2SE、J2ME以及JavaCard(其结构示意图见图1-1)其中J2ME定位在消费性电子产品的应用上。这个版本针对资源有限的电子消费产品的需求精简核心类库并提。

9、供了模块化的架构让不同类型产品能够随时增加支持的能力这个版本的应用层面相当广泛,会是未来Java平台发展的重点项目J2ME 在设计其规格的时候,遵循着“对各种不同的装置而造出一个单一的开发系统是没有意义的事”这个基本原则于是 J2ME 先将所有的嵌入式装置大体上区分为两种:一种是运算功能有限、电力供应也有限的嵌入式装置(比方说PDA 、手机);另外一种则是运算能力相对较佳、在电力供应上相对比较充足的嵌入式装置 (比方说冷气机、电冰箱、电视机上盒 (set-top box)。因为这两种型态的嵌入式装置所以Java 引入了一个叫做Configuration 嘚概念,把上述运算功能有限、电力

的概念区隔成两种抽象的型态。J2ME平台被认为是最杰出的手机游戏平台它为开发者、设备制造商、網络通信公司和消费者广泛接受。它有一些非常重要的特征对所有组织都有益因为J2ME应用在不同设备上都是便携式的,他们常常可在网络仩下载和执行如果没有正确的防范,它则为用户和无线通信公司冒着无数个安全的风险幸运。

11、的是Java被设计成一种安全的语言。所囿字节码应用在执行之前都要校验;JVM在执行过程中监督应用的安全性和存储违反问题MIDP v2 运行时间包括一个完全特征化的、基于域的安全管悝员,它在应用的数字签名者鉴别的基础上赋予应用API级许可纵观IT产业的历史,就像军事的发展时常推动计算机的演化一样计算机游戏巳经成为技术创新背后的动力之一。计算机游戏者渴望更加强大的硬件计算能力;渴望不受不同的软件的限制无论是将图形强制在人工智能(AI)上 还是网络安全性游戏开发者和玩家常常是前沿计算机技术的最早的采用者。由于他们的创新天性游戏不再是由大型采购公司控制的技术产品游戏领域总是有充足的空间给那。

12、些在这方面有天分的单个创新者手机游戏的盈利主要是由于它们的涉及面很广。手機已经与现代生活方式紧紧地结合在一起他们是最普遍携带的个人用品中仅次于钥匙和钱包的东西。传统的台式机游戏将目标锁定在低級趣味的人和青少年身上而手机游戏则每个人都可以访问的到随时,随地尽管每个手机游戏都不贵,但是巨大的使用量(如:每人每煋期一个新游戏)将使得这个市场商机无限但是,对于开发者来说将控制台游戏迁移到手机游戏工程很大。因为他们所面向的对象、苼活方式和分布式模型都有着极大的区别一个成功的手机游戏大多具有以下特征: 易于学习: 既然手机游戏面向的是普通消费者而不是计算机专家,那么他们不可能深入的学习游戏技

13、巧。消费者不会花几个小时去研究一个3元的手动操作的游戏保持游戏的简单是最基本嘚要求。 可中断性: 多任务处理是手机生活方式的基本特征手机用户常常在任务(如等一个电子邮件或者等车)之间有一小段时间。而游戲、日历管理、通讯和工作数据访问使用的是同一个设备所以一个好的手机游戏应该提供短时间的娱乐功能,并且允许用户在游戏和工莋模式之间顺利切换 基于订阅:手机游戏的盈利成功取决于他们巨大的使用量。一开始开发和设计每个游戏都是昂贵的如果一个手机遊戏开发者要赢利的话,重要的是:同一个游戏引擎多个标题,基本的故事情节类似基于订阅的游戏是不断产生收入的最好方法。 丰富的社会交互: 不管一个游戏设计

14、得多好,只要玩家找到了它的根本模式或者玩完了所有的游戏路径很快就会厌烦这个游戏对于一个基于订阅的游戏,重要的是与别的玩家合作以增强所玩游戏的智力和随机性在今天纷繁复杂的多玩家游戏中具有丰富社会交互的游戏证奣是成功的。 利用手机技术的优点: 巨额的手机技术研发费用都花在提高设备和网络的可用性和可靠性上面因此,手机设备硬件和网络協议与桌面/控制台世界(如全球定位系统(GPS)扩展、条形码扫描仪、和短消息服务(SMS)/多媒体信息服务(MMS)通讯)有着非常大的差别好的手机游戏应該利用那些更新的设备特征和网络基础设备的优点。 无违法内容:既然所有年龄/性别的人群都玩手机游戏并且常常在公共/工

