Подготовка к экзамену Oracle Java SE 7 Programmer II (1Z0-804)

Приветствую уважаемых хабражителей и Java-программистов!
Cтатья посвящена подготовке к сдаче экзамена Oracle Java SE7 Proferrional с кодовым номером 1Z0-804. Про это на Хабре уже было написано множество постов (например здесь, здесь, тут, здесь, здесь, тут, тут, и вот тут), поэтому постараюсь не повторяться и дополнить заметками о том что наиболее часто встречалось, важными нюансами, которые на мой взгляд были пропущены или недостаточно хорошо освещены в указанных статьях, и вообще в общедоступной литературе (сразу отмечу, что материал не претендует на полноту, здесь я лишь старался обозначить каверзные вопросы с экзамена и лаконично изложить некоторые сложные вещи). Так же поделюсь своими соображениями насчет того, по каким материалам лучше готовиться. С первого раза экзамен сдать не получилось, поэтому начал сохранять для себя различные заметки, где записывал всё что мне казалось сложным или трудно-запоминаемым. Которыми теперь и решил с вами поделится. Заранее прошу проявить понимание, если вы вдруг заметите ошибку, недочёт или очепятку — пишите в комментарии.

Общая информация

Экзамен сдавал в Москве, стоит 150$, длится 2,5 часа, при себе иметь 2 документа. 90 вопросов, 65% проходной балл, т.е. неправильно ответить можно примерно на 30 вопросов (не уверен что за каждый вопрос дают одинаковое кол-во баллов). При необходимости — повторная пересдача только через 2 недели. Регистрация на экзамен на сайте Pearson VUE, там же выбирается тестинговый центр и дата, оплата по карте (как то раз платил в самом центре налом, но это выходило дороже). В этот раз ездил в ACET(Американский Центр Образования и Тестирования), м. Октябрьская. На сдаче тут всё серьёзно — вплоть до выворачивания карманов и запрета брать с собой любые вещи (телефон понятно, но вот например воду — как то слишком). Выходить из кабинета разрешается, но «под расписку», и экзамен при этом не останавливается. Результаты присылают минут через 30 на почту (или на аккаунт на Oracle Certview, где отображаются все экзамены и полученные сертификаты). Бумажный сертификат приходит в среднем в течение 1.5-2 мес (Московская обл.).

Основные темы

Дизайн классов, конструкторы, доступ

Одна из важных тем, по которой часто встречаются подвохи на экзамене. Уровень доступа к переменным и методам класса, перегрузки и переопределения, всевозможные конструкторы в конструкторе и т.п.
Необходимо четко знать порядок инициализации различных частей класса, в т.ч. в случае наследования. Пример:
```
class SuperTest {     static { System.out.print("1"); }     { System.out.print("3"); }         public SuperTest() { System.out.print("4"); } }  public class Test extends SuperTest {     static { System.out.print("2"); }     { System.out.print("5"); }         public Test() { System.out.print("6"); }      public static void main(String[] args) { new Test(); } } 
```
Данный фрагмент напечатает 123456. Если менять местами статические и динамические блоки инициализации, ничего не изменится. В случае наличия нескольких блоков одного типа, они выполняются последовательно.
Встречаются различные «игры» с конструктором без аргументов (или конструктором по умолчанию), который создаётся Java автоматически, если не задан явно. Нужно помнить, что если в пустом классе создан конструктор_с_аргументами, то конструктор_по_умолчанию уже создаваться не будет, а это означает, что если создать наследника и не указать явно какой конструктор суперкласса вызывать, то Java будет пытаться вызываться конструктор_по_умолчанию (которого у нас нету), что вызовет ошибку компиляции.
Нужно помнить важную особенность модификатора protected (разрешает доступ из того-же пакета и наследникам). Если наследник находится в другом пакете, он не имеет доступа к protected-члену через ссылку на объект суперкласса (base_class.var), но может обращаться к protected-полям суперкласса через цепочку наследования (super.var) либо через ссылку на объект этого же класса (extended_class.var, this.var).
Часто любят забывать модификатор public при реализации интерфейса, или неверный тип исключения при переопределении метода, или отсутствие доступа.
Встречались несколько вопросов, где присутствуют одинаковые названия переменных или методов. Самый простой случай — shadowing переменной у наследника, и использование переменной исходного класса и наследника в исходном и переопределяемом методе соответственно. Так же есть вопросы, где класс реализует два разных интерфейса с одноименными методами и переменными. И аналогичные примеры с одинаковыми названиями во вложенных классах. Проверяйте это всё самостоятельно на «живом коде», подмешивая в них различные this, super, ((ClassName)obj).var, разные исключения в одноименные методы и т.п.
Из статического контекста нельзя обращаться к нестатическому, в т.ч. запрещены обращения к this и super.

