17.Override和Overload的含义去区别

重写(Override)

　　重写是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写！返回值和形参都不能改变。即外壳不变，核心重写！

　　重写的好处在于子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。

也就是说子类能够根据需要实现父类的方法。

　　在面向对象原则里，重写意味着可以重写任何现有方法。实例如下：

class Animal{

   public void move(){
      System.out.println("动物可以移动");
   }
}

class Dog extends Animal{

   public void move(){
      System.out.println("狗可以跑和走");
   }
}

public class TestDog{

   public static void main(String args[]){
      Animal a = new Animal(); // Animal 对象
      Animal b = new Dog(); // Dog 对象

      a.move();// 执行 Animal 类的方法

      b.move();//执行 Dog 类的方法
   }
}

以上实例编译运行结果如下：

动物可以移动
狗可以跑和走

　　在上面的例子中可以看到，尽管b属于Animal类型，但是它运行的是Dog类的move方法。

　　这是由于在编译阶段，只是检查参数的引用类型。

然而在运行时，Java虚拟机(JVM)指定对象的类型并且运行该对象的方法。

　　因此在上面的例子中，之所以能编译成功，是因为Animal类中存在move方法，然而运行时，运行的是特定对象的方法。

思考以下例子：

class Animal{

   public void move(){
      System.out.println("动物可以移动");
   }
}

class Dog extends Animal{

   public void move(){
      System.out.println("狗可以跑和走");
   }
   public void bark(){
      System.out.println("狗可以吠叫");
   }
}

public class TestDog{

   public static void main(String args[]){
      Animal a = new Animal(); // Animal 对象
      Animal b = new Dog(); // Dog 对象

      a.move();// 执行 Animal 类的方法
      b.move();//执行 Dog 类的方法
      b.bark();
   }
}

以上实例编译运行结果如下：

TestDog.java:30: cannot find symbol
symbol  : method bark()
location: class Animal
                b.bark();
                 ^

该程序将抛出一个编译错误，因为b的引用类型Animal没有bark方法。

方法的重写规则　

参数列表必须完全与被重写方法的相同；

返回类型必须完全与被重写方法的返回类型相同；

访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更高。例如：如果父类的一个方法被声明为public，那么在子类中重写该方法就不能声明为protected。

父类的成员方法只能被它的子类重写。

声明为final的方法不能被重写。

声明为static的方法不能被重写，但是能够被再次声明。

子类和父类在同一个包中，那么子类可以重写父类所有方法，除了声明为private和final的方法。

子类和父类不在同一个包中，那么子类只能够重写父类的声明为public和protected的非final方法。

重写的方法能够抛出任何非强制异常，无论被重写的方法是否抛出异常。

但是，重写的方法不能抛出新的强制性异常，或者比被重写方法声明的更广泛的强制性异常，反之则可以。

构造方法不能被重写。

如果不能继承一个方法，则不能重写这个方法。

Super关键字的使用

当需要在子类中调用父类的被重写方法时，要使用super关键字。

class Animal{

   public void move(){
      System.out.println("动物可以移动");
   }
}

class Dog extends Animal{

   public void move(){
      super.move(); // 应用super类的方法
      System.out.println("狗可以跑和走");
   }
}

public class TestDog{

   public static void main(String args[]){

      Animal b = new Dog(); // Dog 对象
      b.move(); //执行 Dog类的方法

   }
}

以上实例编译运行结果如下：

动物可以移动
狗可以跑和走

重载(Overload)

　　重载(overloading) 是在一个类里面，方法名字相同，而参数不同。返回类型呢？可以相同也可以不同。

每个重载的方法（或者构造函数）都必须有一个独一无二的参数类型列表。

　　只能重载构造函数

重载规则：

被重载的方法必须改变参数列表；

被重载的方法可以改变返回类型；

被重载的方法可以改变访问修饰符；

被重载的方法可以声明新的或更广的检查异常；

方法能够在同一个类中或者在一个子类中被重载。

public class Overloading {

    public int test(){
        System.out.println("test1");
        return 1;
    }

    public void test(int a){
        System.out.println("test2");
    }   

    //以下两个参数类型顺序不同
    public String test(int a,String s){
        System.out.println("test3");
        return "returntest3";
    }   

    public String test(String s,int a){
        System.out.println("test4");
        return "returntest4";
    }   

    public static void main(String[] args){
        Overloading o = new Overloading();
        System.out.println(o.test());
        o.test(1);
        System.out.println(o.test(1,"test3"));
        System.out.println(o.test("test4",1));
    }
}

