黑马程序员java学习日记——异常和多线程
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一、异常处理：
在程序中，错误可能产生于程序员没有预料到的各种情况，或是因为超出了程序员控制之外的环境因素，如用户的坏数据、试图打开一个根本不存在的文件等。在java中这种在程序运行时可能出现的一些错误称为异常。异常是一个在程序执行期间发生的事件，它中断了正在执行的程序的正常指令流。
异常由来：问题也是现实生活中一个具体的事物，也可以通过java的类的形式进行描述。并封装成对象。其实就是java对不正常情况进行描述后的对象体现。
对于问题的划分：两种：一种是严重的问题，一种非严重的问题。
对于严重的，java通过Error类进行描述。对于Error一般不编写针对性的代码对其进行处理。
对于非严重的，java通过Exception类进行描述。 对于Exception可以使用针对性的处理方式进行处理。
无论Error或者Exception都具有一些共性内容。比如：不正常情况的信息，引发原因等。
Throwable
|--Error
|--Exception
2,异常的处理
java 提供了特有的语句进行处理。
try
{
需要被检测的代码；
}
catch(异常类 变量)
{
处理异常的代码；(处理方式)
}
finally
{
一定会执行的语句；
}
3，对捕获到的异常对象进行常见方法操作。
String getMessage()：获取异常信息。
class Demo
{
int div(int a,int b)throws Exception//在功能上通过throws的关键字声明了该能
//有可能会出现问题。
{
return a/b;
}
}
class ExceptionDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Demo d = new Demo();
try
{
int x = d.div(4,1);
System.out.println("x="+x);
}
catch (Exception e)//Exception e = new ArithmeticException();
{
System.out.println("除零啦");
System.out.println(e.getMessage());// / by zero;
System.out.println(e.toString());// 异常名称 ： 异常信息。
e.printStackTrace();//异常名称，异常信息，异常出现的位置。
//其实jvm默认的异常处理机制，就是在调用
//printStackTrace方法。
//打印异常的堆栈的跟踪信息。
}
System.out.println("over");
}
}
二、自定义异常：
因为项目中会出现特有的问题，而这些问题并未被java所描述并封装对象。所以对于这些特有的问题可以按照java的对问题封装的思想，将特有的问题进行自定义的异常封装。
当在函数内部出现了throw抛出异常对象，那么就必须要给对应的处理动作。
要么在内部try catch处理。
要么在函数上声明让调用者处理。
一般情况下，函数内出现异常，函数上需要声明。
如何定义异常信息呢？
因为父类中已经把异常信息的操作都完成了。所以子类只要在构造时，将异常信息传递给父类通过super语句。那么就可以直接通过getMessage方法获取自定义的异常信息。
自定义异常：必须是自定义类继承Exception。
继承Exception原因：
异常体系有一个特点：因为异常类和异常对象都被抛出。他们都具备可抛性。这个可抛性是Throwable这个体系中独有特点。只有这个体系中的类和对象才可以被throws和throw操作。
throws和throw的区别：
throws使用在函数上。后面跟的异常类，可以跟多个，用逗号隔开。
throw使用在函数内。后跟的是异常对象。
class FuShuException extends Exception //getMessage();
{
private int value;
FuShuException()
{
super();
}
FuShuException(String msg,int value)
{
super(msg);
this.value = value;
}
public int getValue()
{
return value;
}
}
class Demo
{
int div(int a,int b)throws FuShuException
{
if(b<0)
//手动通过throw关键字抛出一个自定义异常对象。
throw new FuShuException("出现了除数是负数的情况------“,b);
return a/b;
}
}
class ExceptionDemo3
{
public static void main(String[] args)
{
Demo d = new Demo();
try
{
int x = d.div(4,-9);
System.out.println("x="+x);
}
catch (FuShuException e)
{
System.out.println(e.toString());
//System.out.println("除数出现负数了");
System.out.println("错误的负数是："+e.getValue());
}
System.out.println("over");
}
}
Exceptoin中有一个特殊的子类异常RuntimeException 运行时异常。
如果在函数内容抛出该异常，函数上可以不用声明，编译一样通过。
如果在函数上声明了该异常。调用者可以不用进行处理。编译一样通过；
之所以不用在函数声明，是因为不需要让调用者处理。
当该异常发生，希望程序停止。因为在运行时，出现了无法继续运算的情况，希望停止程序后，对代码进行修正。
自定义异常时：如果该异常的发生，无法在继续进行运算，就让自定义异常继承RuntimeException。
对于异常分两种：
1，编译时被检测的异常。
2，编译时不被检测的异常(运行时异常。RuntimeException以及其子类)
class FuShuException extends RuntimeException
{
FuShuException(String msg)
{
super(msg);
}
}
class Demo
{
int div(int a,int b)throws Exception//throws ArithmeticException
{
if(b<0)
throw new Exception("出现了除数为负数了");
if(b==0)
throw new ArithmeticException("被零除啦");
return a/b;
}
}
class ExceptionDemo4
{
public static void main(String[] args)
{
Demo d = new Demo();
int x = d.div(4,-9);//被除数为负数，出现异常，停止运行
System.out.println("x="+x);
System.out.println("over");
}
}
三、异常部分总结：
是什么？是对问题的描述。将问题进行对象的封装。
