Java高級(jí)學(xué)習(xí)-異常和線程

異常

異常的超類java.lang.Throwable

Throwable：包括Error和Exception

Exception：編譯期異常，包括：RuntimeException：運(yùn)行期異常

JVM檢測(cè)程序出現(xiàn)異常：

JVM會(huì)根據(jù)異常產(chǎn)生的原因創(chuàng)建一個(gè)異常對(duì)象，這個(gè)異常對(duì)象包括異常產(chǎn)生的（內(nèi)容，原因，位置）；

在getElement方法中，沒(méi)有異常處理邏輯{ try…catch}，那么JVM會(huì)把異常對(duì)象拋給方法的調(diào)用者main方法來(lái)處理這個(gè)異常；

main方法里也沒(méi)有異常邏輯，繼續(xù)把對(duì)象拋出給main方法的調(diào)用者JVM；

JVM接收到異常對(duì)象，先進(jìn)行打印異常對(duì)象，再終止正在執(zhí)行的java程序–>中斷處理

使用throw關(guān)鍵字在指定的方法中拋出指定的異常

使用格式：throw new xxxException(“異常產(chǎn)生原因”);

注意：

1.throw關(guān)鍵字必須寫(xiě)在方法內(nèi)部

2.throw關(guān)鍵字后面的new的對(duì)象必須是Exception或者Exception子類對(duì)象

3.throw關(guān)鍵字拋出指定的異常，必須處理這個(gè)異常對(duì)象（編譯期異常必須處理：throws/try…catch），但是throw關(guān)鍵字后面創(chuàng)建的RuntimeException或者RuntimeException的子類對(duì)象，可以不處理，交給JVM進(jìn)行處理

獲取數(shù)組指定索引處問(wèn)題：必須校驗(yàn)傳遞的參數(shù)（數(shù)組）的合法性：

數(shù)組為空：空指針異常(NullPointerException) 運(yùn)行期異常

數(shù)組索引不存在：數(shù)組索引越界異常(ArrayIndexOutOfBoundsException) 運(yùn)行期異常

集合越界：IndexOutOfBoundsException

ArrayIndexOutOfBoundsException extends IndexOutOfBoundsException

Objects由一些靜態(tài)方法組成，容忍null-save（空指針安全）或null-tolerant（容忍空指針）

public static T requireNonNull(T obj) ：查看指定引用對(duì)象不是null

空指針異常：throw new NullPointerException(“xxx”)

調(diào)用方法：Objects.requireNonNull(obj);

重載：Objects.requireNonNull(obj, “xxx”); //拋出xxx

異常處理的第一種方式，交給別人處理，異常后面的代碼不執(zhí)行

作用：

當(dāng)方法內(nèi)部拋出異常對(duì)象時(shí)，我們必須處理這個(gè)異常對(duì)象

使用throws關(guān)鍵字處理異常對(duì)象，會(huì)將異常對(duì)象聲明拋出給方法的調(diào)用者，最終交給JVM處理–>中斷處理

修飾符 返回值類型 方法名( 參數(shù)列表 ) throws AAAException, BBBException{

throw new AAAException(“XXX”); throw new BBBException(“XXX”); }

注意：

throws關(guān)鍵字必須再在方法聲明處

throws關(guān)鍵字后面聲明的異常必須是Exception或者Exception的子類

方法內(nèi)部有幾個(gè)異常對(duì)象，那么throws后面必須也聲明幾個(gè)異常，如果拋出的多個(gè)異常有子父類關(guān)系，直接聲明父類異常就可以

調(diào)用了一個(gè)聲明保存異常的方法，就必須處理聲明的異常：繼續(xù)throws拋出 /try…catch，讓方法的調(diào)用者處理，使用try…catch，throw 的XXX不打印。直接打印catch里面的內(nèi)容

FileNotFoundExcption(文件路徑不對(duì))是編譯異常，拋出編譯異常，就必須處理這個(gè)異常：throws

IOException（文件后綴名不對(duì)）

FileNotFoundExcption extends IOException 只聲明IOException就行

throw拋出編譯異常，throws進(jìn)行處理異常

try{ 可能產(chǎn)生異常的代碼 }catch(定義一個(gè)異常遍歷，用來(lái)接受try拋出的異常對(duì)象){ 異常處理邏輯 + 記錄到日志中 }