重写与重载之间的区别

18.Interface与abstract类的区别

19.Static class 与non static class的区别

20.java多态的实现原理

多态

同一个类的不同表现形态，不同的形态是通过其不同的子类体现

java通过将子类对象引用赋值给超类对象变量, 来实现动态方法调用。

假设类B是类A的子类，以 A a = new B() 为例

① A a 作为一个引用类型数据，存储在JVM栈的本地变量表中。

② new B()作为实例对象数据存储在堆中

　　 Ｂ的对象实例数据（接口、方法、field、对象类型等）的地址也存储在堆中

　　 Ｂ的对象的类型数据（对象实例数据的地址所执行的数据）存储在方法区中，方法区对象类型数据中有一个指向该类方法的方法表。

③Java虚拟机规范中并未对引用类型访问具体对象的方式做规定，目前主流的实现方式主要有两种：

　１. 通过句柄访问

　　在这种方式中，JVM堆中会专门有一块区域用来作为句柄池，存储相关句柄所执行的实例数据地址（包括在堆中地址和在方法区中的地址）。这种实现方法由于用句柄表示地址，因此十分稳定。

２.通过直接指针访问

　　通过直接指针访问的方式中，reference中存储的就是对象在堆中的实际地址，在堆中存储的对象信息中包含了在方法区中的相应类型数据。这种方法最大的优势是速度快，在HotSpot虚拟机中用的就是这种方式。

④实现过程

　　首先虚拟机通过reference类型（A的引用）查询java栈中的本地变量表，得到堆中的对象类型数据的地址，从而找到方法区中的对象类型数据（B的对象类型数据） ，然后查询方法表定位到实际类（B类）的方法运行。

21.实现多线程的两种方法：Thread与Runable

Java提供了两种创建线程方法：

• 通过实现Runable接口；
• 通过继承Thread类本身。

1 .声明实现 Runnable 接口的类，该类然后实现 run 方法。然后可以分配该类的实例，在创建 Thread 时作为一个参数来传递并启动。例如，计算大于某一规定值的质数的线程可以写成：

class PrimeRun implements Runnable {
         long minPrime;
         PrimeRun(long minPrime) {
             this.minPrime = minPrime;
         }

         public void run() {
             // compute primes larger than minPrime
              . . .
         }
     }

然后，下列代码会创建并启动一个线程：

 PrimeRun p = new PrimeRun(143);
     new Thread(p).start();

２．将类声明为 Thread 的子类。该子类应重写 Thread 类的 run 方法。接下来可以分配并启动该子类的实例。

 class PrimeThread extends Thread {
         long minPrime;
         PrimeThread(long minPrime) {
             this.minPrime = minPrime;
         }

         public void run() {
             // compute primes larger than minPrime
              . . .
         }
     }

然后，下列代码会创建并启动一个线程：

PrimeThread p = new PrimeThread(143);
     p.start();

　　当 Java 虚拟机启动时，通常都会有单个非守护线程（它通常会调用某个指定类的 main 方法）。Java 虚拟机会继续执行线程，直到下列任一情况出现时为止：

• 调用了 Runtime 类的 exit 方法，并且安全管理器允许退出操作发生。
• 非守护线程的所有线程都已停止运行，无论是通过从对 run 方法的调用中返回，还是通过抛出一个传播到 run 方法之外的异常。

３．使用和区别

　　Runable源码：

public interface Runnable {
    /**
     * When an object implementing interface <code>Runnable</code> is used
     * to create a thread, starting the thread causes the object‘s
     * <code>run</code> method to be called in that separately executing
     * thread.
     * <p>
     * The general contract of the method <code>run</code> is that it may
     * take any action whatsoever.
     *
     * @see     java.lang.Thread#run()
     */
    public abstract void run();
}

　　Thread 类实现了 Runnable。激活的意思是说某个线程已启动并且尚未停止。此外，Runnable 为非 Thread 子类的类提供了一种激活方式。通过实例化某个 Thread 实例并将自身作为运行目标，就可以运行实现 Runnable 的类而无需创建 Thread 的子类。大多数情况下，如果只想重写 run() 方法，而不重写其他 Thread 方法，那么应使用 Runnable 接口。这很重要，因为除非程序员打算修改或增强类的基本行为，否则不应为该类创建子类。

