JAVA7-課程15

  課程到今天告一段落。從開始學到現在經過了5個月....。
    一、NetBeans 設定連接資料庫
    二、資料庫
    三、執行緒
    四、JDK7版新增加「平行運算」


  一、NetBeans 設定連接資料庫
    ♠開啟專案 File→New Project

     ♠選擇Java   選擇Java Application

     ♠設定專案名稱、專案路徑 與 建立主程式類別

     ♠開啟後，在專案目錄底下有一個 Libraries 加入 資料庫的函式庫

     ♠選擇會使用到的 derby.jar   derbyClient.jar   derbyLocale_zh_TW.jar    derbynet.jar    derbytools.jar

     ♠切換到服務，找到 jdbc:derby://localhost:1527/sample[app on APP]
       此為連接derby資料庫的語法

     ♠按右鍵選擇 連線

     ♠出現APP、Tables、Views、Procedures...等，代表已經連上資料庫

     ♠可以直接在Tables直接點選右鍵，就可以建立「資料表」

     ♠建立欄位，並設定格式內容
       INTEGR 整數型別的資料
       在Constraints裡有 主鍵 、 唯一 、 允許空值...  等 可以勾選設定

     ♠建立第二個欄位
       VARCHAR 字串型別的資料
       可以設定size 不管中英文size都是1

  二、資料庫

    使用關聯性的資料組織起來管理。

    不過，還有另一種管理方式稱為「分散式資料庫」。

    架構：

            field欄位

           record 紀錄

          table  資料表

        database  資料庫

    ♠使用語法連接資料庫
      要import java.sql.*;
      連接資料庫要有url、userName、password資料，其中 url 不同的資料庫，其連接編號都會不同。例如：derby為1527。
      連接資料庫時，必須使用try-catch-finally。

     ♠建立資料表
      SQL語法建立資料表，並放入一個字串方便操作。
      使用executeUpdate來建立資料表。

     ♠一樣使用SQL新增語法。
      使用executeUpdate來增加紀錄。

     ♠檢查資料是否有新增成功。對MEMBER資料表按右鍵，點選View Data。

     ♠資料表的頁面

     ♠查詢資料表
       帶入參數就可以來回查看紀錄

       建立查詢物件時，必須使用executeQuery方法

       利用查詢物件裡的方法來操作紀錄

     ♠使用getInt() 與 getString()，參數可以給數字，代表第幾個欄位

    ♠把查詢條件更改為 性別是 女 的

    ♠SQL語法~更新紀錄 使用executeUpdate()方法

      ♠SQL語法~刪除紀錄 使用executeUpdate()方法

   ♠增加紀錄的另一種寫法
     可以彈性增加紀錄
      原本SQL語法裡 應該要 values(4,\'Ban\',\'男\') 才有辦法新增Ban這筆紀錄，但現在values三個欄位資料都放上「?」的話，就可以直接打上字串來新增，而不需要使用跳脫字元 讓SQL語法成立。

    ♠使用JdbcRowSet連接資料庫，並開啟資料表

  三、執行緒
    JAVA提供一個介面Runnable 與 一個類別Thead 可以實作多執行緒的方法。建議implements Runnable，因為這樣就可以再繼承其他類別。

    ♠建立「可執行緒」Job1物件

       類別 實作 Runnable

     

    ♠建立多執行緒
      Job3 物件 繼承 Thread，所以不需要再用Thread建立執行緒。
      直接 new Job3() 就是執行緒了...

       直接繼承 Thread

       這三個執行緒各自執行迴圈49次

    ♠執行緒存取同一物件相同資源時，會引發「競速情況(Race Condition)」

     ♠另一個 「競速情況(Race Condition)」的例子

    ♠為了解決「競速情況(Race Condition)」的問題，JAVA提供修飾字 synchronized 同步化。
      第一種寫法：synchronized(變數){程式碼區塊}

       第二種寫法：直接當成方法的修飾字 synchronized，同步化方法

       第三種寫法：synchronized(物件){程式碼區塊}

     ♠除此之外，JAVA還提供另一個管道解決「競速情況(Race Condition)」的問題。
      使用locks，建立ReentrantLock物件，來鎖定部分程式碼

    ♠另外，除了鎖定程式區塊之外，JAVA提供另一種方式「原生型態(atomic) 」來保證變數的操作過程不被分割。
      Atomic套件：封裝了一系列的原生型態，並透過這些類別的方法封裝變數的存取過程與一些常見的判斷邏輯，使這些存取操作過程都變成不可分割的運算。

      設定執行緒優先權 setPriorty(1~10)，預設為5。

      數字愈大，優先權愈高。

    讓執行緒更靈活...

     ♠使用Object的wait()、notify()或notifyAll()，讓執行緒的操作可以更靈活。這些方法必須寫在有「關鍵字synchronized」的同步化區塊內。

    ♠關於執行緒等待的狀況，JAVA提供兩個類別來操作此情況
      第一個類別：CountDownLatch，一個執行緒 等待 多個執行緒完成工作。
      必須 import java.util.concurrent.CountDownLatch;

      第二個類別：CyclicBarrier，多個執行緒 等待 一個執行緒完成工作
      必須 import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

  ♠使用執行緒池，來達成多執行緒的操作。

      使用 ExecutorService 物件，必須 import java.util.concurrent.*;。
      建立執行緒池：
        (1) Executors.newCachedThreadPool(); 會在必要時建立執行緒
        (2) Executors.newFixedThreadPool(); 可在池中指定建立固定數量的執行緒
      當使用執行緒池時，很容易產生Future物件。
      Future物件：可以在將來取得結果。過些時候，再呼叫Future的get()方法取得結果。如果結果已經產生，get()方法會直接返回，否則會進入阻斷直到結果已傳回。
      get()方法可以指定等待結果的時間。若指定的時間內無法傳回結果，就會丟出 java.util.concurrent.TimeoutException。
      可以使用 isDone() 方法，確認結果是否已產生。

    ♠因為介面Runnable不能傳回值，故JAVA提供另一個介面Callable<T>可以傳回值。

      Callable的作用與Runnable類似，可讓你定義想要的執行流程。

      Runnable的run()方法無法傳回值，也無法拋出例外；

      Callable的call()方法可以傳回值，也可以拋出受檢例外。

     ♠測試ExecutorService的invokeAny()方法

      ♠測試ExecutorService的invokeAll()方法

  四、JDK7版新增加「平行運算」
    ♠分而治之(Divide and Conquer)問題，要有實體的多核心CPU
      建立一個一般的遞迴關係式，計算費式數列

      使用「平行運算」

      必須要 import java.util.concurrent.RecursiveTask
      類別 extends RecursiveTask<T>，並實作 compute() 方法

      使用平行運算的執行緒池

      必須 import java.util.concurrent.ForkJoinPool;

      取得CPU數量，建立擁有CPU數量的平行運算執行緒池

      計算費式數列第40項，發現平行運算所花的時間多好多......

     但，計算費式數列第50項時，平行運算所花費的時間就比較少了！

後記：
    1.今天講的東西很多，而且當下也沒有搞懂，只好回家自己找資料慢慢消化。直到5月13日才把資料整理好。
    2.如果要摸熟資料庫，必須要再花時間才能完全瞭解。
    3.多執行緒 與 平行運算 的概念非常深奧，目前不能駕馭它。
    4.找資料的過程中，發現有一個非常好用的網站，名為SlideShare，網址：http://www.slideshare.net/。裡頭有許多投影片可以觀看。