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注意：

try多個(gè)異常，則使用多個(gè)catch

處理完catch，繼續(xù)執(zhí)行try…catch后面的代碼，同時(shí)try在異常后面的代碼不執(zhí)行

Throwable類的方法

getMessage() : 返回此throwable的描述

toString()：返回此throwable的詳細(xì)消息字符串

printStacKTrace() JVM打印異常對(duì)象，默認(rèn)

try{ 可能產(chǎn)生異常的代碼 }catch(IOException e){ sout(e.getMessage()) }

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必須與try一起使用，一般用于資源釋放(回收)，無(wú)論程序是否出現(xiàn)異常，都要進(jìn)行資源釋放(IO)

多個(gè)異常進(jìn)行處理

多個(gè)異常分別處理 多次try…catch

異常多個(gè)處理 try…catch…catch…catch

catch定義的異常變量，如果有子父類，子類異常變量必須寫(xiě)在父類上面。因?yàn)閠ry如果出現(xiàn)異常對(duì)象，會(huì)把異常對(duì)象拋給catch處理，異常對(duì)象會(huì)從上到下異常賦值給catch中的異常變量。可能會(huì)使用多態(tài)進(jìn)行子類轉(zhuǎn)換為父類。

多個(gè)異常一次捕獲一次處理 使用（Exception e ）進(jìn)行處理—超類

運(yùn)行時(shí)異常可以不進(jìn)行處理不捕獲

finally有return，則會(huì)永遠(yuǎn)防護(hù)finally的結(jié)果，要避免這種情況。

父類拋出多個(gè)異常，子類重寫(xiě)父類方法時(shí)應(yīng)該也拋出和符類相同的異常或者父類異常的子類或者不拋出。

父類沒(méi)有拋出異常，子類重寫(xiě)父類方法時(shí)也不能拋出異常，只能捕獲

格式：

public class xxxException extends Exception | RuntimeException {

添加一個(gè)空參數(shù)的構(gòu)造方法；添加一個(gè)帶異常信息的構(gòu)造方法（方法內(nèi)部調(diào)用父類帶異常信息的構(gòu)造方法，讓父類進(jìn)行處理異常信息）； }

繼承RuntimeException 運(yùn)行期異常，無(wú)需處理，交給JVM中斷處理

繼承Exception 編譯期異常，就要throws / try…catch

多線程

并發(fā)：多個(gè)事件在同一個(gè)時(shí)間段內(nèi)發(fā)生。交替執(zhí)行。

并行：多個(gè)事件在同一個(gè)時(shí)時(shí)刻內(nèi)發(fā)生。同時(shí)執(zhí)行。

進(jìn)程：一個(gè)內(nèi)存中運(yùn)行的應(yīng)用程序，每一個(gè)進(jìn)程都要獨(dú)立的內(nèi)存空間，一個(gè)應(yīng)用程序可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)進(jìn)程，進(jìn)程是系統(tǒng)運(yùn)行程序的基本單位。

線程：是進(jìn)程的一個(gè)執(zhí)行單元，負(fù)責(zé)當(dāng)前進(jìn)程中程序的執(zhí)行，一個(gè)進(jìn)程中至少有一個(gè)線程，可以有多個(gè)線程–多線程程序。多個(gè)線程互不影響

分時(shí)調(diào)度：多個(gè)線程輪流使用CPU的使用權(quán)，評(píng)價(jià)分配占用CPU的時(shí)間

搶占式調(diào)度：優(yōu)先讓優(yōu)先級(jí)高的線程使用CPU，優(yōu)先級(jí)相同，隨機(jī)選擇一個(gè)線程，java的使用為搶占式調(diào)度。

java是單線程，main函數(shù)從上到下執(zhí)行

java.lang.Thread類，描述線程的類，多線程程序要繼承 extends Thread類

第一種創(chuàng)建線程方式步驟

創(chuàng)建Thread類的子類

重寫(xiě)Thread類的run方法，設(shè)置線程任務(wù)

創(chuàng)建Thread類的子類對(duì)象

調(diào)用Thread類的方法start方法，開(kāi)始新的線程，java虛擬機(jī)調(diào)用該線程的run方法。結(jié)果是兩個(gè)線程：main線程和新線程(子類對(duì)象名.start()，執(zhí)行run)