　　继承Thread类实现多线程，要求放入多线程中的类不能继承其他类（Java的单继承特性），如果需要请用 Runnable 实现（接口可以多实现并不影响继承其他类）。

　　一个实现Runnable接口的类可以放在多个线程中执行，多个线程可以去执行同一资源；而继承Thread只能实现多个线程分别去处理自己的资源。（通过Runnable创建的多个线程可以由编程人员传入同一个Runnable对象,即执行同一个run方法，而通过Thread创建的多线程它们运行的都是自己的run方法）。

22.线程同步的方法：sychronized、lock、reentrantLock等

　　如果你向一个变量写值，而这个变量接下来可能会被另一个线程所读取，或者你从一个变量读值，而它的值可能是前面由另一个线程写入的，此时你就必须使用同步。

• sychronized

  　 Java语言的关键字，当它用来修饰一个方法或者一个代码块的时候，能够保证在同一时刻最多只有一个线程执行该段代码，它是在 软件层面依赖JVM实现同步。

  　　 synchronized 方法或语句的使用提供了对与每个对象相关的隐式监视器锁的访问，但却强制所有锁获取和释放均要出现在一个块结构中：当获取了多个锁时，它们必须以相反的顺序释放，且必须在与所有锁被获取时相同的词法范围内释放所有锁。

　　通过在方法声明中加入 synchronized关键字来声明 synchronized 方法。

　　synchronized 方法控制对类成员变量的访问：每个类实例对应一把锁，每个 synchronized 方法都必须获得调用该方法的类实例的锁方能

执行，否则所属线程阻塞，方法一旦执行，就独占该锁，直到从该方法返回时才将锁释放，此后被阻塞的线程方能获得该锁，重新进入可执行

状态。这种机制确保了同一时刻对于每一个类实例，其所有声明为 synchronized 的成员函数中至多只有一个处于可执行状态（因为至多只有一个能够获得该类实例对应的锁），从而有效避免了类成员变量的访问冲突（只要所有可能访问类成员变量的方法均被声明为 synchronized）

　　synchronized 方法的缺陷：若将一个大的方法声明为synchronized 将会大大影响效率，典型地，若将线程类的方法 run() 声明为　synchronized ，由于在线程的整个生命期内它一直在运行，因此将导致它对本类任何 synchronized 方法的调用都永远不会成功。

　　解决synchronized 方法的缺陷

通过 synchronized关键字来声明synchronized 块。

synchronized(lock) {
// 访问或修改被锁保护的共享状态
}

其中的代码必须获得对象 syncObject （类实例或类）的锁方能执行。由于可以针对任意代码块，且可任意指定上锁的对象，故灵活性较高。

　　当两个并发线程访问同一个对象中的这个synchronized(this)同步代码块时，一个时间内只能有一个线程得到执行。另一个线程必须等待当前线程执行完这个代码块以后才能执行该代码块。

　　当一个线程访问对象的一个synchronized(this)同步代码块时，另一个线程仍然可以访问该对象中的非synchronized(this)同步代码块。其他线程对对象中所有其它synchronized(this)同步代码块的访问将被阻塞。

　　如果线程进入由线程已经拥有的监控器保护的 synchronized 块，就允许线程继续进行，当线程退出第二个（或者后续） synchronized 块的时候，不释放锁，只有线程退出它进入的监控器保护的第一个 synchronized 块时，才释放锁。

　　在修饰代码块的时候需要一个reference对象作为锁的对象.

　　在修饰方法的时候默认是当前对象作为锁的对象.

　　在修饰类时候默认是当前类的Class对象作为锁的对象.