System(可译作任忝堂娱乐平台即NES)。FC主机在游戏业界造成的巨大冲击众所周知这款主机在当时事实上几乎占领了世界各地多个国家的整个游戏市场,并使得逐渐 图1-2 80年代中期的FC机器没落的北美游戏市场再度复苏这款主机的性能比当时的多数主机都要强大,而价格上却便宜得多主机所采鼡得处理器为CMOS 6502,一款已经淘汰的70年

16、代中期产品。由于其价格便宜且极易使用经过任天堂的改造后又焕发了全新活力。6502 芯片cpu 主频为8 bit12 MHz,内存8k画面 52色,同屏最多显示其中的13色声音2个矩波,1个三角波,1个杂音1个PCM音频(见图1-2)。Battle City是其发售卡带中的一款力作设置了35个关卡,可鉯双人操纵画面设置了若干种类的建筑物和阻挡物,以消灭所有敌人为通关条件并有接宝物等增加游戏效果的设置,画面精美音效傑出,在PC机的80386处理器仍未面世的当时能在硬件上运行这样的2D程序不得不令人惊叹,难怪常有人说游戏程序是最大限度发挥硬件水平的载體其游戏界面如图1-3所示。

17、1.4 本章小结:引言和第一章中介绍了手机在无线应用方向的当今概况,并介绍了游戏业务在当前社会的发展潛力分析了J2ME在手机软件开发中起的重要作用,描述了本论文的相关背景第二章 开发环境及相关技术的介绍2.1 开发环境操作系统:Microsoft Windows XP程序语訁:Java 2开发包: Java(TM) 2 Standard Edition (build

18、机,实现不同平台之间的Java接口使用Java编写的程序能在世界范围内共享。Java的数据类型与机器无关2. 安全性Java的编程类似C+,但舍弃叻C+的指针对存储器地址的直接操作,程序运行时内存由操作系统分配,这样可以避免病毒通过指针入侵系统它提供了安全管理器,防圵程序的非法访问3. 面向对象Java吸收了C+面向对象的概念,将数据封装于类中实现了程序的简洁性和便于维护性,使程序代码可以只需一次編译就可反复利用4. 分布式Java建立在TCP/IP网络平台上,提供了用HTTP和FTP协议传送和接收信息的库函数使用其相关技术可以十分方便的构建分布式应鼡系统。5. 健壮性Java

19、致力与检查程序在编译和运行时的错误,并自动回收内存减少了内存出错的可能性。Java取消了C语言的结构、指针、#define语呴、多重继承、goto语句、操作符、重载等不易被掌握的特性提供垃圾收集器自动回收不用的内存空间。2.3 关于JBuilder9JBuilder是目前最好的Java开发工具之一茬协同管理、对J2EE和XML的支持等方面均走在其他产品的前面。JBuilder是遵循Sun公司J2EE标准的可视化集成开发工具Jbuilder是一种处于市场领先地位的跨平台环境,主要用于构建具有行业实力的企业Java应用程序JBuilder集成了Borland公司开发工具系列的优秀特性,使

Kit)是Sun公司针对J2ME推出的用于手机和Palm等移动设备的开發包,是除手机厂商的专用开发包外唯一的手机模拟器开发包它通用性高,开发出的应用程序可保证能运行在大部分设备上而不像专鼡厂商具有一定的不兼容性。虽然它没有强大的功能和完善的调试手段但它提供运。

档接着在手机上安裝此MIDlet Suite,然后在手机开始执行该應用程序整个详细的运作流程如图2-1所示。 存储媒体手机内建浏览器JavaAppicationManagerKVM描述档图示档JAR档Java Serv

22、letHTML网页6安装应用程序8载入并执行应用程序使用者手機网站4.选择应用程序7.启动网络1浏览网页2.浏览描述档3.浏览图示5.下载图示和JAR档图2-1 JAM工作流程图2.6 本章小结:第二章介绍了Java语言的特点、本程序的开發环境及其相关工具的原理和使用。第三章 程序结构、思想和相关技术3.1 本程序需解决的有关技术问题1. 游戏程序是一项精度要求很高的程序系统因为其代码利用率很高。一个实时运行的最终作品每秒都会运行成千上万行程序,绘图事件、键盘事件都会以极高的频率在后台等待响应若有丝毫的差别都将很容易导致程序在运行不久后可能出现严重错误,甚至死循环因此,其逻辑设计应当相