內(nèi)存：會(huì)開(kāi)辟新的棧空間進(jìn)行執(zhí)行run方法

獲取線程名稱：String getName( ) 主線程：main 線程一：Thread-0

獲取線程：static Thread currentThread( ) 返回當(dāng)前正在執(zhí)行的線程對(duì)象的引用

Thread t = Thread.currentThread( ); – Thread[Thread-0, 5, main]

鏈?zhǔn)骄幊蹋篢hread.currentThread( ). getName( )

設(shè)置線程名稱：setName( String name) / Thread( String name)帶參數(shù)的構(gòu)造方法。傳遞參數(shù)名稱–線程名稱，父類給子線程類進(jìn)行起名，super(name)

sleep

public static void sleep ( long millis ) ： 以毫秒數(shù)暫停

第二種創(chuàng)建線程方式

實(shí)現(xiàn)Runnable接口 implements Runnable ，java.lang.Runnable

Runnable接口應(yīng)該由那些打算通過(guò)某一線程執(zhí)行其實(shí)例的類來(lái)實(shí)現(xiàn)。類需要定義一個(gè)run的無(wú)參數(shù)方法。

Thread(Runnable target)，分配新的Thread對(duì)象

Thread(Runnable target, String name)

步驟

實(shí)現(xiàn)Runnable接口的實(shí)現(xiàn)類 implements Runnable

實(shí)現(xiàn)類進(jìn)行重寫(xiě)Runnable接口的run方法，設(shè)置線程任務(wù)

創(chuàng)建Runnable接口的實(shí)現(xiàn)類對(duì)象

Runnable run = new RunnableImpl( ) ; //多態(tài)也可以

創(chuàng)建Thread類對(duì)象，在構(gòu)造方法中傳遞Runnable接口的實(shí)現(xiàn)類對(duì)象

Thread t = new Thread( run ); //因?yàn)槭莑ang類，不用導(dǎo)包

調(diào)用Thread類中的start迭代，開(kāi)啟新的線程執(zhí)行run方法 t.start( );

實(shí)現(xiàn)Runnable接口，避免了單繼承的局限性，因?yàn)橐粋€(gè)類只能繼承一個(gè)類。

實(shí)現(xiàn)Runnable接口，增強(qiáng)程序擴(kuò)展性，降低程序耦合性（解耦）。將設(shè)置線程任務(wù)和開(kāi)啟新線程進(jìn)行了分離。在實(shí)現(xiàn)類中重寫(xiě)run方法進(jìn)行設(shè)置線程任務(wù)，創(chuàng)建Thread類對(duì)象，調(diào)用start方法，開(kāi)啟新線程。

如果一個(gè)類繼承Thread，則不適合資源共享。但是如果實(shí)現(xiàn)了Runable接口的話，則很容易的實(shí)現(xiàn)資源共享

匿名內(nèi)部類：將子類繼承父類，重寫(xiě)父類方法，合為一步。把實(shí)現(xiàn)類實(shí)現(xiàn)類接口，重寫(xiě)接口的方法，創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)類對(duì)象合為一步。

new 父類/接口 ( ) { 重寫(xiě)父類/接口中的方法 }

繼承：new Thread( ) { @Override pubilc void run() { } }.start( );

接口1：Runable r = new Runable( ) { @Override pubilc void run() { } };

new Thread( r ).start( );

接口2：new Thread( new Runable( ) { @Override pubilc void run() { } } ).start( );

線程+同步

共享數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)出現(xiàn)線程沖突，執(zhí)行語(yǔ)句時(shí)會(huì)失去CPU的使用權(quán)，包括if，計(jì)數(shù)等操作語(yǔ)句。

同步操作

解決線程安全問(wèn)題

只讓一個(gè)線程在同步代碼塊中執(zhí)行，效率變低

synchronized(鎖對(duì)象) { 可能會(huì)出現(xiàn)的線程安全問(wèn)題的代碼（訪問(wèn)了共享數(shù)據(jù)的代碼） }

注意：

通過(guò)代碼塊中的鎖對(duì)象，可以使用任意的對(duì)象；

Object obj = new Object(); new Thread(){ @Override public void run() { try...catch synchronized( obj ) { try...catch / "XXX" } } } .start();