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异常体系：
Throwable
|--Error
|--Exception
|--RuntimeException
异常体系的特点：异常体系中的所有类以及建立的对象都具备可抛性。
也就是说可以被throw和throws关键字所操作。
只有异常体系具备这个特点。
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throw和throws的用法：
throw定义在函数内，用于抛出异常对象。
throws定义在函数上，用于抛出异常类，可以抛出多个用逗号隔开。
当函数内容有throw抛出异常对象，并未进行try处理。必须要在函数上声明，否则编译失败。
注意，RuntimeException除外。也就说，函数内如果抛出的RuntimeExcpetion异常，函数上可以不用声明。
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如果函数声明了异常，调用者需要进行处理。处理方法可以throws可以try。
异常有两种：
编译时被检测异常
该异常在编译时，如果没有处理(没有抛也没有try)，编译失败。
该异常被标识，代表这可以被处理。
运行时异常(编译时不检测)
在编译时，不需要处理，编译器不检查。
该异常的发生，建议不处理，让程序停止。需要对代码进行修正。
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异常处理语句：
try
{
需要被检测的代码；
}
catch ()
{
处理异常的代码；
}
finally
{
一定会执行的代码；
}
有三个结合格式：
1. try
{
}
catch ()
{
}
2. try
{
}
finally
{
}
3. try
{
}
catch ()
{
}
finally
{
}
注意：
1，finally中定义的通常是 关闭资源代码。因为资源必须释放。
2，finally只有一种情况不会执行。当执行到System.exit(0);fianlly不会执行。
3，catch是用于处理异常。如果没有catch就代表异常没有被处理过，如果该异常是检测时异常。那么必须声明。
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自定义异常：
定义类继承Exception或者RuntimeException
1,为了让该自定义类具备可抛性。
2，让该类具备操作异常的共性方法。
当要定义自定义异常的信息时，可以使用父类已经定义好的功能。
异常异常信息传递给父类的构造函数。
class MyException extends Exception
{
MyException(String message)
{
super(message);
}
}
自定义异常：按照java的面向对象思想，将程序中出现的特有问题进行封装。
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异常的好处：
1，将问题进行封装。
2，将正常流程代码和问题处理代码相分离，方便于阅读。
异常的处理原则：
1，处理方式有两种：try 或者 throws。
2，调用到抛出异常的功能时，抛出几个，就处理几个。
一个try对应多个catch。
3，多个catch，父类的catch放到最下面。
4，catch内，需要定义针对性的处理方式。不要简单的定义printStackTrace，输出语句。也不要不写。
当捕获到的异常，本功能处理不了时，可以继续在catch中抛出。
try
{
throw new AException();
}
catch (AException e)
{
throw e;
}
如果该异常处理不了，但并不属于该功能出现的异常。可以将异常转换后，在抛出和该功能相关的异常。或者异常可以处理，当需要将异常产生的和本功能相关的问题提供出去，让调用者知道，并处理。也可以将捕获异常处理后，转换新的异常。
try
{
throw new AException();
}
catch (AException e)
{
// 对AException处理。
throw new BException();
}
异常的注意事项：
1，子类在覆盖父类时，如果父类的方法抛出异常，那么子类的覆盖方法，只能抛出父类的异常或者该异常的子类。
2，如果父类方法抛出多个异常，那么子类在覆盖该方法时，只能抛出父类异常的子集。
3，如果父类或者接口的方法中没有异常抛出，那么子类在覆盖方法时，也不可以抛出异常。如果子类方法发生了异常。就必须要进行try处理。绝对不能抛。
四、多线程
如果一次只完成一件事情，很容易实现，但事实上现实生活中很多事情都是同时进行的，所以在java中为了模拟这种状态，引入了线程机制。简单地说，当程序同时完成多件事情时，就是所谓的多线程程序。多线程应用相当广泛，使用多线程可以创建窗口程序、网络程序等。
在Windows操作系统是多任务操作系统，它以进程为单位。一个进程是一个包含有自身地址的程序，每个独立执行的程序都成为进程，也就是正在执行的程序。系统可以分配给每个进程一段有限的使用CPU的时间（也可以称为CPU时间片），CPU在这段时间中执行某个进程，然后下一个时间片又跳至另一个进程中去执行。由于CPU转换较快，所以使得每个进程好像是同时执行一样。
创建线程的第一种方式：继承Thread类
步骤：
1，定义类继承Thread。
2，复写Thread类中的run方法。目的：将自定义代码存储在run方法。让线程运行。
3，调用线程的start方法。该方法两个作用：启动线程，调用run方法。
为什么要覆盖run方法呢？
Thread类用于描述线程。该类就定义了一个功能，用于存储线程要运行的代码。该存储功能就是run方法。也就是说Thread类中的run方法，用于存储线程要运行的代码。
例如：创建两个线程，和主线程交替运行。
class Test extends Thread
{
//private String name;
Test(String name)
{
//this.name = name;
super(name);
}
public void run()
{
for(int x=0; x<60; x++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" run..."+x);// static Thread currentThread():获取当前线程对象。getName(): 获取线程名称。
}
}
}
class ThreadTest
{
public static void main(String[] args)
{
Test t1 = new Test("one---");
Test t2 = new Test("two+++");
t1.start();
t2.start();
for(int x=0; x<60; x++)
{
System.out.println("main....."+x);
}
}
}
创建线程的第二种方式：实现Runable接口
步骤：
1，定义类实现Runnable接口
2，覆盖Runnable接口中的run方法。将线程要运行的代码存放在该run方法中。
3，通过Thread类建立线程对象。
4，将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造函数。
