02java进阶03-异常、线程、同步、线程池、Lambda表达式、File类、递归

一、异常

1.概念

指的是程序在执行过程中，出现的非正常的情况，最终会导致JVM的非正常停止。在Java等面向对象的编程语言中，异常本身是一个类，产生异常就是创建异常对象并抛出了一个异常对象。Java处理异常的方式是中断处理。
异常指的并不是语法错误。语法错了,是编译不通过,不会产生字节码文件,根本不能运行。

2.异常

异常的根类是java.lang.Throwable，其下有两个子类：java.lang.Error与java.lang.Exception，平常所说的异常指java.lang.Exception。

• Error:严重错误Error，无法通过处理的错误，只能事先避免，好比绝症。
  Java虚拟机运行错误（Virtual MachineError) ，当JVM不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时。Java虚拟机(JVM)一般会选择线程终止;还有发生在虚拟机试图执行应用时，如类定义错误(YoglassDefFoundError)、链接错误(LinkageError)。这些错误是不可查的。因为它们在应用程序的控制和处理能力之外，而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。
  在Exception分支中有一个重要的子类RuntimeException(运行时宾常)
  ArraylndexOutOfBoundsException(数组下标越界)
  NullPointerException(空指针异常)
  ArithmeticException(算术异常)
  MissingResourceException(丢失资源)
  ClassNotFoundException(找不到类)）等异常，这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。
  这些异常一般是由程序逻辑错误引起的，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生;
  Error和Exception的区别: Error通常是灾难性的致命的错误，是程序无法控制和处理的，当出现这些异常时，Java虚拟机(JVM)一般会选择终止线程;Exception通常情况下是可以被程序处理的，并且在程序中应该尽可能的去处理这些异常。
  在Exception分支中有一个重要的子类RuntimeException(运行时宾常)
  ArraylndexOutOfBoundsException(数组下标越界)
  NullPointerException(空指针异常)
  ArithmeticException(算术异常)
  MissingResourceException(丢失资源)
  ClassNotFoundException(找不到类)）等异常，这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。
  这些异常一般是由程序逻辑错误引起的，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生;
  Error和Exception的区别: Error通常是灾难性的致命的错误，是程序无法控制和处理的，当出现这些异常时，Java虚拟机(JVM)一般会选择终止线程;Exception通常情况下是可以被程序处理的，并且在程序中应该尽可能的去处理这些异常。

• Exception:表示异常，异常产生后程序员可以通过代码的方式纠正，使程序继续运行，是必须要处理的。好比感冒、阑尾炎。

• public void printStackTrace():打印异常的详细信息。

包含了异常的类型,异常的原因,还包括异常出现的位置,在开发和调试阶段,都得使用printStackTrace。

• public String getMessage():获取发生异常的原因。

  提示给用户的时候,就提示错误原因。

• public String toString():获取异常的类型和异常描述信息(不用)。

出现异常,不要紧张,把异常的简单类名,拷贝到API中去查。

3.异常分类

• 编译时期异常:checked异常。在编译时期,就会检查,如果没有处理异常,则编译失败。(如日期格式化异常)
• 运行时期异常:runtime异常。在运行时期,检查异常.在编译时期,运行异常不会编译器检测(不报错)。(如数学异常)
  
  4.异常的产生过程解析

数组索引越界异常ArrayIndexOfBoundsException。

public class Demo02Exception{
	public static void main(String[] args){
		int[] arr = {1,2,3};//创建int类型的数组，并赋值
		int e = getElement (arr,index:3);
		/*
		new ArrayIndexOutOfBoundsException("3");main方法也没有异常的处理逻辑，继续把对象抛出给main方法的调用者JVM处理*/
		/*JVM接收到这个异常对象，首先把异常对象*/
		System.out.println(e);
}
\\定义一个方法，获取指定索引处的元素
public static int getElement(int[] arr,int index){
		int ele = arr[index];
		return ele;
}
}
/*访问数组中的3索引，而数组没有3索引，这时候JVM就会检测出程序会出现异常。JVM会做两件事。①JVM会根据异常产生的原因创建一个异常对象，这个异常对象包含了异常产生的（内容、原因、位置）
new ArrayIndexOutOfBoundsException("3")
②在getElement方法中，没有异常处理逻辑（try catch），那么JVM就会把异常对象抛出给方法的调用者main方法处理这个异常对象以红色的字体打印在控制台，JVM会终止当前正在执行的Java程序--》中断处理。main方法收到了这个异常对象，main方法也没有异常的处理逻辑继续把对象抛出给main方法的调用者JVM处理。
*/

二、异常的处理

抛出就是不处理，捕获要进行处理

Java异常处理的五个关键字：try、catch、finally、throw、throws
抛出异常快捷键：Alt+Ctrl+T，然后进行选择。

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        int a=1;
        int b=0;
        try {//监控区域
            System.out.println(a/b);
        } catch (ArithmeticException e) {//捕获异常,在括号里面是想要捕获的异常，catch可以写多个，但是只能捕获一个层层递进
            System.out.println("程序出现错误");
        }finally {//处理善后工作
            System.out.println("finally");
        }//finally可以不要，假如IO，资源关闭可以放进去

    }
    public void a(){}

}

1.抛出异常throw

为什么要使用这种方法，在定义方法时，方法需要接受参数。那么，当调用方法使用接受到的参数时，首先需要先对参数数据进行合法的判断，数据若不合法，就应该告诉调用者，传递合法的数据进来。这时需要使用抛出异常的方式来告诉调用者。
具体操作为创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。需要将这个异常对象告知给调用者。通过关键字throw就可以完成。throw 异常对象。throw用在方法内，用来抛出一个异常对象，将这个异常对象传递到调用者处，并结束当前方法的执行。
使用格式：throw new 异常类名(参数);

throw new NullPointerException("要访问的arr数组不存在");
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("该索引在数组中不存在，已超出范围");

演示下throw的使用

public class ThrowDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个数组 
        int[] arr = {2,4,52,2};
        //根据索引找对应的元素 
        int index = 4;
        int element = getElement(arr, index);

        System.out.println(element);
        System.out.println("over");
    }
    /*
     * 根据 索引找到数组中对应的元素
     */
    public static int getElement(int[] arr,int index){ 
       	//判断  索引是否越界
        if(index<0 || index>arr.length-1){
             /*
             判断条件如果满足，当执行完throw抛出异常对象后，方法已经无法继续运算。
             这时就会结束当前方法的执行，并将异常告知给调用者。这时就需要通过异常来解决。 
              */
             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("哥们，角标越界了~~~");
        }
        int element = arr[index];
        return element;
    }
}

注意：如果产生了问题，我们就会throw将问题描述类即异常进行抛出，也就是将问题返回给该方法的调用者。

那么对于调用者来说，该怎么处理呢？一种是进行捕获处理，另一种就是继续讲问题声明出去，使用throws声明处理。throw关键字必须写在方法的内部，其后面new的对象必须是Exception或者是Exception的子类对象。

抛出指定的异常对象，我们必须处理这个异常对象。throw关键字后面创建的是RuntimeException或者是RuntimeException的子类对象，我们可以不处理，默认交给JVM处理（打印异常对象，中断程序）。

throw关键字后边创建的是编辑异常（写代码的时候报错），我们必须处理这个异常，要么throw，要么try catch。

2.Objects非空判断
我们学习过一个类Objects，曾经提到过它由一些静态的实用方法组成，这些方法是null-save（空指针安全的）或null-tolerant（容忍空指针的），那么在它的源码中，对对象为null的值进行了抛出异常操作。

• public static T requireNonNull(T obj):查看指定引用对象不是null。

查看源码发现这里对为null的进行了抛出异常操作：

public static <T> T requireNonNull(T obj) {
    if (obj == null)
      	throw new NullPointerException();
    return obj;
}

3.声明异常throws

声明异常：将问题标识出来，报告给调用者。如果方法内通过throw抛出了编译时异常，而没有捕获处理（稍后讲解该方式），那么必须通过throws进行声明，让调用者去处理。

关键字throws运用于方法声明之上,用于表示当前方法不处理异常,而是提醒该方法的调用者来处理异常(抛出异常).

