多线程使用HashMap,HashMap和HashTable和ConcurrentHashMap区别（面试题常考），硬盘IO,顺便回顾volatile

一、回顾💛

谈谈volatile关键字用法

volatile能够保证内存可见性，会强制从主内存中读取数据，此时如果其他线程修改被volatile修饰的变量，可以第一时间读取到最新的值。

二、💙 

HashMap线程不安全没有锁,HashTable线程更加安全，关键方法都提供了synchronized，CocurrrentHashMap是线程安全的hash表

HashMap是在方法中直接加上synchronized，就相当于针对this（当前对象）加锁，

HashTable——全局锁，会安全，但是缺点就是有巨大的锁开销，会形成阻塞等待

HashTable<String,String>ht=......;

hs.set("aaa","111")

任意的针对ht对象的操作，都会涉及针对this的加锁，此时如果多个线程想操作ht，就一定会触发激烈的锁竞争，最后都只能一个一个排着队，依次执行——并发

所以会出现CocurrentHashMap

我们学过的哈希表的二次探测，真实hash表基本不会出现，而是采用链表的方式（哈希桶），如果修改操作是像下图这样，针对两个不同的链表进行修改，是否存在线程安全问题->当然不会

 但是假如说是扩容，就可能会有影响了，但是扩容是很有重量级的操作，把整个的哈希表都需要重新搬运一遍，这样锁的开销也就微乎其微。

那么有人也会问-假如上面那种是不是说明这种我就完全不需要加锁了，反正也是没有线程安全问题，但是也不行，因为下图这种，假如说去插入两个在同一个链表的位置，又会涉及到线程的安全问题——解决方法每个链表都安排一把锁-这样开销就会小很多，这样第二个操作就会陷入阻塞等待，因为第一个正在修改，这样这个问题就解除了。

 一个hash表上链表个数这么多，两个线程正好在同时修改一个链表的操作本身就概率比较低，整体锁的开销大大降低了，这么修改也就不会有这么多的线程阻塞。

此时可能此时有人问，该怎么给每个线程加锁呢——由于synchronized随意对象都可以加锁，所以可以简单使用每个链表的头节点使用。

这也就是我们的改进

1.ConcurrentHashMap减小了锁的粒度，每个链表有一把锁，大部分情况下都没有涉及锁冲突。

2.广泛使用了CAS操作，size++，这样的操作也不会存在锁冲突

3.写操作进行了加锁（链表级）读操作，不加锁了就——如果有一个线程读，一个线程写会有问题吗，最多就是修改的一瞬间，读到一个旧版本/新版本的数据，不确定而已，通过一些精密的操作，保证不会读“半个数据”（有新有旧）

4.针对扩容操作进行优化，渐进式扩容

HashTable一旦触发扩容，就会一口气完成所有元素的搬运，这个过程非常耗时间，我们的大部分请求会很顺畅，但是突然一个请求会卡很久——而且并不好确认哪里的问题，因为这个触发概率很小，很气。

所以这个改进——化整为零，当需要扩容时，创建一个更大的数据，然后把旧的数据逐渐往新的数据哈桑搬运，会出现一段时间——新，旧数组共同存在的时间——

1.新增数据，就往新数组上插入

2.删除数据，把旧的数组上的数据删除掉即可

3.查找元素，新旧数据都要查

4.修改元素，统一把这个元素放到新的数组上

与此同时，每个操作都会触发一定到搬运，每搬运一次，就可以保证整体时间不是很大，积少成多之后，逐渐完成搬运了，也就可以把之前的旧的数组销毁了

上面说的是HashTable和ConcurrentHashMap的区别

HashMap和ConcurrentHashMap的区别，就是线程安全和不安全的区别。

treeMap和hashMap区别——哈希表和红黑树之间的区别

面试有可能问一手

ConcurrentHashMap的分段锁

Java8之前，ConcurrentHashMap的分段锁区别

Java8之后就没有分段锁了

ConcurrentHashMap的分段锁确实可以提高效率，但是不如一个链表一把锁效率更高，而且分段锁的维护更加麻烦。

三、 💜

文件IO操作

文件->存储数据的方式

操作系统通过“文件系统”这样的模块来管理硬盘。

文件～不同的文件系统，管理文件的方式都是一致的

通过“目录”构成了N叉树的文件结构

如D盘->tmp->cat.jpg通过这个路线就可以找到确定电脑的唯一一个文件，这个路线就叫做路径。

以盘符开头的路径，也叫做绝对路径，绝对路径是从电脑这里出发找文件的过程。

以···或···开头的路径，叫做绝对路径，相对路径，需要有一个基准目录/工作目录，表示从这个基准目录出发怎么才能找到这个文件

如以D:为基准目录

.白哦是当前所在目录

./tmp/cat.jpg

以D:/tmp为基准

./cat.jpg

..表示当前目录的上一层目录

如果D:/tmp/111为基准（是以tmp开始查找）

../cat.jpg    

D:/tmp/111/aaa为基准 

../../cat.jpg（也是以tmp开始查找）

文件系统存储的文件具体分为两个大类：

1.文本文件

utf8就是一个大表（实际上）表上数据的集合叫做字符。

2.二进制文件

二进制数据

如何区分呢？

一个最简单的方式判断就是：文件是二进制还是文本，直接使用记事本打开，如果打开之后能看懂，就是文本文件，假如看不懂，就是二进制文件，记事本打开文件，就会尝试把当前数据在码表中查询～

