Java语言进阶 #异常&多线程 #Day16 #异常 #创建/使用多线程

一、异常

异常： 程序在执行过程中，出现的非正常的情况，最终会导致JVM的非正常停止。

• 对Java等面向对象的语言而言，异常本身是一个类，产生异常就是创建一个异常对象并抛出这个异常对象。Java处理异常的方式是中断处理。

1. 异常体系

Throwable

Error

Exception

RuntimeException

• Throwable： 意思是可抛出的
• Error: 错误。不能避免的
• Exception： 异常。使用不当导致的，可以避免
• RuntimeException: 运行期异常

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• Exception子类：
  

2. 异常的分类

异常： 程序得了小病，处理完即可

• Exception： 编译期异常（不处理，编译就不能通过）
• RuntimeException: 运行期异常（一般是由程序逻辑引起的错误）

错误： 程序得了大病，必须修改源代码

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编译异常的处理：

1. 交给虚拟机处理，直接抛出异常
   
2. 选中代码，按Alt 回车,选择try/catch。（后续代码会继续执行）
   
   

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运行期异常：

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错误：

3. 异常的产生过程

JVM检测出异常后，会做两件事：

1. JVM会根据异常产生的原因，创建一个异常对象，这个异常对象包括（内容，原因，位置）
2. 如果没找到异常处理逻辑（try…catch），就会把异常传递给调用者。（如果调用者也没有异常处理逻辑 ，就一路向上找，直到找到异常处理逻辑 。如果实在没有，就交给JVM处理）（其实很好理解，第二个调用调用者一般是main，第一个调用者一定是JVM）

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JVM接收到了异常对象，会做两件事：（JVM默认处理）

1. 以红色字体，把这个异常打印在控制台
2. 终止当前程序

4. 异常的处理

Java异常处理的五关键字：try、catch、finally、throw、throws

4.1 throw

throw new xxxException("异常产生的原因");

注意：

1. throw关键字必须放在方法内部
2. new的对象，必须是Eception或其子类对象
3. throw关键字抛出的指定的异常对象，我们就必须处理这个异常对象
     3.1 如果创建的是运行期异常, 可以不处理，交给JVM默认处理
     3.2 如果创建的是编译期异常，要么throws(交给别人处理), 要么try...catch(自己处理)

参数的合法性效验： (补充知识，日后在工作中)，如果参数不合法，我们就必须用抛出异常的方式，告诉方法的调用者（传递的参数有问题）

• 空指针异常属于运行期异常，默认给JVM处理即可。（索引越界异常也是运行期异常）
  

4.2 Objects非空的判断

• 先自己写一个判断：
  
• Objects中有专门处理空指针异常的：
  
  

4.3 throws

throws是异常处理的第一种方式：交给别人处理（把异常交给调用者，最后交给JVM）

修饰符 返回值类型 方法名(参数列表) throws 异常1,异常2... {
	// 方法体;
}

注： 有没有觉得很熟悉? 在2.异常的分类中，那个main方法后面被自动地加上了throws

1. throws关键字必须写在方法声明处
2. throws后边声明的异常，必须是Exception或其子类
3. 如果方法内部抛出多个异常，那么throws必须声明多个异常（如果抛出的异常，有子父类的关系，抛出父类异常即可）
4. 如果调用了throws声明抛出，必须自己处理（try…catch），或交给JVM处理（继续throws）

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4.4 捕获异常

一般在工作中，会把异常记录到工作日志

try {
  // 这里如果抛出了异常，就会交给catch处理
} catch(类型1 参数1) {  // 可以有多个catch
  // 处理1
} catch(类型2 参数2) {
  // 处理2
}

4.5 三个异常处理办法

• getMessage(): 简短描述
  
• toString(): 详细描述
  
• printStackTrace(): 直接打印详细信息的方法
  

4.6 finally

无论是否出现异常都会执行

1. finally必须和try一起使用
2. finally一般用于资源释放

try {
  // 这里如果抛出了异常，就会交给catch处理
} catch(类型1 参数1) {  // 可以有多个catch
  // 处理1
} finally {
  // 资源回收
}

注意： finally里如果有return语句，返回给调用处的，一定是finally里的return结果（比如try和finally中，都有return，会返回finally中的）

4.7 多异常捕获

1. 多个异常分别处理（用多个try...catch）
2. 多个异常一次捕获，多次处理（用一个try，多个catch）
   catch里定义的异常变量，如果有子父类关系，那么catch里面定义的异常变量，必须写在上面，否则会报错（catch里的参数指向了这个错误对象）
3. 多个异常一次捕获，一次处理（用一个try，catch能接收的是里面所有报错的父类异常）

