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20201223.md

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Algorithm

443. String Compression

Description

Given an array of characters chars, compress it using the following algorithm:

Begin with an empty string s. For each group of consecutive repeating characters in chars:

  • If the group's length is 1, append the character to s.
  • Otherwise, append the character followed by the group's length.

The compressed string s should not be returned separately, but instead be stored in the input character array chars. Note that group lengths that are 10 or longer will be split into multiple characters in chars.

After you are done modifying the input array, return the new length of the array.

Follow up: Could you solve it using only O(1) extra space?

Example 1:

Input: chars = ["a","a","b","b","c","c","c"]
Output: Return 6, and the first 6 characters of the input array should be: ["a","2","b","2","c","3"]
Explanation: The groups are "aa", "bb", and "ccc". This compresses to "a2b2c3".

Example 2:

Input: chars = ["a"]
Output: Return 1, and the first character of the input array should be: ["a"]
Explanation: The only group is "a", which remains uncompressed since it's a single character.

Example 3:

Input: chars = ["a","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b"]
Output: Return 4, and the first 4 characters of the input array should be: ["a","b","1","2"].
Explanation: The groups are "a" and "bbbbbbbbbbbb". This compresses to "ab12".

Example 4:

Input: chars = ["a","a","a","b","b","a","a"]
Output: Return 6, and the first 6 characters of the input array should be: ["a","3","b","2","a","2"].
Explanation: The groups are "aaa", "bb", and "aa". This compresses to "a3b2a2". Note that each group is independent even if two groups have the same character.

Constraints:

  • 1 <= chars.length <= 2000
  • chars[i] is a lower-case English letter, upper-case English letter, digit, or symbol.

Solution

class Solution {
    public int compress(char[] chars) {
        int toBeFilledPos = 0;
        char currentGrLetter;
        int i = 0;
        while(i<chars.length){
            currentGrLetter = chars[i];
            int j = i+1;
            chars[toBeFilledPos] = currentGrLetter;
            while(j < chars.length && chars[j] == chars[i]){
                j++;
            }
            if(j>i+1){
                int count = j-i;
                toBeFilledPos = putNumsIntoArr(chars, toBeFilledPos, count);
            }else{
                toBeFilledPos += 1;
            }
            i = j;
        }
        return toBeFilledPos;
    }
    /**
    * toBeFilledPos is the next position to be filled in
    */
    public int putNumsIntoArr(char[] chars, int toBeFilledPos, int count) {
        String countStr = Integer.toString(count);
        for(int i=0;i<countStr.length();i++){
            chars[toBeFilledPos+i+1] = countStr.charAt(i);
        }
        toBeFilledPos += countStr.length() + 1;
        return toBeFilledPos;
    }
}

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Tip

在java的多线程模块中,ThreadLocal是经常被提问到的一个知识点,提问的方式有很多种,可能是循序渐进也可能是就像我的题目那样,因此只有理解透彻了,不管怎么问,都能游刃有余。

这篇文章主要从以下几个角度来分析理解

1、ThreadLocal是什么

2、ThreadLocal怎么用

3、ThreadLocal源码分析

4、ThreadLocal内存泄漏问题

下面我们带着这些问题,一点一点揭开ThreadLocal的面纱。若有不正之处请多多谅解,并欢迎批评指正。以下源码均基于jdk1.8。

一、ThreadLocal是什么

从名字我们就可以看到ThreadLocal叫做线程变量,意思是ThreadLocal中填充的变量属于当前线程,该变量对其他线程而言是隔离的。ThreadLocal为变量在每个线程中都创建了一个副本,那么每个线程可以访问自己内部的副本变量。

从字面意思来看非常容易理解,但是从实际使用的角度来看,就没那么容易了,作为一个面试常问的点,使用场景那也是相当的丰富:

1、在进行对象跨层传递的时候,使用ThreadLocal可以避免多次传递,打破层次间的约束。

2、线程间数据隔离

3、进行事务操作,用于存储线程事务信息。

4、数据库连接,Session会话管理。

现在相信你已经对ThreadLocal有一个大致的认识了,下面我们看看如何用?