声明异常格式：

修饰符 返回值类型 方法名(参数) throws 异常类名1,异常类名2…{   }	

声明异常的代码演示：

public class ThrowsDemo {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        read("a.txt");
    }

    // 如果定义功能时有问题发生需要报告给调用者。可以通过在方法上使用throws关键字进行声明
    public static void read(String path) throws FileNotFoundException {
        if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 
            // 我假设  如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常  throw
            throw new FileNotFoundException("文件不存在");
        }
    }
}

throws用于进行异常类的声明，若该方法可能有多种异常情况产生，那么在throws后面可以写多个异常类，用逗号隔开。

public class ThrowsDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        read("a.txt");
    }

    public static void read(String path)throws FileNotFoundException, IOException {
        if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 
            // 我假设  如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常  throw
            throw new FileNotFoundException("文件不存在");
        }
        if (!path.equals("b.txt")) {
            throw new IOException();
        }
    }
}

throws用于进行异常类的声明，若该方法可能有多种异常情况产生，那么在throws后面可以写多个异常类，用逗号隔开。

public class ThrowsDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        read("a.txt");
    }

    public static void read(String path)throws FileNotFoundException, IOException {
        if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 
            // 我假设  如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常  throw
            throw new FileNotFoundException("文件不存在");
        }
        if (!path.equals("b.txt")) {
            throw new IOException();
        }
    }
}

4.捕获异常try…catch

如果异常出现的话,会立刻终止程序,所以我们得处理异常:

1. 该方法不处理,而是声明抛出,由该方法的调用者来处理(throws)。
2. 在方法中使用try-catch的语句块来处理异常。

try-catch的方式就是捕获异常。

• 捕获异常：Java中对异常有针对性的语句进行捕获，可以对出现的异常进行指定方式的处理。

捕获异常语法如下：

try{
     编写可能会出现异常的代码
}catch(异常类型  e){
     处理异常的代码
     //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
}

**try：**该代码块中编写可能产生异常的代码。

**catch：**用来进行某种异常的捕获，实现对捕获到的异常进行处理。
注意:try和catch都不能单独使用,必须连用。

//演示如下
public class TryCatchDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {// 当产生异常时，必须有处理方式。要么捕获，要么声明。
            read("b.txt");
        } catch (FileNotFoundException e) {// 括号中需要定义什么呢？
          	//try中抛出的是什么异常，在括号中就定义什么异常类型
            System.out.println(e);
        }
        System.out.println("over");
    }
    /*
     *
     * 我们 当前的这个方法中 有异常  有编译期异常
     */
    public static void read(String path) throws FileNotFoundException {
        if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 
            // 我假设  如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常  throw
            throw new FileNotFoundException("文件不存在");
        }
    }
}

如何获取异常信息：

Throwable类中定义了一些查看方法:

• public String getMessage():获取异常的描述信息,原因(提示给用户的时候,就提示错误原因。

• public String toString():获取异常的类型和异常描述信息(不用)。

• public void printStackTrace():打印异常的跟踪栈信息并输出到控制台。

​ 包含了异常的类型,异常的原因,还包括异常出现的位置,在开发和调试阶段,都得使用printStackTrace。

5.finally代码块

finally：有一些特定的代码无论异常是否发生，都需要执行。另外，因为异常会引发程序跳转，导致有些语句执行不到。而finally就是解决这个问题的，在finally代码块中存放的代码都是一定会被执行的。

什么时候的代码必须最终执行？

当我们在try语句块中打开了一些物理资源(磁盘文件/网络连接/数据库连接等),我们都得在使用完之后,最终关闭打开的资源。

finally的语法:

try…catch…finally:自身需要处理异常,最终还得关闭资源。

注意:finally不能单独使用。

比如在我们之后学习的IO流中，当打开了一个关联文件的资源，最后程序不管结果如何，都需要把这个资源关闭掉。

finally代码参考如下：

public class TryCatchDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            read("a.txt");
        } catch (FileNotFoundException e) {
            //抓取到的是编译期异常  抛出去的是运行期 
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            System.out.println("不管程序怎样，这里都将会被执行。");
        }
        System.out.println("over");
    }
    /*
     *
     * 我们 当前的这个方法中 有异常  有编译期异常
     */
    public static void read(String path) throws FileNotFoundException {
        if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 
            // 我假设  如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常  throw
            throw new FileNotFoundException("文件不存在");
        }
    }
}

当只有在try或者catch中调用退出JVM的相关方法,此时finally才不会执行,否则finally永远会执行。

6.异常注意事项

• 多个异常使用捕获又该如何处理呢？

  1. 多个异常分别处理。
  2. 多个异常一次捕获，多次处理。
  3. 多个异常一次捕获一次处理。

  一般我们是使用一次捕获多次处理方式，格式如下：

  try{
       编写可能会出现异常的代码
  }catch(异常类型A  e){  当try中出现A类型异常,就用该catch来捕获.
       处理异常的代码
       //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
  }catch(异常类型B  e){  当try中出现B类型异常,就用该catch来捕获.
       处理异常的代码
       //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
  }
  

  注意:这种异常处理方式，要求多个catch中的异常不能相同，并且若catch中的多个异常之间有子父类异常的关系，那么子类异常要求在上面的catch处理，父类异常在下面的catch处理。

• 运行时异常被抛出可以不处理。即不捕获也不声明抛出。

• 如果finally有return语句,永远返回finally中的结果,避免该情况.

• 如果父类抛出了多个异常,子类重写父类方法时,抛出和父类相同的异常或者是父类异常的子类或者不抛出异常。

• 父类方法没有抛出异常，子类重写父类该方法时也不可抛出异常。此时子类产生该异常，只能捕获处理，不能声明抛出。

三、自定义异常

1.概述
为什么需要自定义异常类:

我们说了Java中不同的异常类,分别表示着某一种具体的异常情况,那么在开发中总是有些异常情况是SUN没有定义好的,此时我们根据自己业务的异常情况来定义异常类。例如年龄负数问题,考试成绩负数问题等等。

在上述代码中，发现这些异常都是JDK内部定义好的，但是实际开发中也会出现很多异常,这些异常很可能在JDK中没有定义过,例如年龄负数问题,考试成绩负数问题.那么能不能自己定义异常呢？

什么是自定义异常类:

在开发中根据自己业务的异常情况来定义异常类.

自定义一个业务逻辑异常: RegisterException。一个注册异常类。

异常类如何定义:

1. 自定义一个编译期异常: 自定义类 并继承于java.lang.Exception。
2. 自定义一个运行时期的异常类:自定义类 并继承于java.lang.RuntimeException。

2.自定义异常的练习

要求：我们模拟注册操作，如果用户名已存在，则抛出异常并提示：亲，该用户名已经被注册。

首先定义一个登陆异常类RegisterException：

// 业务逻辑异常
public class RegisterException extends Exception {
    /**
     * 空参构造
     */
    public RegisterException() {
    }

    /**
     *
     * @param message 表示异常提示
     */
    public RegisterException(String message) {
        super(message);
    }
}

模拟登陆操作，使用数组模拟数据库中存储的数据，并提供当前注册账号是否存在方法用于判断。

public class Demo {
    // 模拟数据库中已存在账号
    private static String[] names = {"bill","hill","jill"};
   
    public static void main(String[] args) {     
        //调用方法
        try{
              // 可能出现异常的代码
            checkUsername("nill");
            System.out.println("注册成功");//如果没有异常就是注册成功
        }catch(RegisterException e){
            //处理异常
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //判断当前注册账号是否存在
    //因为是编译期异常，又想调用者去处理 所以声明该异常
    public static boolean checkUsername(String uname) throws LoginException{
        for (String name : names) {
            if(name.equals(uname)){//如果名字在这里面 就抛出登陆异常
                throw new RegisterException("亲"+name+"已经被注册了！");
            }
        }
        return true;
    }
}

总结
处理运行时异常时，采用逻辑去合理规避同时辅助try-catch处理
在多重catch块后面，可以加一个catch (Exception)来处理可能会被遗漏的异常对于不确定的代码，也可以加上 try-catch，处理潜在的异常
尽量去处理异常，切忌只是简单地调用printStackTrace()去打印输出具体如何处理异常，要根据不同的业务需求和异常类型去决定
尽量添加finally语句块去释放占用的资源

