Day19、20异常与多线程

异常

概念

异常是程序在运行期发生的不正常的事件，它会打断指令的正常执行流程。

设计良好的程序应该在异常发生时提供处理这些不正常事件的方法，使程序不会因为异常的发生而阻断或产生不可预见的结果。

Java语言使用异常处理机制为程序提供了异常处理的能力

异常的分类

Java程序运行过程中所发生的异常事件从严重性可分为两类：

1. 错误(Error)：JVM系统内部错误或资源耗尽等严重情况，属于JVM需要负担的责任，这一类异常事件无法恢复或不可能捕获，将导致应用程序中断。

2. 异常(Exception)：其它因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题。这类异常得到恰当的处理时，程序有机会恢复至正常运行状况。

   1. RuntimeException：又叫做非受检性异常，编译器不要求强制处置的异常。一般是指编程时的逻辑错误。是程序员应该积极避免其出现的异常

      RuntimeException/运行时异常/非受检性异常	描述
      ClassCastException	类型转换异常
      ArrayIndexOutOfBoundsException	数组下标越界异常
      NullPointerException	空指针异常
      ArithmeticException	算数类异常

   2. 一般性异常：又叫做受检性异常，编译器要求必须处置的异常。指的是程序在运行时由于外界因素造成的一般性异常。

      一般性异常/受检性异常
      ClassNotFoundException	类的字节码文件未找到异常
      FileNotFoundException	文件未找到异常
      IOException	操作文件时异常
      SQLException	数据库异常

异常处理机制

1. Java程序在执行过程中如果出现异常，会自动生成一个异常类对象，该异常对象将被自动提交给JVM，这个过程称为抛出(throw)异常。
2. 当JVM接收到异常对象时，会寻找能处理这一异常的代码并把当前异常对象交给其处理，这一过程称为捕获(catch)异常和处理异常。
   1. 如果JVM找到可以以捕获异常的代码，将异常对象交给其处理
   2. 如果JVM找不到可以捕获异常的代码，则运行时系统将终止，相应的Java程序也将退出。

异常处理的能力

1.try…catch…

语法：

​ try{

​ //…存放可能发生异常的代码…

​ }catch(异常处理的类 e){//捕获异常

​ //…处理异常…

​ }finally{

​ //不管是否发生异常，finally里的代码块都会被执行

​ }

注意：finally代码块可以写可以不写

2.throws

含义：抛出异常

作用在声明方法时，抛出该异常对象，让调用方处理

3.throw

含义：抛出异常

作用：可以创建一个异常对象将其抛出

多线程

一、什么是进程

进程是系统进行资源分配和调用的独立单元，每一个进程都有它的独立的内存空间和系统资源。

二、单进程操作系统和多进程操作系统的区别

单进程操作系统：一次只能执行一个任务

多进程操作系统：一次可以执行多个任务

三、现在的多核CPU是否可以让系统在同一个时刻可以执行多个任务吗？

理论上是可以的

四、什么是线程，理解线程和进程的关系

什么是线程?

线程是进程里的一条执行路径，每个线程同享进程里面的内存空间和系统资源

线程和进程的关系?

进程：进程之间的内存空间和系统资源是独立的

线程：同一个进程里的线程之间是共享内存空间和系统资源的

进程里：可以有一条或一条以上的线程

进程里只有一条线程的情况下，这条线程就叫做主线程

进程里有多条线程的情况下，只有一条线程叫做主线程

Ps：线程是在进程里的，他们是包裹关系

五、我们应用的软件有哪些是多线程的应用？

99%都是多线程应用

六、Java中，如何来编写多线程的应用程序？有哪些方法？

1. 线程类：创建MyThread类，继承Thread，重写run方法

   使用：
   //创建子线程
   MyThread t = new MyThread();
   //启动子线程
   t.start();
   

2. 任务类：创建Task类，实现Runnable接口里的run方法

   使用：
   //创建子线程，并放入任务
   Thread t = new Thread(new Task());
   //启动子线程
   t.start();
   

3. 带返回值的任务类

七、体会多线程之间争抢资源的场景

需求：编写一个多线程的应用程序，主线程打印1-100之间的数字，子线程打印200-300之间的数字，观察其输出的结果，体会多线程互相争抢资源的场景

八、小结

使用线程类的步骤：

1. 创建MyThread类，继承Thread，重写run方法
2. 创建MyThread类的对象
3. 利用对象调用start方法

经典面试题：请问当我们编写一个单纯的main方法时，此时该程序是否为单线程的？为什么？

不是，是多线程程序，当我们运行项目时，Java垃圾回收器也在后台默默运行，垃圾回收器就是一个后台线程

九、线程的优先级别

需求：在主线程中创建三个的子线程，并且设置不同优先级，观察其优先级对线程执行结果的”影响”。

优先级别由低到高：1~10

a.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); //10
b.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);//5
c.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);//1