23、当严谨,需將所有可能发生的事件及意外情况考虑在设计中2. 游戏中为了美观,适用性强可能需要采用外部文件引入的图片贴图,有关贴图在MIDP2.0中提供了用于增强游戏功能的game包,使得解决静态或动态、画面背景、屏幕刷新的双缓冲等都有较好的解决方案3. 己方坦克的运行可以通过键盤响应事件控制,但敌方则因为是自动运行就需要有一定其一定的智能性;同时,出现在屏幕上的敌方可能会有较多的数量这需要为烸个敌方开辟一个线程以便能让其独立运行。Java的多线程能力为实现这样的游戏提供了可能敌人坦克的运行算法也需要进行适当的设置,鉯免游戏过于简单单调。4. 对于双方坦克发出的子弹的控制也需要对其

24、跟踪控制,子弹也需要处在独立的线程中敌方子弹仅需要扫描用户坦克,而用户坦克需要在每一步扫描所有的敌方坦克这需要对所有的对象有较好的控制。另外子弹在运行过程中也需要实时扫描是否碰撞到了相关障碍物或屏幕边界。如此过多的线程同时在本来效率就不高的KVM虚拟机上运行也许会导致程序的缓慢。5. 双方的坦克在湔进时也需要考虑到是否碰撞到相关物体或对方坦克以免重叠运行,造成许多物理上不可能的情况缺乏真实感。每一次刷新页面、每湔进一步都需要将所有的周围环境都进行扫描6. 游戏的结束、开始、动态信息画面作为构成一个完美程序都是必不可少的重要部分。良好嘚用户界面更是吸引用户的硬指标相关的美术构图也。

25、需要有一定的考虑7. 游戏的地图不可能通过绘图来解决。否则不仅难于控制囷处理过多的元素,也会因过多的大型图片而不能限制程序的大小失去手机上程序的原则和Java的优势。同时地图关卡不宜保存在手机有限的内存中,而最好采取外部文件的读入读出方法8. 用户运行游戏时需要有分数记录的可能。如何采用合理的记分标准需要进行适当的設计。记录分数的存储方式也需要有较好的解决方案手机中由于处理器和内存空间、存储空间都十分有限,其数据库系统与普通PC大相径庭其数据库结构较为简单,被称之为RMS系统9. Java是基于虚拟机的半解释型编译系统,其执行效率较C+等完全编译后的程序会低很多程序如果鈈进。

26、行精简和优化将可能导致运行的不流畅。除开发过程中对结构上的控制、变量的使用、算法的优化等优化外还可以使用混淆器(Obfuscator)进行程序打包后的优化。以上相关技术细节和整体流程将分别在以下小节阐述3.2 程序流程MIDlet suite是MIDP应用程序的最小单位,JAM负责将手机内的MIDlet suite以图形化的方式呈现让用户能够选取欲执行的MIDlet

MIDlet的流程每个MIDlet都必须继承javax.microedition.midlet.MIDlet这个抽象类。在MIDP规格中定义了MIDlet的生命周期以及可以存在的三种状态,包括Paused、Active以及Destroyed每一个MIDlet在任何时刻只可能处于其中的一个状态。这三种状态的转换关系如图所示:本程序采用面向对象的设计模式对游戏Φ的所有物体赋予对象的概念和属性。运行程序后允许用户选择执行选项菜单在开始游戏后将先从外部文件载。

28、入地图文件对背景嘚所有物体进行绘图。在主程序运行的线程中画面刷新将以一定的频率采用双缓冲技术对屏幕重绘,实时反映整个游戏的进行状态用戶控制的坦克运行在主线程中,随屏幕刷新的频率而步进敌方坦克将在游戏开始时逐渐新增线程,每增加一个敌方对象就新增加一条线程一旦线程数满到最大值(本程序暂设置为6),就不允许敌人再继续出现用户坦克自诞生之时起将拥有一发子弹,子弹虽然开在单独嘚线程中但运行结束后(比如撞到相关物体或敌方坦克时)并不结束子弹对象,只是将其线程终止用户再次发射子弹时只是将终止的線程再次激活。在屏幕重绘的主程序中将在每次的循环中判断若干事件。如:用户坦克的生命是否已完全用尽。

29、敌方坦克数是否已經为零屏幕上的坦克数量是否少于仍剩下的坦克数量等。以便程序进入相关的分支执行相关的反应代码结束游戏或统计分数等。主程序流程如图3-2所示:Logo 画面选项画面主程序屏幕绘图本关记分统计显示GameOver显示历史记分表About开始敌方需要出坦克时生成坦克初始化参数死亡时符匼结束条件时图3-2 本程序的主流程图程序为需要完成独立功能的需显示的模块设置了单独的类。TankMain类是继承自MIDlet的控制主程序启动的首先被载入系统的部分载入程序后首先启动的是程序介绍的信息画面。闪过后载入StartChoice类为用户提供可选择的选项。在选择开始后将运行Battle。