四、多线程

学习的程序在没有跳转语句的前提下，都是由上至下依次执行，那现在想要设计一个程序，边打游戏边听歌，怎么设计？要解决上述问题,咱们得使用多进程或者多线程来解决.。

1.并发与并行

• 并发：指两个或多个事件在同一个时间段内发生。
• 并行：指两个或多个事件在同一时刻发生（同时发生）。
  
  在操作系统中，安装了多个程序，并发指的是在一段时间内宏观上有多个程序同时运行，这在单 CPU 系统中，每一时刻只能有一道程序执行，即微观上这些程序是分时的交替运行，只不过是给人的感觉是同时运行，那是因为分时交替运行的时间是非常短的。

而在多个 CPU 系统中，则这些可以并发执行的程序便可以分配到多个处理器上（CPU），实现多任务并行执行，即利用每个处理器来处理一个可以并发执行的程序，这样多个程序便可以同时执行。目前电脑市场上说的多核 CPU，便是多核处理器，核 越多，并行处理的程序越多，能大大的提高电脑运行的效率。

注意：单核处理器的计算机肯定是不能并行的处理多个任务的，只能是多个任务在单个CPU上并发运行。同理,线程也是一样的，从宏观角度上理解线程是并行运行的，但是从微观角度上分析却是串行运行的，即一个线程一个线程的去运行，当系统只有一个CPU时，线程会以某种顺序执行多个线程，我们把这种情况称之为线程调度。

2.线程与进程

• 进程：是指一个内存中运行的应用程序，每个进程都有一个独立的内存空间，一个应用程序可以同时运行多个进程；进程也是程序的一次执行过程，是系统运行程序的基本单位；系统运行一个程序即是一个进程从创建、运行到消亡的过程。

• 线程：线程是进程中的一个执行单元，负责当前进程中程序的执行，一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的，这个应用程序也可以称之为多线程程序。

  简而言之：一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程

我们可以再电脑底部任务栏，右键----->打开任务管理器,可以查看当前任务的进程：
进程

线程

线程调度:

• 分时调度

  所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间。

• 抢占式调度

  优先让优先级高的线程使用 CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个(线程随机性)，Java使用的为抢占式调度。

  • 设置线程的优先级

• 抢占式调度详解
  大部分操作系统都支持多进程并发运行，现在的操作系统几乎都支持同时运行多个程序。比如：现在我们上课一边使用编辑器，一边使用录屏软件，同时还开着画图板，dos窗口等软件。此时，这些程序是在同时运行，”感觉这些软件好像在同一时刻运行着“。

实际上，CPU(中央处理器)使用抢占式调度模式在多个线程间进行着高速的切换。对于CPU的一个核而言，某个时刻，只能执行一个线程，而 CPU的在多个线程间切换速度相对我们的感觉要快，看上去就是在同一时刻运行。
其实，多线程程序并不能提高程序的运行速度，但能够提高程序运行效率，让CPU的使用率更高。

3.创建线程类

Java使用java.lang.Thread类代表线程，所有的线程对象都必须是Thread类或其子类的实例。每个线程的作用是完成一定的任务，实际上就是执行一段程序流即一段顺序执行的代码。Java使用线程执行体来代表这段程序流。Java中通过继承Thread类来创建并启动多线程的步骤如下：

1. 定义Thread类的子类，并重写该类的run()方法，该run()方法的方法体就代表了线程需要完成的任务,因此把run()方法称为线程执行体。
2. 创建Thread子类的实例，即创建了线程对象
3. 调用线程对象的start()方法来启动该线程

代码如下：

测试类：

public class Demo01 {
	public static void main(String[] args) {
		//创建自定义线程对象
		MyThread mt = new MyThread("新的线程！");
		//开启新线程
		mt.start();
		//在主方法中执行for循环
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			System.out.println("main线程！"+i);
		}
	}
}

自定义线程

public class MyThread extends Thread {
	//定义指定线程名称的构造方法
	public MyThread(String name) {
		//调用父类的String参数的构造方法，指定线程的名称
		super(name);
	}
	/**
	 * 重写run方法，完成该线程执行的逻辑
	 */
	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			System.out.println(getName()+"：正在执行！"+i);
		}
	}
}

五、线程、同步

5.1.线程

1.多线程原理
先画个多线程执行时序图 来体现一下多线程程序的执行流程。

//自定义线程类：
public class MyThread extends Thread(
/*
*利用继承中的特点
* 将线程名称传递进行设置
*/
public MyThread(String name)(
super(name);
}
/*
*重写run方法
*定义线程要执行的代码
*/
public void run()(
for (int i = 0; i < 20; i++) (
〃getName()方法 来自父亲 System.out.println(getName()+i);
}
}
}
//测试类：
public class Demo (
public static void main(String[] args) ( System .out. println("这里是 main 线程"); MyThread mt = new MyThread("小强“)； mt.start();//开启了一个新的线程 for (int i = 0; i < 20; i++) ( System.out. println("旺财："+i);
}
}
}

程序启动运行main时候，java虚拟机启动一个进程，主线程main在main()调用时候被创建。随着调用mt的对象的 start方法，另外一个新的线程也启动了，这样整个应用就在多线程下运行。
通过这张图我们可以很清晰的看到多线程的执行流程，那么为什么可以完成并发执行呢？我们再来讲一讲原理。
多线程执行时，到底在内存中是如何运行的呢？以上个程序为例，进行图解说明：

多线程执行时，在栈内存中，其实每一个执行线程都有一片自己所属的栈内存空间。进行方法的压栈和弹栈。当执行线程的任务结束了，线程自动在栈内存中释放了。但是当所有的执行线程都结束了，那么进程就结束了。

2.Thread类

5.2同步

在上一天内容中我们已经可以完成最基本的线程开启，那么在我们完成操作过程中用到了 java.lang.Thread类, API中该类中定义了有关线程的一些方法，具体如下：
构造方法：
public Thread():分配一个新的线程对象。
public Thread(String name):分配一个指定名字的新的线程对象。
public Thread(Runnable target):分配一个带有指定目标新的线程对象。
public Thread(Runnable target,String name):分配一个带有指定目标新的线程对象并指定名字。
常用方法：
public String getName():获取当前线程名称。
public void start():导致此线程开始执行;Java虚拟机调用此线程的run方法。
public void run():此线程要执行的任务在此处定义代码。
public static void sleep(long millis):使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停(暂时停止执行)。
public static Thread currentThread():返回对当前正在执行的线程对象的引用。
翻阅API后得知创建线程的方式总共有两种，一种是继承Thread类方式，一种是实现Runnable接口方式，方式一我 们上一天已经完成，接下来讲解方式二实现的方式。

3.创建线程方式二

采用java.lang.Runnable也是非常常见的一种，我们只需要重写run方法即可。
步骤如下：
1.定义Runnable接口的实现类，并重写该接口的run()方法，该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。
2.创建Runnable实现类的实例，并以此实例作为Thread的target来创建Thread对象，该Thread对象才是真正 的线程对象。
3.调用线程对象的start()方法来启动线程。

public class MyRunnable implements Runnable(
@Override
public void run() (
for (int i = 0; i < 20; i++) (
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
}
}
}

public class Demo (
public static void main(String[] args) {
〃创建自定义类对象 线程任务对象
MyRunnable mr = new MyRunnable();
〃创建线程对象
Thread t = new Thread(mr,"小强")；
t.start();
for (int i = 0; i < 20; i++) (
System. out. println ("旺财"+ i);
}
}

通过实现Runnable接口，使得该类有了多线程类的特征。run()方法是多线程程序的一个执行目标。所有的多线程代码都在run方法里面。Thread类实际上也是实现了Runnable接口的类。
在启动的多线程的时候，需要先通过Thread类的构造方法Thread(Runnable target)构造出对象，然后调用Thread 对象的start()方法来运行多线程代码。
实际上所有的多线程代码都是通过运行Thread的start()方法来运行的。因此，不管是继承Thread类还是实现 Runnable接口来实现多线程，最终还是通过Thread的对象的API来控制线程的，熟悉Thread类的API是进行多线程 编程的基础。

tips:Runnable对象仅仅作为Thread对象的target，Runnable实现类里包含的run()方法仅作为线程执行体。 而实际的线程对象依然是Thread实例，只是该Thread线程负责执行其target的run()方法。