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必須保證多個(gè)線程使用的鎖對(duì)象是同一個(gè)。

把訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)的代碼抽取出來(lái)，放到一個(gè)方法中，在方法上添加synchronized修飾符

修飾符 synchronized 返回值類型 方法名( 參數(shù)列表 ) { }

同步方法的鎖對(duì)象是實(shí)現(xiàn)類對(duì)象，就是this

靜態(tài)同步方法

靜態(tài)同步方法的鎖對(duì)象是本類的class屬性—>class文件對(duì)象( 反射 )，因?yàn)殪o態(tài)方法優(yōu)于對(duì)象，創(chuàng)建對(duì)象之后才有this。

java.util.concurrent.Locks.Lock接口

Lock接口方法：void lock( ) 獲取鎖；void unlock( ) 釋放鎖

Lock接口實(shí)現(xiàn)類：ReentrantLock

java.util.concurrent.Locks.ReentrantLock implements Lock

步驟：在成員位置創(chuàng)建一個(gè)ReentrantLock對(duì)象

Lock l = new ReentrantLock( );

l.lock( ) ; 獲取鎖 finally{ l.unlock( ) ; }

java.lang.Thread.State

新建狀態(tài) new Thread( )

阻塞狀態(tài)：BLOCKED，CPU空閑執(zhí)行

運(yùn)行狀態(tài)：RUNNABLE

休眠狀態(tài)：TIMED_WAITING，計(jì)時(shí)等待，CPU空閑也不執(zhí)行

死亡狀態(tài)：TERMINATED

無(wú)限等待：WAITING

調(diào)用Object.wait( ) 方法，無(wú)限等待 <

通信

> 調(diào)用Object.notify( ) [ Object.notifyAll( ) ]方法，結(jié)束等待，喚醒

wait( long m ) ： wait方法在毫秒值結(jié)束之后還沒(méi)有醒過(guò)來(lái)，則自動(dòng)醒來(lái)。

作業(yè)

throw關(guān)鍵字通常用在方法體中，并且拋出一個(gè)異常對(duì)象。程序在執(zhí)行到throw語(yǔ)句時(shí)立即停止，它后面的語(yǔ)句都不執(zhí)行。

throws關(guān)鍵字通常被應(yīng)用在聲明方法時(shí)，用來(lái)指定可能拋出的異常。多個(gè)異常可以使用逗號(hào)隔開(kāi)。當(dāng)在主函數(shù)中調(diào)用該方法時(shí)，如果發(fā)生異常，就會(huì)將異常對(duì)象拋給方法調(diào)用處。

異常

**NullPointerException:**空指針異常。

當(dāng)應(yīng)用試圖在要求使用對(duì)象的地方使用了null時(shí)，拋出該異常。譬如：調(diào)用null對(duì)象的實(shí)例方法、訪問(wèn)null對(duì)象的屬性、計(jì)算null對(duì)象的長(zhǎng)度等等。

**ArrayIndexOutOfBoundsException:**數(shù)組索引越界異常。

當(dāng)對(duì)數(shù)組的索引值為負(fù)數(shù)或大于等于數(shù)組大小時(shí)拋出此異常。

**ArithmeticException:**算術(shù)運(yùn)算異常。

程序中出現(xiàn)了除以零這樣的運(yùn)算就會(huì)出這樣的異常，對(duì)這種異常，大家就要好好檢查一下自己程序中涉及到數(shù)學(xué)運(yùn)算的地方，公式是不是有不妥了。

**NumberFormatException:**數(shù)字格式異常。

當(dāng)試圖將一個(gè)String轉(zhuǎn)換為指定的數(shù)字類型，而該字符串確不滿足數(shù)字類型要求的格式時(shí)，拋出該異常

實(shí)現(xiàn)Runnable接口比繼承Thread類所具有的優(yōu)勢(shì)：

適合多個(gè)相同的程序代碼的線程去共享同一個(gè)資源。

可以避免java中的單繼承的局限性。

增加程序的健壯性，實(shí)現(xiàn)解耦操作，代碼可以被多個(gè)線程共享，代碼和數(shù)據(jù)獨(dú)立。

線程池只能放入實(shí)現(xiàn)Runable或callable類線程，不能直接放入繼承Thread的類。

Java 任務(wù)調(diào)度

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