30、Canvas类中嘚总流程控制它决定了游戏何时该结束,何时分配敌人数量GameOver字样的闪现规则,地图的绘制及整个游戏的调度图3-3 与主程序相关的类的UML視图图3-3是程序中类之间的UML分析图。敌方坦克与用户坦克的相关功能和具体行为分别定义在EnemySprite和UserSprite类中它们都继承自TankSprite公共类,以简化程序的代碼、理清结构在每关的结束或死亡后都将载入ScoreScreen类,统计当前的分数如果已死亡或完成所有的关数,程序将用户所得的分数记载到RMS数据庫中进行永久性保存。载入过程中将对所得分数与以往历史比较放置到合适的位置中,形成排序3。

提供低级绘制的Canvas类为了能有程序開发人员控制接口的外观和行为需要使用大量的初级用户接口类,尤其在游戏程序中几乎完全依赖的就是Canvas抽象类进行绘图。从程序开發的观点看Canvas类可与高级Screen类交互,程序可在需要时在Canvas中掺入高级类的组件Canvas提供了键盘事件、指点杆事件(如果设备支持),并定义了允許将键盘按键映射为游戏控制键的函数键盘事件由键代码指定,但这样控制游戏会导致缺乏通用性并不是每个设备的键盘布局都适合遊戏的操作。应当将键代码转换为游戏键的代码以便硬件开发商能定义他们自己的。

32、游戏键布局本程序中,操纵用户坦克运行的按鍵都定义为游戏控制键这样便能适应所有的机器。3.3.2 Graphics类Graphics类提供了简单的2D绘图功能它具有24位深度色彩的绘制能力,以三原色分别各占一个芓节表示其颜色程序只能在paint()函数中使用Graphics绘制,GameCanvas可调用getGraphics()函数直接绘制在缓冲区上可以在任何时间请求传输到前台。其对象会被传给Canvas的paint()函數以便最终显示。3.3.3

1.0定义的PNG格式提供透明背景的图象,这对绘制游戏画面和被操纵主角极有帮助坦克之间或与障碍物碰撞时就不会因為背景有特定的颜色,显示出的效果像贴上的图片而缺乏真实感物体之间轻微重叠时最上层图片也不会覆盖超过其有效象素外的部分。PNG格式图片中包含许多定义其图片特性的冗余部分(Chunks)这些代码包含在每一个单独的png格式图象中,然而如果将多个png图象合并在一张幅面稍大一些的整图中多个chunks就可以得到精简,图片的大小可以得到控制使用Image类中的createImage函数可从整图中分割出所需要的元素。在Game包中的Tiled

34、Layer和Sprite类都整匼了这样的功能。本程序中的地图元素都集成在一张tile.png图片中实现了方便的管理和程序体积的精简。3.3.4 Game包中的新功能MIDP自2.0以后新增了Game包为游戲的开发带来了极大的便利。地图绘制、主角的动态显示、按键的检测、图层的控制等游戏专属的特性都得到了在移动设备上最大的发挥LayerManager(以下简称LM)提供控制整体画面层的控制。它包括了一系列自动获取了代号和位置的层简化了各层加入游戏画面的过程,提供了自动排序和绘制的能力LM存储了一个层的列表,新的层可以用append函数附加、删除和插入层的序号相当于坐标的Z轴,0层表示最

35、接近用户视觉,层数越高离用户越远。层号总是连续的即使有中间的层被移除,其他层的序号会作相应的调整以保持整体的完整性LM中的View Window控制着与LM楿对坐标的可视区域。改变View Window的位置可以制造出滚动屏幕的效果本程序中所有的地图、坦克都采用LM控制,敌方坦克的生成由附加一个EnemySprite对象嘚到唯有界面右侧的计分栏由Graphics类绘制。Sprite类是继承自Layer的用于存储多桢的基本可视元素不同的frame可交相显示,构成动态的效果图片可翻转、颠倒、由一个主角图片就可以方便的得到所有方向的显示状态,相比原先只能使用Canvas绘图需要将所有。

36、方向的主角图象都绘制在png图象Φ简化了许多Sprite也可以从整合的图象中读图,读图时将把大图分解为若干等宽等高的小图每个小图按照其排列顺序有相应的序号,在程序中调用其序号就可以绘制出相应的图片。本程序中的双方坦克、子弹都由Sprite继承得到在有些情况下,控制主角的翻转尤其是多幅图爿配合显示的过程,如果将多图的共享定位点设置在通常的左上角将很不容易控制,因为许多翻转都是以其他点为参考电的(比如中惢点)。由此引入参考点的概念。参考点由defineReferencePixel函数确定未翻转图片状态时的坐标默认是(0,0)点,如果需要可将参考点设置在画面边界之外。本程序中的坦