4.Thread和Runnable的区别

如果一个类继承Thread，则不适合资源共享。但是如果实现了Runable接口的话，则很容易的实现资源共享。
总结： 实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势： 1. 适合多个相同的程序代码的线程去共享同一个资源。 2. 可以避免java中的单继承的局限性。 3. 增加程序的健壮性，实现解耦操作，代码可以被多个线程共享，代码和线程独立。 4. 线程池只能放入实现Runable或Callable类线程，不能直接放入继承Thread的类。

扩充：在java中，每次程序运行至少启动2个线程。一个是main线程，一个是垃圾收集线程。因为每当使用 java命令执行一个类的时候，实际上都会启动一个JVM，每一个JVM其实在就是在操作系统中启动了一个进程。

5.匿名内部类方式实现线程的创建
使用线程的内匿名内部类方式，可以方便的实现每个线程执行不同的线程任务操作。 使用匿名内部类的方式实现Runnable接口，重新Runnable接口中的run方法：

public class NoNameInnerClassThread { 
public static void main(String[] args) {
 // new Runnable(){
  // public void run(){ 
  // for (int i = 0; i < 20; i++) { 
  // System.out.println("张宇:"+i); 
  // } 
  // } 
  // }; //‐‐‐这个整体 相当于new MyRunnable() Runnable r = new Runnable(){
  public void run(){ 
  for (int i = 0; i < 20; i++) { 
  System.out.println("张宇:"+i); } } };
  new Thread(r).start();
 for (int i = 0; i < 20; i++) { 
 	System.out.println("费玉清:"+i);
 	 } } }

5.3线程安全

1.线程安全

如果有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。程序每次运行结果和单线程运行的结果是一样 的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。 我们通过一个案例，演示线程的安全问题： 电影院要卖票，我们模拟电影院的卖票过程。假设要播放的电影是 “葫芦娃大战奥特曼”，本次电影的座位共100个 (本场电影只能卖100张票)。 我们来模拟电影院的售票窗口，实现多个窗口同时卖 “葫芦娃大战奥特曼”这场电影票(多个窗口一起卖这100张票) 需要窗口，采用线程对象来模拟；需要票，Runnable接口子类来模拟。
模拟票：

public class Ticket implements Runnable { 
private int ticket = 100; /** 执行卖票操作 */ @Override
 public void run() {
  //每个窗口卖票的操作
   //窗口 永远开启 
   while (true) {
    if (ticket > 0) {
    //有票 可以卖
     //出票操作
      //使用sleep模拟一下出票时间
       try {Thread.sleep(100); } 
       catch (InterruptedException e) { 
       // TODO Auto‐generated catch block e.printStackTrace(); }
       //获取当前线程对象的名字 String name = Thread.currentThread().getName(); System.out.println(name + "正在卖:" + ticket‐‐); } } } }

测试类：

 public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
    Tiect ticket = new Tiect();
    //创建三个窗口对象
    Thread t1 = new Thread(ticket,"窗口 1");
    Thread t2 = new Thread(ticket,"窗口 2");
    Thread t3 = new Thread(ticket,"窗口 3");
//同时卖票
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}

结果中有一部分这样现象:

发现程序出现了两个问题：
1.相同的票数，比如5这张票被卖了两回。
2.不存在的票，比如。票与-1票，是不存在的。
这种问题，几个窗口(线程)票数不同步了，这种问题称为线程不安全。
线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作，而无写操作，一般来说，这个全局变量是线程安全的；若有多个线程同时执行写操作，一般都需要考虑线程同步， 否则的话就可能影响线程安全。

2.线程同步
当我们使用多个线程访问同一资源的时候，且多个线程中对资源有写的操作，就容易出现线程安全问题。 要解决上述多线程并发访问一个资源的安全性问题:也就是解决重复票与不存在票问题，Java中提供了同步机制 (synchronized)来解决。
根据案例简述：
窗口1线程进入操作的时候，窗口2和窗口3线程只能在外等着，窗口1操作结束，窗口1和窗口2和窗口3才有机会进入代码 去执行。也就是说在某个线程修改共享资源的时候，其他线程不能修改该资源，等待修改完毕同步之后，才能去抢夺CPU 资源，完成对应的操作，保证了数据的同步性，解决了线程不安全的现象。
为了保证每个线程都能正常执行原子操作,Java引入了线程同步机制。 那么怎么去使用呢？
有三种方式完成同步操作：1. 同步代码块。 2. 同步方法。 3. 锁机制。

3.同步代码块

同步代码块： synchronized （ /'sɪŋkrənaɪzd/ ）关键字可以用于方法中的某个区块中，表示只对这个区块的资源实行互斥访问。
格式:

synchronized(同步锁){ 需要同步操作的代码 }

同步锁: 对象的同步锁只是一个概念,可以想象为在对象上标记了一个锁.

1. 锁对象 可以是任意类型。
2. 多个线程对象 要使用同一把锁。

注意:在任何时候,最多允许一个线程拥有同步锁,谁拿到锁就进入代码块,其他的线程只能在外等着 (BLOCKED)。

使用同步代码块解决代码：

public class Ticket implements Runnable{
 private int ticket = 100; 
 Object lock = new Object(); 
 /** 执行卖票操作 */ 
 @Override
  public void run() {
   //每个窗口卖票的操作
    //窗口 永远开启
     while(true){ 
     synchronized (lock) { 
     if(ticket>0){
     //有票 可以卖
      //出票操作
       //使用sleep模拟一下出票时间
        try {Thread.sleep(50); }
         catch (InterruptedException e) { 
         // TODO Auto‐generated  catch block
          e.printStackTrace(); }
         //获取当前线程对象的名字 
         String name = Thread.currentThread().getName(); 
         System.out.println(name+"正在卖:"+ticket‐‐); } } }}}

当使用了同步代码块后，上述的线程的安全问题，解决了。

4.同步方法
同步方法:使用synchronized修饰的方法,就叫做同步方法,保证A线程执行该方法的时候,其他线程只能在方法外 等着。
格式：

public synchronized void method()(
可能会产生线程安全问题的代码

同步锁是谁？
对于非static方法,同步锁就是this。
对于static方法，我们使用当前方法所在类的字节码对象(类名.class)。
使用同步方法代码如下：

public class Tiect implements Runnable{
    private int ticket = 100;
    Object lock = new Object();
    /** 执行卖票操作 */
    @Override
    public void run() {
        //每个窗口卖票的操作
        //窗口 永远开启
        while(true){
            synchronized (lock) {
                if(ticket>0){
                    //有票 可以卖
                    //出票操作
                    //使用sleep模拟一下出票时间
                    try {Thread.sleep(50); }
                    catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto‐generated  catch block
                        e.printStackTrace(); }
                    //获取当前线程对象的名字
                    String name = Thread.currentThread().getName();
                    System.out.println(name+"正在卖:"+ticket--); }
            }
        }
    }
}

5.Lock锁

java .util. concurrent .locks.Lock机制提供了比synchronized代码块和synchronized方法更广泛的锁定操作， 同步代码块/同步方法具有的功能Lock都有，除此之外更强大更体现面向对象。
Lock锁也称同步锁，加锁与释放锁方法化了，如下：
public void lock():加同步锁。
public void unlock():释放同步锁。
使用如下：

public class Ticket implements Runnable(
private int ticket = 100;
Lock lock = new ReentrantLock();
/*
*执行卖票操作
*/
@Override
public void run() (
〃每个窗口卖票的操作
//窗口永远开启 while(true)( lock.lock();
if(ticket>0)(//有票可以卖
//出票操作
〃使用sleep模拟一下出票时间
try (
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) (
// TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace();
}
〃获取当前线程对象的名字
String name = Thread.currentThread().getName();
System.out.println(name+"正在卖："+ticket--);
}
lock.unlock();
}
}

5.4线程状态

当线程被创建并启动以后，它既不是一启动就进入了执行状态，也不是一直处于执行状态。在线程的生命周期中， 有几种状态呢？在API中java.lang.Thread.State这个枚举中给出了六种线程状态：
这里先列出各个线程状态发生的条件，下面将会对每种状态进行详细解析