Исключения

Очень важно помнить базовую иерархию исключений. На нижеприведенной диаграмме красным отмечены т.н. unckecked exceptions (не требующие обработки), желтый — checked (требующие обработки). Собственно на картинке как раз показан тот необходимый минимум, который нужно знать «на зубок», т.к. каверзные вопросы встречаются довольно часто.

Если исключение не обрабатывается в блоке catch (или блок catch отсутствует) и есть блок finally, то сперва выполнится блок finally, а затем сгенерируется исключение.
Конструкция method() throws SomeCheckedException {… } не обязывает метод вызывать внутри исключение SomeCheckedException (checked-типа). Но при этом вызов этого метода воспринимается как требующий обработки (в try… catch или throws). Пример для класса Exception: mechod() throws Exception не обязывает вызывать (throw) его внутри метода (в т.ч. метод может быть пустой), но при это внешний вызов mechod() так же требует обработки исключения.
Внутри try {…} catch (ExceptionClass e) {…} исключение ExceptionClass должно «вызываться», но только в случае если оно типа checked! Иначе будет ошибка компиляции: «exception is never thrown in body of corresponding try statement».
Классы исключений в блоке catch, перечисляемые через вертикальную черту («или»), не должны лежать на одной ветви иерархии. К примеру, можно написать catch (ClassNotFoundException | IOException e), а вот catch(IOException | FileNotFoundException e) — не скомпилируется.

Методы и параметры

Передача параметров по ссылке и по значению. Важно помнить, что в Java параметры в процедуры передаются по значению только для простых типов (int, float и т.п.) и для String. Это означает, что изменение значения параметра внутри процедуры не затронет переданную извне переменную. Для всех остальных — работает передача по ссылке (классов, массивов и др.). Т.е изменения внутри процедуры сохраняются в переданном извне объекте. Явно задать как передавать параметр — по ссылке или по значению — нельзя.
При переопределении метода можно задать тип результата как подкласс результата у базового метода (в суперклассе), но не наоборот!
При переопределении метода он:
a) может вызвать «более узкое» исключение (подкласс);
б) не может вызвать более широкое исключение (суперкласс);
в) может вообще не вызывать исключений.

Коллекции

Главное из того что нужно знать: синтаксис, иерархия классов и интерфейсов коллекций, работа с элементами, поиск/сортировка, работа методов equals() и hashCode(). Основные коллекции, которые встретились мне на экзамене: интерфейсы Set, Map, List, Deque, SortedMap, классы ArrayList, CopyOnWriteArrayList, ArrayDeque, TreeMap, TreeSet, HashMap, HashSet. Для поиска элемента в коллекции Java использует методы equals() и hashCode(). Для нового класса, по умолчанию, метод equals() выполняет сравнение объектов (т.е. указателей на них, т.к. наследуется от Object), поэтому если вы используете собственный класс элемента в коллекции, то необходимо реализовать этот метод, чтобы Java могла найти вставленный ранее элемент. Метод hashCode() необходим Java для поиска необходимого бакета c элементами (для хеш-коллекций). Соответственно, если метод не определен и бакет не найден, то и элемент не найден. Так же желательно знать всевозможные варианты синтаксиса создания коллекций:

// Нельзя: List<> m = new ArrayList();  // error! List<> m = new ArrayList<String>();  // error! List<?> m = new ArrayList<?>(); // error! List<String> m = new ArrayList<?>(); // error! // Можно: HashMap m = new LinkedHashMap<>(); HashMap<String, String> m = new LinkedHashMap(); HashMap<String, String> m = new LinkedHashMap<>(); HashMap<String, ?> m = new LinkedHashMap(); HashMap<?, ?> m = new LinkedHashMap<String, String>();

Теперь подробнее об особенностях коллекций. Для удобства запоминания иерархии нашел соответствующие визуальные диаграммы, и сделал небольшое резюме по специфике каждого класса:

Set — Интерфейс. Все реализации выполняют хранение набора объектов. Дубликаты запрещаются, но в случае добавления дубликата — исключение не вызывается (если вставляется дубликат, метод add() возвращает false). Реализации:
- HashSet — Неупорядоченный набор. Разрешает вставлять null. Нет поддержки многопоточности.
- TreeSet — Упорядоченй HashSet. Нет поддержки многопоточности.
Map — Интерфейс, реализации выполняют хранение пары <key,value>. Все реализации запрещают дубликаты:
- HashMap — Реализует хранение элементов в виде хеш-таблицы. Перезаписывает дубликаты новыми значениями. Метод put() возвращает null, если нет ключа key, и прежнее значение value, если ключ уже есть). Разрешает null для key и value, в случае дублирования key — замещает его новым value без вызова исключений. Нет поддержки многопоточности. Порядок обхода не гарантирован.
- Hashtable — null запрещены для key и value (в этом случае будет NullPointerException в обеих случаях). Потоко-безопасная. В остальном работа аналогична HashMap.
- TreeMap — аналог HashMap, только упорядоченная, т.е. при добавлении автоматически сортирует элементы по ключу (т.е. при обходе элементы будут отсортированы). Устроена по принципу красно-черного дерева.
List — Интерфейс, реализации хранят списки объектов. Разрешает дубликаты и null. Реализации:
- ArrayList — Динамический массив. Нет поддержки многопоточности.
- Vector — Динамический массив. Потоко-безопасный.
- LinkedList — Двусвязный список. Нет поддержки многопоточности. Так же реализует интерфейс Deque.
Queue — Реализации этого интерфейса построены по принципу очереди (FIFO) для хранения объектов. Null разрешены. Метод add() помещает в начало очереди.
- Deque — Реализации объединяют функциональность очереди (FIFO) и стека (LIFO). Метод add() аналогичен методу add() для Queue. Методы push() и addFirst() равносильны и помещают элемент в конец очереди (на вершину стека).

Дополнительную информацию по сравнению коллекций можно почитать тут:

Поиск и сортировка коллекций. Интерфейсы Comparable и Comparator

Это тоже одна из «популярных» тем, на экзамене было ~5 вопросов про поиск/сортировку.
Выучите в точности как работают методы Arrays.binarySearch и Collections.binarySearch, проверьте на примерах, т.к. в на мой взгляд документации написано маловато. Что возвращают, какие исключения вызывают, как работают с «сырыми» типами и т.п.
Аналогично для методов Collections.sort и Arrays.sort.
Интерфейс Comparable — используется для класса, чьи экземпляры объектов можно/нужно сравнивать. Все «обертки» простых типов — Char, Integer и т.д., а так же String — уже реализуют этот интерфейс. Использование:
- Для элемента коллекции необходимо реализовать метод public int compareTo(T obj);
- При создании коллекции указать новый класс элемента
```
TreeSet<ElementNewClass> myColl = new TreeSet<ElementNewClass>);
```
Интерфейс Comparator — реализуется вне класса, объекты которого будут сравниваться. Основное отличие от Comparable:
1) можно создать несколько видов (классов) независимых сортировок;
2) используется если нужно отсортировать объекты чужого класса, в котором сравнение не реализовано.
- Основной метод интерфейса: public int compare(T obj1, T obj2);
- Использование — при создании коллекции указать реализацию компаратора:
```
new TreeSet<String>(myComparator);
```

Примеры использования:

Collections.sort(List<T> arg1, Comparator<? super T> arg2);

Arrays.sort(T[] arg1, Comparator<? super T> arg2);

Методы sort(), reverse() и binarySearch() класса Collections НЕ работают с Set-ами (при этом исключение не вызывается)