37、克的参考点定义在图片正中,以便简便的实现转向等功能子弹的参考点设置在子弹底部的中心,因为子弹一出炮筒嘚时候紧挨着坦克的象素就是其底部中心TiledLayer是有一组图象格元素(grid of cells)组成的整块虚拟图象。该类使不需要高分辨率的图象就能创建大幅图面成為可能这项技术通常应用在2D游戏平台的滚动背景的绘图。一块整图可被分割成等大小的图象格每块格有其对应的序号,按照行列递增多块格可由大块同时替换组合而模拟动态的背景,这不需要逐块替换所有的静态图象格而显得非常方便本程序中的地图即为游戏背景。每块障碍物都有其响应的代号其中,用户需保护的总部因为体积稍大使用了四块图象格显。

38、示地图背景分为20*22个图象格,每个格使用一个字节表示其中的障碍物图象文件存储在外部文件中,以16进制的整数串表示因此每个地图的大小为固定的440字节。如果整块地图均由绘图产生将导致体积迅速增加,且对坦克与障碍物的碰撞也难以检测J2ME中并没有J2SE中的File类,获取外部文件的手段很有限仅仅在Class类中提供了一个getResourceAsStream函数,将外部文件获取为输入流再由InputStream的继承类读出。3.3.5 有关绘图的一些技术在没有MIDP2.0前进行游戏绘图一般需要手动编程使用双緩冲。需要在paint()方法内所想要画的图形画在一张预先准备好的背

39、景,等所有绘图操作都完成后再将背景的数据拷贝到实际的屏幕上Image类提供了一个建立背景的静态方法createImage(int width, int height),再利用getGraphics()方法取得属于这个背景的Graphics对象所进行的绘图操作都会作用在背景上,等到全部的绘图操作完成後再调用drawImage()方法将背景的数据复制到实际显示的屏幕上。这样的技术在绘制动画时特别有用绘制动画时经常需要不断地更新画面,而更噺画面的操作就是先将屏幕以fillRect()的方式清除再将下一张图片画在屏幕上,然而反复的清除及重绘会造成屏幕的闪烁现象(flicker)因此使用双偅。

40、缓冲的好处就是在背景进行这个清除及重绘的操作再将完成的绘图拷贝到屏幕上,由于用户看不到清除的操作因此就不会出现閃烁的现象了。不过在某些MIDP的实现上已经加上了双重缓冲的支持因此在处理前应先利用Canvas类的isDoubleBuffer()方法来判断。3.4 坦克的控制和敌方的智能运行GameCanvasΦ提供了与以往MIDP1.0不同的键盘采样功能Canvas类中采取响应键盘事件的方法,每次执行周期时会读取keyPressed函数中需执行的代码这样的机制并不适合某些游戏场合。在某些不支持keyRepeat功能的设备上反复执行的按键,比如发射子弹将不能因为长时间按压而自动重复,

41、这样就需要用户高频率的手动击键,这在操纵空间非常有限的移动设备上是非常困难的同时,事件的执行周期也并不一定适合游戏的场合也许需要更高频率执行的按键却只能在指定的周期内规律的响应。对此针对游戏的开发,Game包提供的键盘状态功能将显得十分有效GameCanvas提供getKeyStates函数可获取當前键盘上的信息。将以位的形式返回键盘上所有键的按与释放的状态当bit为1时,键就是被按下的状态为0时则为释放状态。只需要此一個函数的返回值就可以返回所有键的状态这保证了快速的按键和释放也会被循环所捕捉。同时这样的机制也可检测到几个键同时按下嘚状态,从而提供斜向运行等相应功能敌方按照。

42、规则不能和用户坦克重合则它每行走一步就需要把用户坦克扫描一次,判断其是否碰撞到了用户的坦克Sprite类中提供了collidesWith函数,用于判断是否与某个TiledLayer、Sprite、Image的对象有图象上的重合(即游戏中的碰撞)然而不能仅仅将用户坦克作为其Sprite参数传递给敌人的类进行判断。因为如果发生碰撞collidesWith成立,则两辆坦克已经发生了图象重合违反了规则,甚至若再进行collidesWith判断的話其结果将永为真。为了提前预知碰撞可以将所有坦克的碰撞范围设定为一个比坦克图片稍大一些的矩形,此矩形仅在坦克前方比坦克图形多出一个象素在多出的1。

43、1个象素中按照每个象素依次检查此象素是否于外界发生碰撞,如果不是按照象素检查则当坦克与障碍物错位并同时与两种物体接触时将有可能忽略检测其中的一样物体。这样就可以提前一步判断。如果发生碰撞则坦克应当选择掉轉方向,此时两辆碰撞的坦克又因为其矩形区域不重合而不符合collidesWith的条件,就可以继续正常运行了敌方坦克由于需要具有一定的智能性,以便对玩家攻击使之具有一定的可玩性。敌人可以自动行走但是应当在以下适当的情况下转向:首先是是否超出界面的边界,其次昰是否与地图障碍物发生了碰撞再次是是否与用户坦克发生了碰撞。需要指出的是当发生阻碍不能在不变方向的情况下继续行走时,並不一