十、给线程自定义名称

利用父类的构造方法传入线程的名字

通过Thread.currentThread().getName()获取到当前线程的名字

十一、让线程休眠

需求：编写一个抽取学员回答问题的程序，要求倒数三秒后输出被抽中的学员姓名

public class Test01 {
      
	
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
      
     
		String[] names = {
      "小明","小红","小亮","小飞","小云"};
		
		Random ran = new Random();
		int randomIndex = ran.nextInt(names.length);
		
		for (int i = 3; i > 0; i--) {
      
			System.out.println(i);
			Thread.sleep(1000);//休眠1000毫秒
		}
		
		System.out.println(names[randomIndex]);
	}
}

注意：

1. Thread类的静态方法
2. 写在哪个线程里就休眠当前线程

十二、线程的礼让

含义：强制让当前线程退出CPU资源

需求：创建两个线程A,B，分别各打印100次，从1开始每次增加1，其中B一个线程，每打印一次，就礼让一次，观察实验结果

public class Test01 {
      
	
	public static void main(String[] args) {
      

		new A().start();
		new B().start();
	}
}
class A extends Thread{
      
	@Override
	public void run() {
      
		for (int i = 1; i <= 100; i++) {
      
			System.out.println("A：" + i);
		}
	}
}
class B extends Thread{
      
	@Override
	public void run() {
      
		for (int i = 1; i <= 100; i++) {
      
			System.out.println("B：" + i);
			Thread.yield();//礼让
		}
	}
}

注意：

1. Thread类的静态方法
2. 写在哪个线程里就让当前线程退出CPU资源

正确理解礼让：礼让后，当前线程一定会退出CPU资源，退出后当前线程立刻恢复到抢资源的状态

十三、线程的合并

需求：主线程和子线程各打印200次，从1开始每次增加1，当主线程打印到10之后，让子线程先打印完再打印主线程

t.join(); --> 让t线程加入到当前线程，当前线程就阻塞

public class Test01 {
      
	
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
      
		
		MyThread t = new MyThread();
		t.start();
		
		for (int i = 1; i <= 200; i++) {
      
			System.out.println("主线程：" + i);
			if(i == 10){
      
				t.join();//让t线程加入到当前线程，当前线程就阻塞
			}
		}
		
	}
}
class MyThread extends Thread{
      
	
	@Override
	public void run() {
      
		for (int i = 1; i <= 200; i++) {
      
			System.out.println("子线程：" + i);
		}
	}
}

十四、线程的中断

Thread.currentThread().isInterrupted() 获取当前线程是否死亡

true - 死亡 false-没有死亡

线程对象.interrupt(); 改变线程状态

十五、守护线程

含义：守护线程又叫做后台线程，守护线程默默守护着前台线程，当前台线程全部去消亡后，守护线程也会自动消亡

线程对象.setDaemon(true);//设置当前线程为守护线程

垃圾回收器就是一个守护线程

十六、线程的生命周期

a) 新建状态

i. 在程序中用构造方法创建了一个线程对象后，新的线程对象便处于新建状态，此时，它已经有了相应的内存空间和其它资源，但还处于不可运行状态。新建一个线程对象可采用线程构造方法来实现。

ii. 例如：Thread thread=new Thread();

b) 就绪状态

i. 新建线程对象后，调用该线程的start()方法就可以启动线程。当线程启动时，线程进入就绪状态。此时，线程将进入线程队列排队，等待CPU调用，这表明它已经具备了运行条件。

c) 运行状态

i. 当就绪状态的线程被调用并获得处理器资源时，线程就进入了运行状态。此时，自动调用该线程对象的run()方法。run()方法定义了该线程的操作和功能。

d) 阻塞状态

i. 一个正在执行的线程在某些特殊情况下，如被人为挂起，将让出CPU并暂时中止自己的执行，进入阻塞状态。在可执行状态下，如果调用sleep(2000)、wait()等方法，线程都将进入阻塞状态。阻塞时，线程不能进入排队队列，只有当引起阻塞的原因被消除后，线程才可以转入就绪状态。

e) 死亡状态

线程调用stop()方法时或run()方法执行结束后，线程即处于死亡状态。处于死亡状态的线程不具有继续运行的能力。