Внутренние классы

Outer class — класс верхнего уровня. Файл компилируется с именем Outside.class. Разрешенные модификаторы доступа: [default], public
Inner classes — вложенные классы. Виды:
- Static nested class (или interface) — Определен в контексте верхнего класса, статический. Может обращаться к статическим членам внешнего класса. Экземпляры внутреннего и внешнего классов могут создаваться независимо (синтаксис создания: OuterClass.StaticNestedClass obj = new OuterClass.StaticNestedClass();). Файл компилируется с именем: Outside$Inside.class. Разрешенные модификаторы доступа: ВСЕ.
- Member class — Определен в контексте верхнего класса, не статический. Экземпляр может быть создан только после создания экземпляра внешнего класса. Файл компилируется с именем: Outside$Inside.class. Разрешенные модификаторы доступа: ВСЕ.
- Local class — Определяется внутри блока кода, и виден только внутри этого блока. Может обращаться только к final-переменным внешнего класса и final-параметрам методов.Файл компилируется с именем: Outside$1$Inside.class. Разрешенный модификатор доступа: только [default].
- Anonymous class — Аналог local class, только безымянный. Файл компилируется с именем: Outside$1.class

Так же следует помнить:

non-static inner класс не может иметь static-методы;
non-static inner класс может иметь static-переменные (но только final!);
static nested класс может иметь static и non-static переменные;

Работа со строками, регулярные выражения

Помните, что объекты String — неизменяемы, StringBuilder — изменяемы, StringBuffer — тоже изменяемы и еще потоко-безопасны.
StringBuilder и StringBuffer могут конкатенироваться через ‘+’ только со String, и не могут друг с другом и другими простыми типами (в отличие от String, который может конкатенироваться с простыми типами).
Тщательно выучите регулярные выражения, тут часто встречаются подвохи. Например, в строковом литерале для Pattern-a указывают только один обратный слеш ("\s"), что вызывает ошибку компиляции.
Помните про «жадность» квантификатора *, к примеру для строки «abcd bla-bla-bla abcd» выражение «a.*cd» будет соответствовать всей строке.
Так же не забывайте про, что методы класса Matcher (find и group) начинают поиск следующего совпадения с позиции последней найденной группы, таким образом для «ababa» и выражения «aba» будет найдено только одно совпадение.
Методы String.split(), String.replaceAll() и Scanner.useDelimeter() работают с регулярными выражениями.
Помните основы форматирования строк: System.out.printf(«Hello java %03d!», 7); Была одна каверзная задачка про порядок параметров printf, рекомендую разобраться: System.out.printf(«1:%3$s 2:%2$s 3:%s»,1,2,3);

Потоки

Еще одна «излюбленная» тема, где нужно быть очень внимательным.

Кратко о главном. synchronized method() {… } — блокирует для других потоков текущий и все остальные синхронизированные методы экземпляра объекта (вторую часть легко забыть). A если метод объявлен как static, то блокируются все synchronized-методы класса.
И аналогично: syncronized (obj) {… } — блокирует:
1) все обращения других потоков к блоку внутри syncronized на данном объекте obj;
2) все другие блоки syncronized с тем-же объектом obj.
Встречаются неправильные формы реализации интерфейса Runnable, например private void run() {… }, public int run() {… }, или public void run(Runnable r) {… } и т.п.
Нельзя указывать synchrnozed для методов интерфейса и абстрактного класса, а для методов enum — можно.
После завершения потока, нельзя его снова запускать, т.е. Thread.start() вызовет IllegalThreadStateException.
Помните отличия Runnable от Callable (последний возвращает значение и может вызывать исключение).
Нужно знать теорию (определения):
1) deadlock — «мертвая» блокировка, тут, надеюсь, вопросов нет;
2) stravation — когда поток не может долго получить доступ к ресурсу из за того, что он долго занят другим потоком (более «жадным» или с более высоким приоритетом);
3) livelock — возникает в случае, если обменивающиеся или ожидающие друг друга потоки слишком заняты, чтобы эффективно продолжать работу. Т.е. они периодически освобождают друг для друга ресурсы на слишком короткое время, по аналогии как 2 человека в коридоре не могут разминуться, синхронно шагая то вправо, то влево;
4) race condition — ошибка проектирования многопоточной системы, при которой результат выполнения зависит от порядка выполнения потоков (т.е. непредсказуем).