44、定立即需要采取转向的对策。如果一定发生转向试想,当敌方碰到玩家时如果它立即转向,将不会对玩家发射射向他的子彈就不构成任何威胁,当然也不能永远不转向。本程序设置为:当碰撞到障碍物或边界时立即转向但碰到玩家坦克时需要有一个等待的时间,这个时间由碰撞前随机取得的在某方向上的持续行走步数决定当发生坦克间碰撞时,此随机数将在下一次循环前减少为原来嘚2/3这样就实现了加快转向的时间,避免死锁在一个方向上静止的停留过长的时间另外,坦克的发炮间隔和转后的具体方向都由随机数決定坦克之间由以上道理也不会发生重叠,但当某坦克正从上方生成而正巧有另一辆阻碍在其生成点处这将导致不可避免的重合。这昰允

45、许的,但需要对他们标注状态即当坦克刚出现时暂时允许重合,一旦在某个时间他们脱离了重合状态就不能在允许重合,如果不设置这样的判断刚出现的坦克将会因为受到阻塞而永远不能前进,坦克将混成一团本程序中并未使用过多复杂的人工智能算法,洳有时间将可能再此方面加以完善。3.5 子弹的运行和控制每一个坦克都有他自己的一颗子弹这颗子弹在任何一辆坦克被构造时就一直存茬,直至此坦克生命的结束子弹的再次只是将屏幕上暂时掩盖的图象重新置于坦克炮筒才恰当位置,并使其显示出来这与现实中每个孓弹都是单独的个体有所不同。子弹所需要完成的任务有:它是一个继承了Runnable虚类的可运行单独线程的对象在其出现在。

46、屏幕上的运行周期中每一步都需要循环检测以下条件:是否与某坦克发生了碰撞,即击中了这辆坦克子弹使用的是象素级的碰撞检测,因为子弹的圖片形状不规则如果使用矩形碰撞检测,将有可能在子弹尚未接触到物体时就已返回碰撞的真值分为两种情况,如果此子弹来自于敌方将只检测玩家坦克,因为敌方之间的子弹必须允许可以透明的穿过以保证不会在敌人之间发生子弹的消减。如果来自玩家则每一步需扫描所有的敌方坦克,检查是否发生碰撞这可能会花费不少的CPU时间。其次子弹之间需要检测是否碰撞。敌人之间显然如上已经提过,不需要检测但敌人与玩家之间应当可以互相消除子弹,以便在狭窄的路口中仍有存活的机会玩家的子弹需。

47、要在每一步检测所有敌人的子弹的运行状态这样较多的运算也将不可避免的耗费大量CPU时间。子弹对不同障碍物将有不同的反映对砖墙将有能力将其击毀,使之在画面上消失;对水泥钢筋将不能发生作用子弹也不能通过;对于河流,坦克不可以通过但子弹可以;对于草丛,子弹和坦克都可以通过3.6 RMS数据库系统MIDP为MIDlets提供了一种永久存储和后来读出数据的数据库解决方案,被称为Record Managerment System(RMS)是一种类简单的基于记录的数据库。很显嘫手机上的数据库系统不可能有PC上的强大功能。微小的存储空间也限制了它们的结构不能过于复杂RMS是专门针对移动设备的服务。

suite包里嘚所有MIDlet都允许创建多个记录集只要它们赋有不同的名称。当MIDlet包从平台中被移除后所有与该包有关的的记录集都同时会被移除。同一个包内的MIDlets可以直接互相访问它们的记录集不同包内也可产生共享,但这需要有包的授权属性决定访问模式会在准备提供共享的RecordStore被建立时被创建。访问模式允许私有使用或访问RecordStore的API采用了时间戳的概念,其长整型变量由System的currentTimeMillis()函数返回决定Record store 每次被修改后都会自动在其属性上。

49、附加上时间戳这为同步化引擎和程序的控制都极为有效。记录是字节数组开发者可以利用InputStream的派生类DataInputStream、DataOutputStream以及ByteArrayInputStream、ByteArrayOutputStream将不同种类的数据类型咑包,以字节流的形式发送和接收区别记录的唯一标记是他们的ID值,作为记录集的主键第一项记录的ID是1,其后的每个记录ID递增Record是以芓节为基本单位来存放的,所以所有要写入record的数据都必须先将其转为字节才能写入从record所读出来的数据也是字节,必须将其转换为原先写叺时的数据类型才有意义然。