word文档就是二进制文件（功能太多了，属于是“富文本”需要用二进制去组织），后续文本的操作，文本和二进制操作方式完全相同的

文件系统的操作——

1.创建文件

2.删除文件

3.创建目录

通过一个类的使用——java.io.File(IO-Input和output，站在cpu的角度，来看待输入输出。）

通过File对象描述一个具体的文件，File对象可对应一个真实的文件，也可对应一个不存在的文件。

File(String pathname)此处参数字符串表示一个路径，可以是绝对路径，也可以是相对路径

 站在操作系统的角度来看，目录也是文件，操作系统中的文件是更为广义的概念，具体里面有很多种不同的类型

1.普通文件（通常见到的文件）

2.目录文件（通常见到的文件夹）<-(高级,文件夹太土鳖的）

1.File file=new File("./test.txt");             //路径随意填写（可以不存在)

2.file.createNewFile()//创建文件(有可能抛异常）

3.file.delete（删除掉文件）

file.deleteOnExit(),(这个是程序退出后再删除，不是立刻删除）有的时候，可能会有这样一个功能，临时文件程序运行的时候，搞一个临时文件，程序结束了，临时文件会自动进行删除。

像是office等生产力软件，都有生产临时文件功能，这个临时文件就自动存储了你当前的编辑状态，如果有人word长期不保存，突然断电关机，此时你在进行重启，由于刚才是非正常关闭，临时文件来不及删除是仍然存在的，office启动就能知道上次是异常关闭，就会提醒你是否要从之前的临时文件恢复未保存的结果。

 创建一个目录，

import java.io.File;
import java.io.IOException;public class Demo11 {public static void main(String[] args) throws IOException {File file=new File("./d.txt");//创建文件// file.createNewFile();//删除掉文件//  file.deleteOnExit();//创建一层目录mk->make,dir->directory//mkdir()一次只能创建一级目录file.mkdir();//  mddirs能创建多极目录file.mkdirs();}
}

 ​​

文件命名，也可以起到文件移动的效果

以上文件系统操作，都是基于File类完成的。

文件流stream-主要原因，操作系统流

文件内容的操作核心步骤，四个

1.打开文件 fopen                            

2.关闭文件 fclose

3.读文件     fread

4.写文件     fwrite

JavaIO流是庞大的体系，涉及非常多的类，不同的类有不同的特性，使用方法基本类似。

 字节流：InputStream,OutputStream ,后续的一些操作字节的类都是衍生自这两个类，以操作字节为单位（二进制文件）

字符流: Reader Write  操作字符为单位（文本文件）

reader.close:让一个进程打开一个文件，是要从系统中一定的资源（占据进程pcb文件描述符中的一个表项）文件描述符是顺序表（长度有限，不可扩容），如果不释放，就会出现“文件资源泄露”这是很严重的问题，一旦一直打开文件，而不去关闭不用的文件，文件描述符就会被占用满（导致服务器宕机）后续无法打开新的文件）->年终奖消失大法

我们平时可以使用try catch finally {close}但是不够优雅

最好使用try with resources

  //这个就如同sychronized一样，自动给你关闭文件，但是这块写的不完全，需要写使用资源的操作
try(Reader reader=new FileReader("d:/test.txt"))

read()一次读一个字符<->char（按照Integer来表示，表示两个字符的范围，-1表示已经读取完毕eof了）

可能会有疑问——utf8格式一个字符三个字节，为什么读出字符是两个字节呢

java的char类型是用unicode编码的（一个字符，两个字节），使用完这个方法读取一个字符，java标准库内部会帮我们自动转换！unicode和utf8（一个字符）是不同的。

这个会把读到的内容，填充到参数cbuf是数组中，此处的参数，相当于一个“输出型参数”

char buf[]=new char[1024];

reader.read(buf)//这种写法java中不太常见（c++)使用偏多，通过read，就会把一个本来空的数组，填充上内容

read(char[]cbuf,int off,int len)

多个小文件，都需要读取且需要拼接到一起，就用这个方法，比如三个文件，大小都是100字节

read(cbuf,0,100)
read(cbuf,100,100)
read(cbuf,200,100)