为什么要将Runnable接口的子类对象传递给Thread的构造函数。因为，自定义的run方法所属的对象是Runnable接口的子类对象。所以要让线程去指定指定对象的run方法。就必须明确该run方法所属对象。
5，调用Thread类的start方法开启线程并调用Runnable接口子类的run方法。
实现Runnable方式的好处是：避免了单继承的局限性。在定义线程时建议使用实现Runnable方式。
例如：
class Ticket implements Runnable
{
private int tick = 100;
public void run()
{
while(true)
{
if(tick>0)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....sale : "+ tick--);
}
}
}
}
class TicketDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Ticket t = new Ticket();
Thread t1 = new Thread(t);//创建了一个线程；
Thread t2 = new Thread(t);//创建了一个线程；
Thread t3 = new Thread(t);//创建了一个线程；
Thread t4 = new Thread(t);//创建了一个线程；
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}
在实现Runnable方式的例子中我们发现了一些问题，通过分析，发现打印出了0，-1，-2等错票。多线程的运行出现了安全问题。
问题的原因：
当多条语句在操作同一个线程共享数据时，一个线程对多条语句只执行了一部分，还没有执行完，另一个线程参与进来执行。导致共享数据的错误。
解决办法：
对多条操作共享数据的语句，只能让一个线程都执行完。在执行过程中，其他线程不可以参与执行。
Java对于多线程的安全问题提供了专业的解决方式。就是同步代码块。
synchronized(对象)
{
需要被同步的代码
}
其中对象就如同锁，持有锁的线程可以在同步中执行。没有持有锁的线程即使获取cpu的执行权，也进不去，因为没有获取锁。
同步的前提：
1，必须要有两个或者两个以上的线程。
2，必须是多个线程使用同一个锁。保证了同步中只能有一个线程在运行。
好处：解决了多线程的安全问题。
弊端：多个线程需要判断锁，较为消耗资源。
class Ticket implements Runnable
{
private int tick = 1000;
Object obj = new Object();
public void run()
{
while(true)
{
synchronized(obj)
{
if(tick>0)
{
//try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....sale : "+ tick--);
}
}
}
}
}
class TicketDemo2
{
public static void main(String[] args)
{
Ticket t = new Ticket();
Thread t1 = new Thread(t);
Thread t2 = new Thread(t);
Thread t3 = new Thread(t);
Thread t4 = new Thread(t);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}
同步函数的话也是可以的，要注意的是，同步函数用的锁是this。
如果同步函数被静态修饰后，通过验证，发现不在是this，因为静态方法中也不可以定义this。静态进内存时，内存中没有本类对象，但是一定有该类对应的字节码文件对象。
类名.class 该对象的类型是Class
所以，静态的同步方法，使用的锁是该方法所在类的字节码文件对象。 类名.class
在同步代码块中如何找问题：
1，明确哪些代码是多线程运行代码。
2，明确共享数据。
3，明确多线程运行代码中哪些语句是操作共享数据的。
死锁：同步中嵌套同步就会造成死锁。
class Test implements Runnable
{
private boolean flag;
Test(boolean flag)
{
this.flag = flag;
}
public void run()
{
if(flag)
{
while(true)
{
synchronized(MyLock.locka)//同步，锁为MyLock.locka
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...if locka ");
synchronized(MyLock.lockb)//同步，锁为MyLock.lockb
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..if lockb");
}
}
}
}
else
{
while(true)
{
synchronized(MyLock.lockb)//同步，锁为MyLock.lockb
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..else lockb");
synchronized(MyLock.locka)//同步，锁为MyLock.locka
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+".....else locka");
}
}
}
}
}
}
class MyLock
{
static Object locka = new Object();
static Object lockb = new Object();
}
class DeadLockTest
{
public static void main(String[] args)
{
Thread t1 = new Thread(new Test(true));
Thread t2 = new Thread(new Test(false));
t1.start();
t2.start();
}
}
单例模式中应用同步代码块：
//饿汉式。
/*
class Single
{
private static final Single s = new Single();
private Single(){}
public static Single getInstance()
{
return s;
}
}
*/
//懒汉式（此为考点，要掌握）
class Single
{
private static Single s = null;
private Single(){}
public static Single getInstance()
{
if(s==null)
{
synchronized(Single.class)
{
if(s==null)
s = new Single();
}
}
return s;
}
}
class SingleDemo
{
public static void main(String[] args)
{
System.out.println("Hello World!");
}
}