50、而读取或写入的字节数组都只能代表一个字段的信息如果需要读取或写入多个字段就必须要将数据转換成字节信息,并且提供适当的机制来分隔这些信息主要有两种方法:1. 1. 标记法。将所有要存放的数据用字符串表示但是在字段和字段の间以一个特殊的符号作为分隔。符号不能和字段内的数据相同的字符2利用输入/输出流这一种方法较上一种复杂,但是较为实用方法┅中所有的字段只能以字符串的形式存储,要对这些字段作进一步的处理非常麻烦利用输入输出流可以写入及读取不同数据类型的数据,做法是在写入数据时先将一个DataOutputStream数据流对象串接到一个ByteArrayOutStream数据流对象然后再。

51、依字段的数据类型用writeInt()、writeBoolean()等方法写入最后把ByteArrayOutputStream内的元素数据寫入record中。反之若要读取数据则先要串接一个DataInputStream对象和ByteArrayInputStream,依字段的数据类用readInt()、readBoolean()等方法读取本程序中主要存放在永久区的内容为用户得到的朂高分数的记录。一共可以存储10条最高分每次有新的更高的记录就会插入进相应的位置,将最低一名排挤出记录在输入记录前,要求鼡户在TextField框中写入他自己的名字返回的getString可以将名字输送给字节。

52、流因为每个记录包括用户名和分数,因此需要使用多字段的方式编入打印到屏幕上时,记录ID号即为排名因此将显示三项数据。3.7 内存使用的最佳化通常在MIDP应用程序的手机执行环境中所牵涉的内存有下列彡种:应用程序存储内存RecordStore存储内存执行时期内存(Java Heap)其中前两种是持久性的内存,关闭电源后还能保持数据的正确性通常这两种内存所能存儲的容量是合并计算的,这个上限对每种手机都不一样大部分在一两百KB内。在这样的情况下需要在不影响原有功能的情况下适当的缩减JAR攵件的大小除了可以克服内存空间的限制外,也能大幅度缩短下载的时间(费用也降低了)势必会有更多的人愿意。

53、下载所开发的程序其方法有:第一,就是尽量缩短命名的长度在应用程序内,对于所建立的类、接口、方法及变量名而言都需要赋予一个识别的洺称,所命名的名称每多一个字符就会在类文件内多产生一个字节对于一个较复杂的应用程序而言就会增加为数不小的数据量。所有这些可以借助混淆器来帮助实现第二是减少复杂的程序结构,为一些共同的行为建立一个抽象类(Abstract Class) 来表示继承的子类的共通性第三是减少圖形数据的大小。将PNG格式的小分辨率图象合并在一张大的高分辨率图象中由于减少了chunks,将比合并前的总大小减少许多3.8 混淆器(Obfuscator)的使用Java 语訁并没有完全编。

54、译成二进制可执行文件编译出的.class文件是一种介于源程序和二进制之间的一中基于半解释的字节码,需要虚拟机来执荇它包括了所有的信息。然而这样会导致.class很容易被反编译为源代码从而不能保护作者的知识成果。目前流行的如decode,JAD等反编译工具可以以佷快的速度生成源文件如果不加以施行有效的措施,将造成严重的后果由此引入混淆器的概念。混淆器将代码中的所有变量、函数、類的名称变为简短的英文字母代号如果缺乏相应的函数名指示和程序注释,即使被反编译也将难以阅读。混淆器的作用不仅仅是保护玳码它也有精简编译后程序大小的作用。由于以上介绍的减少变量、函数的命名长度的关系编译后也会。

55、从.class文件中减少这些冗余的信息混淆后,体积大约能减少25%这对当前费用较贵的无线网络传输是有一定意义的。为了能与各种IDE集成就像Java2 SDK一样,混淆器采用命令行參数的形式以便可被其调用。目前流行的Obfuscator有RetroGuard等3.9 模拟器的相关调试IDE整合的Wireless Tool Kit提供了许多在运行时监视运行状态的工具。 包括内存状况的检測(手机上的内存空间十分有限必须时刻关注机载内存是否大于程序所能使用到的最大可能的内存空间),网络状况的检测运行函数嘚跟踪等。如图3-4是内存跟踪测试随时间变化的调试器。其中允许强制垃圾回收(Gar。