线程状态	导致状态发生条件
NEW(新建)	线程刚被创建，但是并未启动。还没调用start方法。
Runnable(可 运行)	线程可以在java虚拟机中运行的状态，可能正在运行自己代码，也可能没有，这取决于操作系统处理器。
Blocked(锁阻 塞)	当一个线程试图获取一个对象锁，而该对象锁被其他的线程持有，则该线程进入Blocked状 态；当该线程持有锁时，该线程将变成Runnable状态。
Waiting(无限 等待)	一个线程在等待另一个线程执行一个（唤醒）动作时，该线程进入Waiting状态。进入这个 状态后是不能自动唤醒的，必须等待另一个线程调用notify或者notifyAll方法才能够唤醒。
Timed Waiting(计时 等待)	同waiting状态，有几个方法有超时参数，调用他们将进入Timed Waiting状态。这一状态 将一直保持到超时期满或者接收到唤醒通知。带有超时参数的常用方法有Thread.sleep 、 Object.wait。
Teminated(被 终止)	因为run方法正常退出而死亡，或者因为没有捕获的异常终止了run方法而死亡。

我们不需要去研究这几种状态的实现原理，我们只需知道在做线程操作中存在这样的状态。那我们怎么去理解这几 个状态呢，新建与被终止还是很容易理解的，我们就研究一下线程从Runnable（可运行）状态与非运行状态之间的转换问题。

2.Timed Waiting（计时等待）
Timed Waiting在API中的描述为：一个正在限时等待另一个线程执行一个（唤醒）动作的线程处于这一状态。单独 的去理解这句话，真是玄之又玄，其实我们在之前的操作中已经接触过这个状态了，在哪里呢？ 在我们写卖票的案例中，为了减少线程执行太快，现象不明显等问题，我们在run方法中添加了sleep语句，这样就 强制当前正在执行的线程休眠（暂停执行），以“减慢线程”。 其实当我们调用了sleep方法之后，当前执行的线程就进入到“休眠状态”，其实就是所谓的Timed Waiting(计时等 待)，那么我们通过一个案例加深对该状态的一个理解。

实现一个计数器，计数到100，在每个数字之间暂停1秒，每隔10个数字输出一个字符串。

public class MyThread extends Thread （
	public void run（） （
		for （int i = 0; i < 100; i++） （
			if （（i） % 10 == 0） （
				System.out. println（"	" + i）;
}
System.out.print(i);
try (
	Thread.sleep(1000);
	System .out. print("	线程睡眠 1 秒！ \n“)；
} catch (InterruptedException e) (
	e.printStackTrace();
		}
	}
}
public static void main(String[] args) (
	new MyThread().start();
	}
}

通过案例可以发现，sleep方法的使用还是很简单的。我们需要记住下面几点：
1.进入TIMED_WAITING状态的一种常见情形是调用的sleep方法，单独的线程也可以调用，不一定非要有协作关系。
2.为了让其他线程有机会执行，可以将Thread.sleep（）的调用放线程run()之内。这样才能保证该线程执行过程中会睡眠
3.sleep与锁无关，线程睡眠到期自动苏醒，并返回到Runnable (可运行)状态。
小提示：sleep()中指定的时间是线程不会运行的最短时间。因此，sleep()方法不能保证该线程睡眠到期后就 开始立刻执行。
Timed Waiting 线程状态图：

3.BLOCKED（锁阻塞）
Blocked状态在API中的介绍为：一个正在阻塞等待一个监视器锁（锁对象）的线程处于这一状态。 我们已经学完同步机制，那么这个状态是非常好理解的了。比如，线程A与线程B代码中使用同一锁，如果线程A获 取到锁，线程A进入到Runnable状态，那么线程B就进入到Blocked锁阻塞状态。 这是由Runnable状态进入Blocked状态。除此Waiting以及Time Waiting状态也会在某种情况下进入阻塞状态，而 这部分内容作为扩充知识点带领大家了解一下。 Blocked 线程状态图。

4.Waiting（无限等待）
Wating状态在API中介绍为：一个正在无限期等待另一个线程执行一个特别的（唤醒）动作的线程处于这一状态。 那么我们之前遇到过这种状态吗？答案是并没有，但并不妨碍我们进行一个简单深入的了解。我们通过一段代码来 学习一下：

public class WaitingTest (
public static Object obj = new Object；
public static void main(String[] args) (
// 演示 waiting
new Thread(new Runnable() (
@Override
public void run() (
while (true)(
synchronized (obj)(
try (
System.out. println( Thread. currentThread().getName() +"===获取到锁对
象，调用瞻it方法，进入瞻iting状态，释放锁对象”)；
obj.wait(); 〃无限等待 //obj.wait(5000); //计时等待，5秒 时间到，自动醒来
} catch (InterruptedException e) (
e.printStackTrace();
}
System.out.println( Thread.currentThread().getName() + "=== 从waiting状 态醒来，获取到锁对象，纟继续执行了“)；
}
}
}
},"等待线程")・start();
new Thread(new Runnable() ( ^Override public void run() (
//	while (true)(	〃每隔3秒 唤醒一次
try (
System.out.println( Thread.currentThread().getName() +"	等待3秒钟")；
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) (
e.printStackTrace();
}
synchronized (obj)(
System.out.println( Thread.currentThread().getName() +"	获取到锁对
象，调用notify方法，释放锁对象")；
obj.notify();
}
}
//	}
},"唤醒线程").start();
}
}

通过上述案例我们会发现，一个调用了某个对象的Object.wait方法的线程会等待另一个线程调用此对象的 Object.notify ()方法或 Object.notifyAII()方法。
其实waiting状态并不是一个线程的操作，它体现的是多个线程间的通信，可以理解为多个线程之间的协作关系， 多个线程会争取锁，同时相互之间又存在协作关系。就好比在公司里你和你的同事们，你们可能存在晋升时的竞 争，但更多时候你们更多是一起合作以完成某些任务。
当多个线程协作时，比如A, B线程，如果A线程在Runnable (可运行)状态中调用了wait()方法那么A线程就进入 TWaiting (无限等待)状态，同时失去了同步锁。假如这个时候B线程获取到了同步锁，在运行状态中调用了 notify()方法，那么就会将无限等待的A线程唤醒。注意是唤醒，如果获取到锁对象，那么A线程唤醒后就进入 Runnable (可运行)状态；如果没有获取锁对象，那么就进入到Blocked (锁阻塞状态)。
Waiting线程状态图

5.补充知识点
到此为止我们已经对线程状态有了基本的认识，想要有更多的了解，详情可以见下图：

一条有意思的tips: 我们在翻阅API的时候会发现Timed Waiting（计时等待） 与 Waiting（无限等待） 状态联系还是很紧密的， 比如Waiting（无限等待） 状态中wait方法是空参的，而timed waiting（计时等待） 中wait方法是带参的。 这种带参的方法，其实是一种倒计时操作，相当于我们生活中的小闹钟，我们设定好时间，到时通知，可是 如果提前得到（唤醒）通知，那么设定好时间在通知也就显得多此一举了，那么这种设计方案其实是一举两 得。如果没有得到（唤醒）通知，那么线程就处于Timed Waiting状态,直到倒计时完毕自动醒来；如果在倒 计时期间得到（唤醒）通知，那么线程从Timed Waiting状态立刻唤醒。

六、等待唤醒机制

6.1 线程间通信

概念：多个线程在处理同一个资源，但是处理的动作（线程的任务）却不相同。

比如：线程A用来生成包子的，线程B用来吃包子的，包子可以理解为同一资源，线程A与线程B处理的动作，一个是生产，一个是消费，那么线程A与线程B之间就存在线程通信问题。

为什么要处理线程间通信：

多个线程并发执行时, 在默认情况下CPU是随机切换线程的，当我们需要多个线程来共同完成一件任务，并且我们希望他们有规律的执行, 那么多线程之间需要一些协调通信，以此来帮我们达到多线程共同操作一份数据。

如何保证线程间通信有效利用资源：

多个线程在处理同一个资源，并且任务不同时，需要线程通信来帮助解决线程之间对同一个变量的使用或操作。 就是多个线程在操作同一份数据时， 避免对同一共享变量的争夺。也就是我们需要通过一定的手段使各个线程能有效的利用资源。而这种手段即—— 等待唤醒机制。

6.2 等待唤醒机制

什么是等待唤醒机制

这是多个线程间的一种协作机制。谈到线程我们经常想到的是线程间的竞争（race），比如去争夺锁，但这并不是故事的全部，线程间也会有协作机制。就好比在公司里你和你的同事们，你们可能存在在晋升时的竞争，但更多时候你们更多是一起合作以完成某些任务。