二、ThreadLocal怎么用

既然ThreadLocal的作用是每一个线程创建一个副本,我们使用一个例子来验证一下:

从结果我们可以看到,每一个线程都有各自的local值,我们设置了一个休眠时间,就是为了另外一个线程也能够及时的读取当前的local值。

这就是TheadLocal的基本使用,是不是非常的简单。那么为什么会在数据库连接的时候使用的比较多呢?

上面是一个数据库连接的管理类,我们使用数据库的时候首先就是建立数据库连接,然后用完了之后关闭就好了,这样做有一个很严重的问题,如果有1个客户端频繁的使用数据库,那么就需要建立多次链接和关闭,我们的服务器可能会吃不消,怎么办呢?如果有一万个客户端,那么服务器压力更大。

这时候最好ThreadLocal,因为ThreadLocal在每个线程中对连接会创建一个副本,且在线程内部任何地方都可以使用,线程之间互不影响,这样一来就不存在线程安全问题,也不会严重影响程序执行性能。是不是很好用。

以上主要是讲解了一个基本的案例,然后还分析了为什么在数据库连接的时候会使用ThreadLocal。下面我们从源码的角度来分析一下,ThreadLocal的工作原理。

三、ThreadLocal源码分析

在最开始的例子中,只给出了两个方法也就是get和set方法,其实还有几个需要我们注意。

方法这么多,我们主要来看set,然后就能认识到整体的ThreadLocal了:

1、set方法

从set方法我们可以看到,首先获取到了当前线程t,然后调用getMap获取ThreadLocalMap,如果map存在,则将当前线程对象t作为key,要存储的对象作为value存到map里面去。如果该Map不存在,则初始化一个。

OK,到这一步了,相信你会有几个疑惑了,ThreadLocalMap是什么,getMap方法又是如何实现的。带着这些问题,继续往下看。先来看ThreadLocalMap。

我们可以看到ThreadLocalMap其实就是ThreadLocal的一个静态内部类,里面定义了一个Entry来保存数据,而且还是继承的弱引用。在Entry内部使用ThreadLocal作为key,使用我们设置的value作为value。

还有一个getMap

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {

return t.threadLocals;

}

调用当期线程t,返回当前线程t中的成员变量threadLocals。而threadLocals其实就是ThreadLocalMap。

2、get方法

通过上面ThreadLocal的介绍相信你对这个方法能够很好的理解了,首先获取当前线程,然后调用getMap方法获取一个ThreadLocalMap,如果map不为null,那就使用当前线程作为ThreadLocalMap的Entry的键,然后值就作为相应的的值,如果没有那就设置一个初始值。

如何设置一个初始值呢?

原理很简单

3、remove方法

从我们的map移除即可。

OK,其实内部源码很简单,现在我们总结一波

(1)每个Thread维护着一个ThreadLocalMap的引用

(2)ThreadLocalMap是ThreadLocal的内部类,用Entry来进行存储

(3)ThreadLocal创建的副本是存储在自己的threadLocals中的,也就是自己的ThreadLocalMap。

(4)ThreadLocalMap的键值为ThreadLocal对象,而且可以有多个threadLocal变量,因此保存在map中

(5)在进行get之前,必须先set,否则会报空指针异常,当然也可以初始化一个,但是必须重写initialValue()方法。

(6)ThreadLocal本身并不存储值,它只是作为一个key来让线程从ThreadLocalMap获取value。

OK,现在从源码的角度上不知道你能理解不,对于ThreadLocal来说关键就是内部的ThreadLocalMap。

四、ThreadLocal其他几个注意的点

只要是介绍ThreadLocal的文章都会帮大家认识一个点,那就是内存泄漏问题。我们先来看下面这张图。

上面这张图详细的揭示了ThreadLocal和Thread以及ThreadLocalMap三者的关系。

1、Thread中有一个map,就是ThreadLocalMap

2、ThreadLocalMap的key是ThreadLocal,值是我们自己设定的。

3、ThreadLocal是一个弱引用,当为null时,会被当成垃圾回收

4、重点来了,突然我们ThreadLocal是null了,也就是要被垃圾回收器回收了,但是此时我们的ThreadLocalMap生命周期和Thread的一样,它不会回收,这时候就出现了一个现象。那就是ThreadLocalMap的key没了,但是value还在,这就造成了内存泄漏。

解决办法:使用完ThreadLocal后,执行remove操作,避免出现内存溢出情况。

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