我们如同下图那样，先读取txt文件，然后在去依次输出这个字符串，读到文件末尾退出

import java.io.*;public class Demo12 {public static void main(String[] args) throws IOException {try(Reader reader=new FileReader("/Users/lcl/untitled7/src/test.txt")){while(true){char buf[]=new char[1024];int n=reader.read(buf);if(n==-1){System.out.println("读到文件末尾");break;}for(int i=0;i<n;i++){System.out.println(buf[i]+",");}
//String构造方法内部，默认是utf8(但是你可以让他变成gbk
String s=new String(0,n,"gbk");String s=new String();System.out.println(s);}}}
}

read(byte[]b)->一次读若干字节，填满数组的一部分

Scanner一视同仁，只是把当前读到的字节数据进行转换～（不关心这个数据来自于标准输入，还是来自文件或者网卡）

以前学过的Scanner只是读文本文件的，不适合读二进制文件，在标准库中，还提供了一些具体工具类，辅助更方便的读写二进制文件。

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.Scanner;public class Demo13 {public static void main(String[] args) throws IOException {try(InputStream inputStream=new FileInputStream("/Users/lcl/untitled7/src/test.txt")){Scanner scanner=new Scanner(inputStream);
//第一段到空格之前的字符串，读取test文件读取数据String s= scanner.next();;System.out.println(s);String s1= scanner.next();;System.out.println(s1);
第二段空格之前，相当于读取一个词String s2= scanner.next();;System.out.println(s2);}}
}

输出，使用方法和输入十分相似——

关键的操作是write，write之前要打开文件，用完需要关闭文件，输出流对象（无论字节流还是字符流）会打开文件之后，清空文件内容！正如我们之前那么写的i,变成了我喜欢你

但是我们假如想在他的后面去写，而不去自动删除，该怎么做呢，可以追加写，此时就不进行清空操作。OutputStream使用方式完全一样，只不过write方法不能支持“字符串参数”。，只能按照字节或者字节数组写入。

Scanner搭配InputStream可以简化代码效果（可以不像我们之前那么一点一点读）

PrintWriter（sout,点击里面的out，她就是这个类，使用一系列方法printf,println)搭配OutputStream

经典面试题，写个代码递归目录

深度优先-DFS（先中后序，递归）

广度优先-BFS（层序）

import java.io.File;
import java.util.Scanner;public class Demo15 {public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入搜索的根目录");File rootPath = new File(scanner.next());System.out.println("请输入删除的关键词");String word = scanner.next();if (!rootPath.isDirectory()) {System.out.println("路径不合法");return;}scanDir(rootPath, word);scanner.close();}public static void scanDir(File currentDir, String word) {//先列出当前目录包含哪些内容File[] files = currentDir.listFiles();if (files == null || files.length == 0) {//空目录/非法目录return;}for (File f : files) {System.out.println(f.getAbsolutePath());if (f.isFile()) {//3看当前文件是普通文件，看文件名字，是否包含word，来决定是否删除dealFile(f, word);} else {//4假如是当前文件是目录文件（文件夹）就再次递归，直到找到文件。scanDir(f, word);}}}private static void dealFile(File f, String word) {//是根据文本的是名字删除,假如不存在就返回if (!f.getName().contains(word)) {return;}//打印删除文件的路径System.out.println("要删除的文件：" + f.getAbsolutePath());f.delete();}
}

2.进行普通文件的复制，把一个文件复制成另一个文件

在这之前我们先要想一个问题，读文件一次读1024好，还是20480好？

每次read都是访问硬盘，此时把buffer（接受的数组）变大，就能降低访问硬盘次数提高效率，buffer大的前提，空间需要充足

import java.io.*;
import java.util.Scanner;public class Demo16 {public static void main(String[] args) throws IOException {System.out.println("请输入复制的文件路径");Scanner scanner = new Scanner(System.in);String src = scanner.next();File srcFile = new File(src);if (!srcFile.isFile()) {System.out.println("源文件不存在或者不是一个文件");return;}System.out.println("请输入复制目标文件路径");String dest = scanner.next();File destFile = new File(dest);//不要求目标文件本身存在，但要保证目标文件所在的目录所在。//假设目标文件写作d:/tmp/cat2.jpg,就需保证d:tmp目录所在if (!destFile.getParentFile().isDirectory()) {System.out.println("您的路径非法");return;}
//输入流，输出流，按照字节流方式去打开这个文件try (InputStream inputStream = new FileInputStream(srcFile);OutputStream outputStream = new FileOutputStream(destFile)) {while(true){byte[] buffer = new byte[1024];int n = inputStream.read(buffer);System.out.println("n=" + n);if (n == -1) {                    //读完事了System.out.println("读到eof,结束"); break;}
//从0开始，写n这么长outputStream.write(buffer, 0, n);}}}}