就是在一个线程进行了规定操作后，就进入等待状态（wait()）， 等待其他线程执行完他们的指定代码过后 再将其唤醒（notify()）;在有多个线程进行等待时， 如果需要，可以使用 notifyAll()来唤醒所有的等待线程。

wait/notify 就是线程间的一种协作机制。

等待唤醒中的方法

等待唤醒机制就是用于解决线程间通信的问题的，使用到的3个方法的含义如下：

1. wait：线程不再活动，不再参与调度，进入 wait set 中，因此不会浪费 CPU 资源，也不会去竞争锁了，这时的线程状态即是 WAITING。它还要等着别的线程执行一个特别的动作，也即是“通知（notify）”在这个对象上等待的线程从wait set 中释放出来，重新进入到调度队列（ready queue）中
2. notify：则选取所通知对象的 wait set 中的一个线程释放；例如，餐馆有空位置后，等候就餐最久的顾客最先入座。
3. notifyAll：则释放所通知对象的 wait set 上的全部线程。

注意：哪怕只通知了一个等待的线程，被通知线程也不能立即恢复执行，因为它当初中断的地方是在同步块内，而此刻它已经不持有锁，所以她需要再次尝试去获取锁（很可能面临其它线程的竞争），成功后才能在当初调用 wait 方法之后的地方恢复执行。
总结如下：如果能获取锁，线程就从 WAITING 状态变成 RUNNABLE 状态；
否则，从 wait set 出来，又进入 entry set，线程就从 WAITING 状态又变成 BLOCKED 状态。

调用wait和notify方法需要注意的细节

1. wait方法与notify方法必须要由同一个锁对象调用。因为：对应的锁对象可以通过notify唤醒使用同一个锁对象调用的wait方法后的线程。
2. wait方法与notify方法是属于Object类的方法的。因为：锁对象可以是任意对象，而任意对象的所属类都是继承了Object类的。
3. wait方法与notify方法必须要在同步代码块或者是同步函数中使用。因为：必须要通过锁对象调用这2个方法。

6.3 生产者与消费者问题

等待唤醒机制其实就是经典的“生产者与消费者”的问题。

就拿生产包子消费包子来说等待唤醒机制如何有效利用资源：

包子铺线程生产包子，吃货线程消费包子。
当包子没有时（包子状态为false），吃货线程等待。
包子铺线程生产包子（即包子状态为true），并通知吃货线程（解除吃货的等待状态）。
因为已经有包子了，那么包子铺线程进入等待状态。
接下来，吃货线程能否进一步执行则取决于锁的获取情况。
如果吃货获取到锁，那么就执行吃包子动作，包子吃完（包子状态为false）。
并通知包子铺线程（解除包子铺的等待状态）,吃货线程进入等待。
包子铺线程能否进一步执行则取决于锁的获取情况。

代码演示：

包子资源类：

public class BaoZi {
     String  pier ;
     String  xianer ;
     boolean  flag = false ;//包子资源 是否存在  包子资源状态
}

吃货线程类：

public class ChiHuo extends Thread{
    private BaoZi bz;

    public ChiHuo(String name,BaoZi bz){
        super(name);
        this.bz = bz;
    }
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            synchronized (bz){
                if(bz.flag == false){//没包子
                    try {
                        bz.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println("吃货正在吃"+bz.pier+bz.xianer+"包子");
                bz.flag = false;
                bz.notify();
            }
        }
    }
}

包子铺线程类：

public class BaoZiPu extends Thread {

    private BaoZi bz;

    public BaoZiPu(String name,BaoZi bz){
        super(name);
        this.bz = bz;
    }

    @Override
    public void run() {
        int count = 0;
        //造包子
        while(true){
            //同步
            synchronized (bz){
                if(bz.flag == true){//包子资源  存在
                    try {

                        bz.wait();

                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }

                // 没有包子  造包子
                System.out.println("包子铺开始做包子");
                if(count%2 == 0){
                    // 冰皮  五仁
                    bz.pier = "冰皮";
                    bz.xianer = "五仁";
                }else{
                    // 薄皮  牛肉大葱
                    bz.pier = "薄皮";
                    bz.xianer = "牛肉大葱";
                }
                count++;

                bz.flag=true;
                System.out.println("包子造好了："+bz.pier+bz.xianer);
                System.out.println("吃货来吃吧");
                //唤醒等待线程 （吃货）
                bz.notify();
            }
        }
    }
}

测试类：

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //等待唤醒案例
        BaoZi bz = new BaoZi();

        ChiHuo ch = new ChiHuo("吃货",bz);
        BaoZiPu bzp = new BaoZiPu("包子铺",bz);

        ch.start();
        bzp.start();
    }
}

执行效果：

包子铺开始做包子
包子造好了：冰皮五仁
吃货来吃吧
吃货正在吃冰皮五仁包子
包子铺开始做包子
包子造好了：薄皮牛肉大葱
吃货来吃吧
吃货正在吃薄皮牛肉大葱包子
包子铺开始做包子
包子造好了：冰皮五仁
吃货来吃吧
吃货正在吃冰皮五仁包子

七、 线程池

7.1 线程池思想概述

我们使用线程的时候就去创建一个线程，这样实现起来非常简便，但是就会有一个问题：
如果并发的线程数量很多，并且每个线程都是执行一个时间很短的任务就结束了，这样频繁创建线程就会大大降低系统的效率，因为频繁创建线程和销毁线程需要时间。
那么有没有一种办法使得线程可以复用，就是执行完一个任务，并不被销毁，而是可以继续执行其他的任务？
在Java中可以通过线程池来达到这样的效果。今天我们就来详细讲解一下Java的线程池。

7.2 线程池概念

线程池：其实就是一个容纳多个线程的容器，其中的线程可以反复使用，省去了频繁创建线程对象的操作，无需反复创建线程而消耗过多资源。

由于线程池中有很多操作都是与优化资源相关的。我们通过一张图来了解线程池的工作原理：

合理利用线程池能够带来三个好处：

1. 降低资源消耗。减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。
2. 提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。
3. 提高线程的可管理性。可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)。

7.3 线程池的使用

Java里面线程池的顶级接口是java.util.concurrent.Executor，但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池，而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是java.util.concurrent.ExecutorService。

要配置一个线程池是比较复杂的，尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下，很有可能配置的线程池不是较优的，因此在java.util.concurrent.Executors线程工厂类里面提供了一些静态工厂，生成一些常用的线程池。官方建议使用Executors工程类来创建线程池对象。

Executors类中有个创建线程池的方法如下：

• public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)：返回线程池对象。(创建的是有界线程池,也就是池中的线程个数可以指定最大数量)

获取到了一个线程池ExecutorService 对象，那么怎么使用呢，在这里定义了一个使用线程池对象的方法如下：

• public Future submit(Runnable task):获取线程池中的某一个线程对象，并执行

  Future接口：用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。线程池创建与使用。

使用线程池中线程对象的步骤：

1. 创建线程池对象。
2. 创建Runnable接口子类对象。(task)
3. 提交Runnable接口子类对象。(take task)
4. 关闭线程池(一般不做)。

Runnable实现类代码：

public class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("我要一个教练");
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("教练来了： " + Thread.currentThread().getName());
        System.out.println("教我游泳,交完后，教练回到了游泳池");
    }
}

线程池测试类：

public class ThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程池对象
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(2);//包含2个线程对象
        // 创建Runnable实例对象
        MyRunnable r = new MyRunnable();

        //自己创建线程对象的方式
        // Thread t = new Thread(r);
        // t.start(); ---> 调用MyRunnable中的run()

        // 从线程池中获取线程对象,然后调用MyRunnable中的run()
        service.submit(r);
        // 再获取个线程对象，调用MyRunnable中的run()
        service.submit(r);
        service.submit(r);
        // 注意：submit方法调用结束后，程序并不终止，是因为线程池控制了线程的关闭。
        // 将使用完的线程又归还到了线程池中
        // 关闭线程池
        //service.shutdown();
    }
}

八、Lambda表达式

8.1 函数式编程思想概述

在数学中，函数就是有输入量、输出量的一套计算方案，也就是“拿什么东西做什么事情”。相对而言，面向对象过分强调“必须通过对象的形式来做事情”，而函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法——强调做什么，而不是以什么形式做。

面向对象的思想:
​ 做一件事情,找一个能解决这个事情的对象,调用对象的方法,完成事情.