Обёрточные типы и методы с переменным числом аргументов

Widening — это автоматическое расширение Java типа к более широкому, например byte -> int
Boxing — это автоматическое «оборачивание» примитивного типа Java в соответствующий ему объектный тип, например: long -> Long. Соответственно Long называется обёрточным (wrapper) типом для long.
Unboxing — обратная операция: Long -> long

Существуют следующие правила для компилятора:

Невозможен widening от одного оберточного типа к другому (например Byte -> Int) (IS-A fails);
Запрещен widening, затем boxing (int не может стать Long);
Но разрешается boxing, затем widening (int -> Integer -> Object);
Методы с переменным числом аргументов можно сочетать с widening и boxing;
В этом случае приоритет у компилятора будет следующий (по убыванию приоритета): widening, boxing, var-args;
По отдельности boxing и var-args так же могут использоваться при перегрузке методов.

Нововведения 7 версии

Fork-Join Framework. Нужно знать минимальные базовые принципы построения кода с его использованием. Встретилась пара вопросов с интерфейсами RecursiveTask/RecursiveAction (был аналог примера с рядом Фибоначчи из документации) и один теоретический вопрос на тему как разбить задачу на две.
NIO2. Тут нужно хорошо знать следующее:
— маску поиска файлов PathMatcher («glob:*.jpg») и принцип обхода дерева файлов (Files.walkFileTree);
— класс Path (особенно методы getName, subpath, relativize);
— класс Files (методы copy, move + StandardCopyOption, newBufferedReader, newBufferedWriter, setAttribute, getAttribute);
— класс WatchService.
И обязательно разберитесь со всеми нюансами интерфейса Closeable и его использование в «try-with-resource»

Разное

Выражение x instanceof Y — не скомпилируется, если x и Y принадлежат разной иерархии классов.
Но x instanceof SomeInterface компилируется. Даже встретился вопрос, в котором объявлялся пустой интерфейс I1 и независимый класс C2, между которыми было соотношение C2 is-a I1.
И еще instanceof не работает с обобщениями.
Помните определения:
coupling — связанность. Это степень, в которой каждый программный модуль использует другие модули.
cohesion — связность. Это степень внутренней взаимосвязи между частями одного модуля. Или еще можно определить как меру сфокусированности класса на своих прямых задачах.
Почему-то встречается очень много вопросов на тему паттернов проектирования (может кто расскажет что в них такого необычайного?). Честно признаюсь, у меня здесь остались некоторые пробелы, т.к. нигде толком не нашел внятных материалов (википедия как то хромает). Вот тут более-менее написано про DAO. И вообще, считаю хороший программист должен сам придумывать паттерны, пригодные конкретно для его проекта, а не следовать везде подобным «рекомендациям». Короче singleton, DAO и factory на экзамене лучше знать на зубок.
Нужно помнить основные аргументы утилит командной строки javac (-cp, -d, -source), java (-ea, -da, -cp) и утилиты jar.
Что не встречалось на экзамене:
- Не было кода с использованием всевозможных Executors. Был только один вопрос по теории.
- Thread Pools. Вообще не было.
- Кода с использованием подклассов RowSet. Только теория.
Понятно, что если мне не попалась какая-то тема, это не означает что её в вопросах нет. Но может кому-то упростит и без того ёмкую подготовку. Подозреваю что Oracle периодически обновляет набор вопросов, чтобы подобные посты не делали жизнь слаще. Так что дерзайте пока свежее 🙂

Заключение

Конечно, осталось много материала про который я не написал (перечисления, работа с файлами, JDBC, Localizarion, ResourceBundle и вероятно что-то еще). По этим темам предлагаю разобраться самостоятельно, т.к. особых сложностей на мой взгляд они не представляют. И конечно всем удачи на экзамене!

ссылка на оригинал статьи http://habrahabr.ru/post/190834/