4.8 子父类异常

父类异常怎么样，子类异常就怎么样。

1. 父类抛出多个异常，子类也抛出相同的异常。
     或抛出父类异常的子类
     或不抛出异常
2. 父类没有抛出异常，子类就不可以抛出异常（必须解决掉，不能声明抛出）

4.9 自定义异常类

1. 继承自Exception或RuntimeException
2. 一个空参数的构造方法
3. 一个带提示信息的构造方法

可以使用Alt Enter，直接使用父类重载形式

注意： 自定义异常类，类名要以Exception结尾（软性规定，表示其是一个异常类）

Demo：模拟注册操作

1. 使用数组保存注册过的用户名（以后存到数据库）
2. 使用Scanner获取用户输入的注册的用户名（以后用表单）
3. 定义一个方法，对注册的用户名进行判断，如果用户名已经注册过，抛出注册异常

二、多线程

• 并发：（交替执行） 多件事情，在同一时间段进行
• 并行：（同时执行） 多件事情，在同一时间点进行

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一个核心，只能同时处理一件事，那如何进行多任务？方法一是增加核心数，方法二是在进程间快速切换，快到我们无法察觉。后者就叫并发

1. 进程与线程

• 进程： 即进行中的程序，是把硬盘中的资源和命令复制到内存中，然后通过命令操作对应的资源。

• 线程： 一个执行单元，负责进程的执行。

• 这是HelloWorld.s文件（汇编语言，看不懂没关系）。这样的一份文件，也叫程序，存在硬盘上（准确来说应该是.exe叫程序）
  

• 当点击HelloWorld.exe时，程序被复制到内存中开始运行，这就叫进程
  

• 代码一行行执行，我们想象有这样一个箭头，从上向下走。一个箭头就是一个线程（线程是应用程序与CPU间的执行路径，CPU可以在多个路径间做快速切换。）
  

2. 线程的调度

线程的调度方式有两种：

1. 分时调度： 轮流使用CPU的使用权，平均分配每个线程占用CPU的时间。
2. 抢占式调度： 根据优先级进行调度，优先级高的优先使用CPU。（如果优先级相同，会随机选择一个，这称为线程随机性 ），Java的使用为抢占式调度 。

3. 主线程

1. JVM执行main()方法，main()方法会执行到栈内存
2. JVM会找操作系统，开辟一条通往CPU的执行路径
3. CPU就可以通过这个路径来执行main()方法

这条路径就叫做主线程

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• 原始程序：
  
• 改造后程序： 我们让主线程抛异常，看看发生啥。会发现，后面的代码没执行。
  

4. 创建多线程的第一种方式

创建多线程的第一种方式：创建Thread的子类

1. 创建一个Thread的子类
2. 在这个子类中重写run方法，设置线程任务（开启线程要做什么）
3. 创建这个子类对象
4. 调用start方法，开启新线程，来执行run方法
   
   两个线程指的是：调用它的线程（这里指main线程）和新创建的线程。start只能调用一次，多次调用是会报错的。

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• 类文件中：
  
• 执行文件中：
  

多次调用start时，会抛出** 非法线程start异常**

4.2 获取线程名称

1. 方法1： 使用 Thread类中的方法getName()
   
2. 方法2： 使用静态方法Thread.currentThread()获取当前线程名
   
   Thread.currentThread()使用getName()
   

4.3 改变线程名称

1. 方法1： 使用setName()方法
   
2. 方法2： 给父类传递一个带参数name的构造方法
   

4.4 sleep方法

sleep方法可以让程序暂停，参数是(long 毫秒值)。注意，它是静态方法。（本身带异常，所以使用try..catch，当然，你也可以抛出）

5. 多线程内存图

多线程的原理是开辟多个栈空间

5.1 单线程程序

先写一个单线程程序： T类继承自Thread类

1. main()方法进栈，逐行执行，执行到第一行，在堆中创建一个对象
   
2. 调用run()方法，载入栈中
   

这就是单线程程序

5.2 多线程程序

1. main()方法进栈，逐行执行，执行到第一行，在堆中创建一个对象
   
2. 当执行到start()方法时，会开辟一个新的栈空间，同时这个新的栈空间里，放着run()方法
   

多个线程互不影响，

6. 创建多线程的第二种方式

声明实现Runnable接口的类，然后实现run()。然后分配该类的实例，在创建Thread时，作为一个参数来传递并启动。

1. 创建一个Runnable的实现类，要重写run方法
2. 将这个实现类对象当参数传递
3. 调用start()方法

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• 代码：
  
• 结果：
  

6.1 两种方式的对比

• 直接创建Thread类子类： 步骤少，一次性程序使用
• 利用Runnable接口实现：

1. 避免了单继承 的局限性
2. 增强了程序的扩展性，进行了解耦

6.2 使用匿名内部类的方式