• lock

  　　Lock 接口实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。此实现允许更灵活的结构，可以具有差别很大的属性，可以支持多个相关的 Condition 对象。在硬件层面依赖特殊的CPU指令实现同步更加灵活。

什么是Condition ？

Condition 接口将 Object 监视器方法（wait、notify 和 notifyAll）分解成截然不同的对象，以便通过将这些对象与任意 Lock 实现组合使用，为每个对象提供多个等待 set（wait-set）。其中，Lock 替代了 synchronized 方法和语句的使用，Condition 替代了 Object 监视器方法的使用。

　　虽然 synchronized 方法和语句的范围机制使得使用监视器锁编程方便了很多，而且还帮助避免了很多涉及到锁的常见编程错误，但有时也需要以更为灵活的方式使用锁。例如，某些遍历并发访问的数据结果的算法要求使用 “hand-over-hand” 或 “chain locking”：获取节点 A 的锁，然后再获取节点 B 的锁，然后释放 A 并获取 C，然后释放 B 并获取 D，依此类推。Lock 接口的实现允许锁在不同的作用范围内获取和释放，并允许以任何顺序获取和释放多个锁，从而支持使用这种技术。

　　随着灵活性的增加，也带来了更多的责任。不使用块结构锁就失去了使用 synchronized 方法和语句时会出现的锁自动释放功能。在大多数情况下，应该使用以下语句：

　　　Lock l = ...; //lock接口的实现类对象
     l.lock();
     try {
         // access the resource protected by this lock
     } finally {
         l.unlock();
     }

在java.util.concurrent.locks包中有很多Lock的实现类，常用的有ReentrantLock、ReadWriteLock（实现类ReentrantReadWriteLock）.它们是具体实现类，不是java语言关键字。

• ReentrantLock

  　　一个可重入的互斥锁 Lock，它具有与使用 synchronized 方法和语句所访问的隐式监视器锁相同的一些基本行为和语义，但功能更强大。

  　　最典型的代码如下：

  　　

 class X {
   private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
   // ...

   public void m() {
     lock.lock();  // block until condition holds
     try {
       // ... method body
     } finally {
       lock.unlock()
     }
   }
 }

重入性：指的是同一个线程多次试图获取它所占有的锁，请求会成功。当释放锁的时候，直到重入次数清零，锁才释放完毕。

　　ReentrantLock 的lock机制有2种，忽略中断锁和响应中断锁，这给我们带来了很大的灵活性。比如：如果A、B 2个线程去竞争锁，A线程得到了锁，B线程等待，但是A线程这个时候实在有太多事情要处理，就是 一直不返回，B线程可能就会等不及了，想中断自己，不再等待这个锁了，转而处理其他事情。这个时候ReentrantLock就提供了2种机制，第一，B线程中断自己（或者别的线程中断它），但是ReentrantLock 不去响应，继续让B线程等待，你再怎么中断，我全当耳边风（synchronized原语就是如此）；第二，B线程中断自己（或者别的线程中断它），ReentrantLock 处理了这个中断，并且不再等待这个锁的到来，完全放弃。

　　

　　ReentrantLock相对于synchronized多了三个高级功能：

　　①等待可中断

　　　　在持有锁的线程长时间不释放锁的时候,等待的线程可以选择放弃等待.

tryLock(long timeout, TimeUnit unit)

　　　②公平锁

　　　　按照申请锁的顺序来一次获得锁称为公平锁.synchronized的是非公平锁,ReentrantLock可以通过构造函数实现公平锁.

new RenentrantLock(boolean fair)

　　公平锁和非公平锁。这2种机制的意思从字面上也能了解个大概：即对于多线程来说，公平锁会依赖线程进来的顺序，后进来的线程后获得锁。而非公平锁的意思就是后进来的锁也可以和前边等待锁的线程同时竞争锁资源。对于效率来讲，当然是非公平锁效率更高，因为公平锁还要判断是不是线程队列的第一个才会让线程获得锁。

　　③绑定多个Condition

　　　通过多次newCondition可以获得多个Condition对象,可以简单的实现比较复杂的线程同步的功能.通过await(),signal();

• synchronized和lock的用法与区别

  　

  　synchronized是托管给JVM执行的，而lock是java写的控制锁的代码。

  　

  　synchronized原始采用的是CPU悲观锁机制，即线程获得的是独占锁。独占锁意味着其他线程只能依靠阻塞来等待线程释放锁。而在CPU转换线程阻塞时会引起线程上下文切换，当有很多线程竞争锁的时候，会引起CPU频繁的上下文切换导致效率很低。　

  　

  　Lock用的是乐观锁方式。每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作，如果因为冲突失败就重试，直到成功为止。