56、bage Collection)由于Java语言中,不像许多其他的如C+语言不需要指萣回收函数中特定不使用的资源,资源回收机制将自动清空无效变量占用的空间在程序运行中也可以调用System类的gc()函数手动收回废弃的内存。图3-4 内存监视器3.10 本章小结:第三章中介绍了程序的流程、相关技术的思想及其在本程序中的应用分别对绘图、数据库、游戏基本算法等莋了详细叙述。具体算法的代码实现和详细流程将在下章介绍第四章 程序分析和具体实现4.1 游戏进入前的选择图4-1 游戏前的选项画面每个MIDlet程序都必须有一个主类,该类必须继承自MIDlet它控制着整个程序的运行,并且可以通过

57、相应函数从程序描述文件中获取相关的信息。该类Φ拥有可以管理程序的创建、开始、暂停(手机中很可能有正在运行程序却突然来电的情况这时应进入暂停状态。)、结束的函数图4-2 程序开始时的logo画面进入时,首先载入画面的不是游戏运行状态而是提供选项,当再次选择Start Game时才正式运行运行画面如图4-1所示。因此在TankMain嘚构造函数中分配了StartChoice类,即选项画面的内存空间在startApp()函数中,随即调用了Displable的setCurrent()函数将当前屏幕设置为startChoice在显示高级用户界面前,建造了一个Alert類Alert对象用于。

58、显示提示、警告等告之用户信息的临时闪现的屏幕它可作为setCurrent的参数,提前显示在最终需要显示的屏幕前当将FOREVER作为Alert的參数时,将永久显示直到用户点击相应按钮手动结束。但是当显示的画面元素超过一屏大小时将自动转换为永久状态。在此由于贴茬Alert上的图片大小超出了其范围,故已成为永久状态效果如图4-2所示。图4-3

59、后需执行的函数在设置好commandlistener后,需要调用setCommandListener()以将按钮事件激活键盤事件中,可用getCommandType()返回的Command类型来确定选择的是什么按钮startChoice继承了List类,用于显示列表选项使用其append()函数可将选项加入到列表中。getSelectIndex()可检测到选择嘚项目的序号序号从0开始递增。其中当选择第一项时将载入正式游戏画面BattleCanvas类,第二项将显示帮助信息(效果如图4-3)第三项则是重新显示與作品和作者相关的logo画面。开始敌人数量小于0吗显示记分画面最后一关。

60、或死亡了吗进入下一关敌人数量大于屏幕上的数量吗?增加一个敌人玩家是否死亡显示GameOver重绘屏幕内存回收结束YNYNNYYN图4-4 BattleCanvas类主要关系流程图4.2 主游戏逻辑及其涉及到的若干类BattleCanvas主管着所有类之间的协调决定哬时死亡,何时分配新的敌人及控制敌人出现处的闪光图标、游戏结束后的动态Gameover字样。它运行在独立的线程中以恒定的频率刷新画面。刷新速度需大于30/秒才能使画面显示因人眼的暂时停留效应流畅运行本程序设置为20毫秒。其主逻辑如图4-4所示程序中建立了另外的两个類,分别表述了敌人坦克和玩家坦克的功能它们分别为:Enem。

61、ySprite和UserSprite这两个类均在BattleCanvas中建立了对象,以便进行统一调度BattleCanvas包括了LayerManager,这样所有靜态和动态的图象都不需要手动刷新只需要在LayerManager中加入所有的需控制的元素,再统一由LayerManager刷新即可因此,有必要在其中创立一个LayerManager的对象其他,如Sprite类的gameover字样、记分统计画面也都需在此主逻辑中建立相应对象还需保存的变量有,游戏开始时间、结束时间(用于统计分数)、敵人的总数、屏幕上敌人的数量、下一个敌人需要出现的位置(总共允许在三个不同的位置出现分别。

62、位于屏幕的左、中、右方)、遊戏是否已成功结束或是否已死亡构造函数中,需初始化地图地图实际即为TiledLayer的一个对象,可调用setCell设置其具体的图象格内容地图由外蔀文件读入。外部文件分别命名为level*.png利用MIDP中唯一获取外部文件为程序内资源的getResourceAsStream()函数将地图文件读入程序。在创建了InputStream类的map对象后使用read()函数鈳将流中的下一个字节读出,并返回此字节代表的整数每个整数代表一种障碍物。用二维循环将读出的每个整数通过setCell()将整幅地图画出即可。地图文件可用十六进制的文本编辑器生成如本程序使用的Ultraedit。绘出地图后可用LayerManager的append()将地图放置在第一层。这是很有必要的因为地圖上的障碍物之一草,在坦克运行中时是必须处于坦克的上层的否则将失去真实性。为此地图必须首先载入。由于敌人将依次出现在屏幕上同时出现的数量应当受到控制。本程序设置为6所以在构造函数中,也应当分配6个EnemySprite对象的内存空间构造坦克时,将把坦克的png图爿作为参数传递给EnemySprite和UserSpriteBattleCanvas中创。

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