函数式编程思想:
​ 只要能获取到结果,谁去做的,怎么做的都不重要,重视的是结果,不重视过程

8.2 冗余的Runnable代码

1.传统写法

当需要启动一个线程去完成任务时，通常会通过java.lang.Runnable接口来定义任务内容，并使用java.lang.Thread类来启动该线程。代码如下：

public class Demo01Runnable {
	public static void main(String[] args) {
    	// 匿名内部类
		Runnable task = new Runnable() {
			@Override
			public void run() { // 覆盖重写抽象方法
				System.out.println("多线程任务执行！");
			}
		};
		new Thread(task).start(); // 启动线程
	}
}

本着“一切皆对象”的思想，这种做法是无可厚非的：首先创建一个Runnable接口的匿名内部类对象来指定任务内容，再将其交给一个线程来启动。

2.代码分析

对于Runnable的匿名内部类用法，可以分析出几点内容：

• Thread类需要Runnable接口作为参数，其中的抽象run方法是用来指定线程任务内容的核心；
• 为了指定run的方法体，不得不需要Runnable接口的实现类；
• 为了省去定义一个RunnableImpl实现类的麻烦，不得不使用匿名内部类；
• 必须覆盖重写抽象run方法，所以方法名称、方法参数、方法返回值不得不再写一遍，且不能写错；
• 而实际上，似乎只有方法体才是关键所在。

8.3 编程思想转换

1.做什么，而不是怎么做

我们真的希望创建一个匿名内部类对象吗？不。我们只是为了做这件事情而不得不创建一个对象。我们真正希望做的事情是：将run方法体内的代码传递给Thread类知晓。

传递一段代码——这才是我们真正的目的。而创建对象只是受限于面向对象语法而不得不采取的一种手段方式。那，有没有更加简单的办法？如果我们将关注点从“怎么做”回归到“做什么”的本质上，就会发现只要能够更好地达到目的，过程与形式其实并不重要。

2.生活举例

当我们需要从北京到上海时，可以选择高铁、汽车、骑行或是徒步。我们的真正目的是到达上海，而如何才能到达上海的形式并不重要，所以我们一直在探索有没有比高铁更好的方式——搭乘飞机。

而现在这种飞机（甚至是飞船）已经诞生：2014年3月Oracle所发布的Java 8（JDK 1.8）中，加入了Lambda表达式的重量级新特性，为我们打开了新世界的大门。

8.4 体验Lambda的更优写法

借助Java 8的全新语法，上述Runnable接口的匿名内部类写法可以通过更简单的Lambda表达式达到等效：

public class Demo02LambdaRunnable {
	public static void main(String[] args) {
		new Thread(() -> System.out.println("多线程任务执行！")).start(); // 启动线程
	}
}

这段代码和刚才的执行效果是完全一样的，可以在1.8或更高的编译级别下通过。从代码的语义中可以看出：我们启动了一个线程，而线程任务的内容以一种更加简洁的形式被指定。

不再有“不得不创建接口对象”的束缚，不再有“抽象方法覆盖重写”的负担，就是这么简单！

8.5 回顾匿名内部类

Lambda是怎样击败面向对象的？在上例中，核心代码其实只是如下所示的内容：

() -> System.out.println("多线程任务执行！")

为了理解Lambda的语义，我们需要从传统的代码起步。

1.使用实现类

要启动一个线程，需要创建一个Thread类的对象并调用start方法。而为了指定线程执行的内容，需要调用Thread类的构造方法：

• public Thread(Runnable target)

为了获取Runnable接口的实现对象，可以为该接口定义一个实现类RunnableImpl：

public class RunnableImpl implements Runnable {
	@Override
	public void run() {
		System.out.println("多线程任务执行！");
	}
}

然后创建该实现类的对象作为Thread类的构造参数：

public class Demo03ThreadInitParam {
	public static void main(String[] args) {
		Runnable task = new RunnableImpl();
		new Thread(task).start();
	}
}

2.使用匿名内部类

这个RunnableImpl类只是为了实现Runnable接口而存在的，而且仅被使用了唯一一次，所以使用匿名内部类的语法即可省去该类的单独定义，即匿名内部类：

public class Demo04ThreadNameless {
	public static void main(String[] args) {
		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				System.out.println("多线程任务执行！");
			}
		}).start();
	}
}

3.匿名内部类的好处与弊端

一方面，匿名内部类可以帮我们省去实现类的定义；另一方面，匿名内部类的语法——确实太复杂了！

4.语义分析

仔细分析该代码中的语义，Runnable接口只有一个run方法的定义：

• public abstract void run();

即制定了一种做事情的方案（其实就是一个函数）：

• 无参数：不需要任何条件即可执行该方案。
• 无返回值：该方案不产生任何结果。
• 代码块（方法体）：该方案的具体执行步骤。

同样的语义体现在Lambda语法中，要更加简单：

() -> System.out.println("多线程任务执行！")

• 前面的一对小括号即run方法的参数（无），代表不需要任何条件；
• 中间的一个箭头代表将前面的参数传递给后面的代码；
• 后面的输出语句即业务逻辑代码。

8.6 Lambda标准格式

Lambda省去面向对象的条条框框，格式由3个部分组成：

• 一些参数
• 一个箭头
• 一段代码

Lambda表达式的标准格式为：

(参数类型 参数名称) -> { 代码语句 }

格式说明：

• 小括号内的语法与传统方法参数列表一致：无参数则留空；多个参数则用逗号分隔。
• ->是新引入的语法格式，代表指向动作。
• 大括号内的语法与传统方法体要求基本一致。

8.7 练习：使用Lambda标准格式（无参无返回）

1.题目

给定一个厨子Cook接口，内含唯一的抽象方法makeFood，且无参数、无返回值。如下：

public interface Cook {
    void makeFood();
}

在下面的代码中，请使用Lambda的标准格式调用invokeCook方法，打印输出“吃饭啦！”字样：

public class Demo05InvokeCook {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO 请在此使用Lambda【标准格式】调用invokeCook方法
    }

    private static void invokeCook(Cook cook) {
        cook.makeFood();
    }
}

解答

public static void main(String[] args) {
    invokeCook(() -> {
      	System.out.println("吃饭啦！");
    });
}

备注：小括号代表Cook接口makeFood抽象方法的参数为空，大括号代表makeFood的方法体。

8.8 Lambda的参数和返回值

需求:
    使用数组存储多个Person对象
    对数组中的Person对象使用Arrays的sort方法通过年龄进行升序排序

下面举例演示java.util.Comparator接口的使用场景代码，其中的抽象方法定义为：

• public abstract int compare(T o1, T o2);

当需要对一个对象数组进行排序时，Arrays.sort方法需要一个Comparator接口实例来指定排序的规则。假设有一个Person类，含有String name和int age两个成员变量：

public class Person { 
    private String name;
    private int age;
    
    // 省略构造器、toString方法与Getter Setter 
}

1.传统写法

如果使用传统的代码对Person[]数组进行排序，写法如下：

import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;

public class Demo06Comparator {
    public static void main(String[] args) {
      	// 本来年龄乱序的对象数组
        Person[] array = {
        	new Person("古力娜扎", 19),
        	new Person("迪丽热巴", 18),
       		new Person("马尔扎哈", 20) };

      	// 匿名内部类
        Comparator<Person> comp = new Comparator<Person>() {
            @Override
            public int compare(Person o1, Person o2) {
                return o1.getAge() - o2.getAge();
            }
        };
        Arrays.sort(array, comp); // 第二个参数为排序规则，即Comparator接口实例

        for (Person person : array) {
            System.out.println(person);
        }
    }
}

这种做法在面向对象的思想中，似乎也是“理所当然”的。其中Comparator接口的实例（使用了匿名内部类）代表了“按照年龄从小到大”的排序规则。

2.代码分析

下面我们来搞清楚上述代码真正要做什么事情。

• 为了排序，Arrays.sort方法需要排序规则，即Comparator接口的实例，抽象方法compare是关键；
• 为了指定compare的方法体，不得不需要Comparator接口的实现类；
• 为了省去定义一个ComparatorImpl实现类的麻烦，不得不使用匿名内部类；
• 必须覆盖重写抽象compare方法，所以方法名称、方法参数、方法返回值不得不再写一遍，且不能写错；
• 实际上，只有参数和方法体才是关键。