  　ReentrantLock必须在finally中释放锁，否则后果很严重，编码角度来说使用synchronized更加简单，不容易遗漏或者出错。

  　ReentrantLock提供了可轮询的锁请求，他可以尝试的去取得锁，如果取得成功则继续处理，取得不成功，可以等下次运行的时候处理，所以不容易产生死锁，而synchronized则一旦进入锁请求要么成功，要么一直阻塞，所以更容易产生死锁。

  　synchronized的话，锁的范围是整个方法或synchronized块部分；而Lock因为是方法调用，可以跨方法，灵活性更大

  　一般情况下都是用synchronized原语实现同步，除非下列情况使用ReentrantLock

  　　　

  　　　①某个线程在等待一个锁的控制权的这段时间需要中断

  　　　②需要分开处理一些wait-notify，ReentrantLock里面的Condition应用，能够控制notify哪个线程

  　　　 ③具有公平锁功能，每个到来的线程都将排队等候

23.锁的等级：方法锁、对象锁、类锁

• 方法锁

  　　通过在方法声明中加入 synchronized关键字来声明 synchronized 方法。

  　　synchronized 方法控制对类成员变量的访问：每个类实例对应一把锁，每个 synchronized 方法都必须获得调用该方法的类实例的锁方能执行，否则所属线程阻塞，方法一旦执行，就独占该锁，直到从该方法返回时才将锁释放，此后被阻塞的线程方能获得该锁，重新进入可执行状态。这种机制确保了同一时刻对于每一个类实例，其所有声明为 synchronized 的成员函数中至多只有一个处于可执行状态（因为至多只有一个能够获得该类实例对应的锁），从而有效避免了类成员变量的访问冲突（只要所有可能访问类成员变量的方法均被声明为 synchronized）

  　　synchronized 在修饰代码块的时候需要一个reference对象作为锁的对象.

  　　synchronized 在修饰方法的时候默认是当前对象作为锁的对象.

  　　synchronized 在修饰类时候默认是当前类的Class对象作为锁的对象.

• 对象锁　

  　　当一个对象中有synchronized method或synchronized block的时候调用此对象的同步方法或进入其同步区域时，就必须先获得对象锁。如果此对象的对象锁已被其他调用者占用，则需要等待此锁被释放。（方法锁就是对象锁）

  　　

  　　java的所有对象都含有1个互斥锁，这个锁由JVM自动获取和释放。线程进入synchronized方法的时候获取该对象的锁，当然如果已经有线程获取了这个对象的锁，那么当前线程会等待；synchronized方法正常返回或者抛异常而终止，JVM会自动释放对象锁。这里也体现了用synchronized来加锁的1个好处，方法抛异常的时候，锁仍然可以由JVM来自动释放。

  　　

• 类锁

  　　由于一个class不论被实例化多少次，其中的静态方法和静态变量在内存中都只由一份。所以，一旦一个静态的方法被申明为synchronized。此类所有的实例化对象在调用此方法，共用同一把锁，我们称之为类锁。

  　　

  　　对象锁是用来控制实例方法之间的同步，类锁是用来控制静态方法（或静态变量互斥体）之间的同步。其实类锁只是一个概念上的东西，并不是真实存在的，它只是用来帮助我们理解锁定实例方法和静态方法的区别的。我们都知道，java类可能会有很多个对象，但是只有1个Class对象，也就是说类的不同实例之间共享该类的Class对象。Class对象其实也仅仅是1个java对象，只不过有点特殊而已。由于每个java对象都有1个互斥锁，而类的静态方法是需要Class对象。所以所谓的类锁，不过是Class对象的锁而已。获取类的Class对象有好几种，最简单的就是MyClass.class的方式。

package net.aty.lock.target;

public class TargetMethod
{
    // 对象锁：形式1
    public synchronized void objLockMethod1()
    {
        System.out.println("in...objLockMethod1");
        try
        {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("out...objLockMethod1");
    }

    // 对象锁：形式2
    public void objLockMethod2()
    {
        synchronized (this)
        {
            System.out.println("in...objLockMethod2");
            try
            {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("out...objLockMethod2");
        }

    }

    // 类锁：形式1
    public static synchronized void classLock1()
    {
        System.out.println("classLock1------in");
        try
        {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("classLock1------out");
    }

    // 类锁：形式2
    public void classLock2()
    {
        synchronized (TargetMethod.class)
        {
            System.out.println("classLock2------in");
            try
            {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("classLock2------out");
        }

    }

}