3.Lambda写法

import java.util.Arrays;

public class Demo07ComparatorLambda {
    public static void main(String[] args) {
        Person[] array = {
          	new Person("古力娜扎", 19),
          	new Person("迪丽热巴", 18),
          	new Person("马尔扎哈", 20) };

        Arrays.sort(array, (Person a, Person b) -> {
          	return a.getAge() - b.getAge();
        });

        for (Person person : array) {
            System.out.println(person);
        }
    }
}

8.9 练习：使用Lambda标准格式（有参有返回）

1.题目

给定一个计算器Calculator接口，内含抽象方法calc可以将两个int数字相加得到和值：

public interface Calculator {
    int calc(int a, int b);
}

在下面的代码中，请使用Lambda的标准格式调用invokeCalc方法，完成120和130的相加计算：

public class Demo08InvokeCalc {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO 请在此使用Lambda【标准格式】调用invokeCalc方法来计算120+130的结果ß
    }

    private static void invokeCalc(int a, int b, Calculator calculator) {
        int result = calculator.calc(a, b);
        System.out.println("结果是：" + result);
    }
}

2.解答

public static void main(String[] args) {
    invokeCalc(120, 130, (int a, int b) -> {
      	return a + b;
    });
}

备注：小括号代表Calculator接口calc抽象方法的参数，大括号代表calc的方法体。

8.10 Lambda省略格式

1.可推导即可省略

Lambda强调的是“做什么”而不是“怎么做”，所以凡是可以根据上下文推导得知的信息，都可以省略。例如上例还可以使用Lambda的省略写法：

public static void main(String[] args) {
  	invokeCalc(120, 130, (a, b) -> a + b);
}

2.省略规则

在Lambda标准格式的基础上，使用省略写法的规则为：

1. 小括号内参数的类型可以省略；
2. 如果小括号内有且仅有一个参，则小括号可以省略；
3. 如果大括号内有且仅有一个语句，则无论是否有返回值，都可以省略大括号、return关键字及语句分号。

备注：掌握这些省略规则后，请对应地回顾本章开头的多线程案例。

8.11 练习：使用Lambda省略格式

1.题目

仍然使用前文含有唯一makeFood抽象方法的厨子Cook接口，在下面的代码中，请使用Lambda的省略格式调用invokeCook方法，打印输出“吃饭啦！”字样：

public class Demo09InvokeCook {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO 请在此使用Lambda【省略格式】调用invokeCook方法
    }

    private static void invokeCook(Cook cook) {
        cook.makeFood();
    }
}

2.解答

public static void main(String[] args) {
  	invokeCook(() -> System.out.println("吃饭啦！"));
}

8.12 Lambda的使用前提

Lambda的语法非常简洁，完全没有面向对象复杂的束缚。但是使用时有几个问题需要特别注意：

1. 使用Lambda必须具有接口，且要求接口中有且仅有一个抽象方法。
   无论是JDK内置的Runnable、Comparator接口还是自定义的接口，只有当接口中的抽象方法存在且唯一时，才可以使用Lambda。
2. 使用Lambda必须具有上下文推断。
   也就是方法的参数或局部变量类型必须为Lambda对应的接口类型，才能使用Lambda作为该接口的实例。

备注：有且仅有一个抽象方法的接口，称为“函数式接口”。

九、File类

9.1 概述

java.io.File 类是文件和目录路径名的抽象表示，主要用于文件和目录的创建、查找和删除等操作。

9.2 构造方法

• public File(String pathname) ：通过将给定的路径名字符串转换为抽象路径名来创建新的 File实例。
• public File(String parent, String child) ：从父路径名字符串和子路径名字符串创建新的 File实例。
• public File(File parent, String child) ：从父抽象路径名和子路径名字符串创建新的 File实例。
• 构造举例，代码如下：

// 文件路径名
String pathname = "D:\\aaa.txt";
File file1 = new File(pathname); 
// 文件路径名
String pathname2 = "D:\\aaa\\bbb.txt";
File file2 = new File(pathname2); 
// 通过父路径和子路径字符串
 String parent = "d:\\aaa";
 String child = "bbb.txt";
 File file3 = new File(parent, child);
// 通过父级File对象和子路径字符串
File parentDir = new File("d:\\aaa");
String child = "bbb.txt";
File file4 = new File(parentDir, child);

小贴士：

1. 一个File对象代表硬盘中实际存在的一个文件或者目录。
2. 无论该路径下是否存在文件或者目录，都不影响File对象的创建。

9.3 常用方法

1.获取功能的方法

• public String getAbsolutePath() ：返回此File的绝对路径名字符串。

• public String getPath() ：将此File转换为路径名字符串。

• public String getName() ：返回由此File表示的文件或目录的名称。

• public long length() ：返回由此File表示的文件的长度。

  方法演示，代码如下：

  public class FileGet {
      public static void main(String[] args) {
          File f = new File("d:/aaa/bbb.java");     
          System.out.println("文件绝对路径:"+f.getAbsolutePath());
          System.out.println("文件构造路径:"+f.getPath());
          System.out.println("文件名称:"+f.getName());
          System.out.println("文件长度:"+f.length()+"字节");
  
          File f2 = new File("d:/aaa");     
          System.out.println("目录绝对路径:"+f2.getAbsolutePath());
          System.out.println("目录构造路径:"+f2.getPath());
          System.out.println("目录名称:"+f2.getName());
          System.out.println("目录长度:"+f2.length());
      }
  }
  输出结果：
  文件绝对路径:d:\aaa\bbb.java
  文件构造路径:d:\aaa\bbb.java
  文件名称:bbb.java
  文件长度:636字节
  
  目录绝对路径:d:\aaa
  目录构造路径:d:\aaa
  目录名称:aaa
  目录长度:4096
  

API中说明：length()，表示文件的长度。但是File对象表示目录，则返回值未指定。

2.绝对路径和相对路径

• 绝对路径：从盘符开始的路径，这是一个完整的路径。
• 相对路径：相对于项目目录的路径，这是一个便捷的路径，开发中经常使用。

public class FilePath {
    public static void main(String[] args) {
      	// D盘下的bbb.java文件
        File f = new File("D:\\bbb.java");
        System.out.println(f.getAbsolutePath());
      	
		// 项目下的bbb.java文件
        File f2 = new File("bbb.java");
        System.out.println(f2.getAbsolutePath());
    }
}
输出结果：
D:\bbb.java
D:\idea_project_test4\bbb.java

3.判断功能的方法

• public boolean exists() ：此File表示的文件或目录是否实际存在。
• public boolean isDirectory() ：此File表示的是否为目录。
• public boolean isFile() ：此File表示的是否为文件。

方法演示，代码如下：

public class FileIs {
    public static void main(String[] args) {
        File f = new File("d:\\aaa\\bbb.java");
        File f2 = new File("d:\\aaa");
      	// 判断是否存在
        System.out.println("d:\\aaa\\bbb.java 是否存在:"+f.exists());
        System.out.println("d:\\aaa 是否存在:"+f2.exists());
      	// 判断是文件还是目录
        System.out.println("d:\\aaa 文件?:"+f2.isFile());
        System.out.println("d:\\aaa 目录?:"+f2.isDirectory());
    }
}
输出结果：
d:\aaa\bbb.java 是否存在:true
d:\aaa 是否存在:true
d:\aaa 文件?:false
d:\aaa 目录?:true

4.创建删除功能的方法

• public boolean createNewFile() ：当且仅当具有该名称的文件尚不存在时，创建一个新的空文件。
• public boolean delete() ：删除由此File表示的文件或目录。
• public boolean mkdir() ：创建由此File表示的目录。
• public boolean mkdirs() ：创建由此File表示的目录，包括任何必需但不存在的父目录。

方法演示，代码如下：

public class FileCreateDelete {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 文件的创建
        File f = new File("aaa.txt");
        System.out.println("是否存在:"+f.exists()); // false
        System.out.println("是否创建:"+f.createNewFile()); // true
        System.out.println("是否存在:"+f.exists()); // true
		
     	// 目录的创建
      	File f2= new File("newDir");	
        System.out.println("是否存在:"+f2.exists());// false
        System.out.println("是否创建:"+f2.mkdir());	// true
        System.out.println("是否存在:"+f2.exists());// true

		// 创建多级目录
      	File f3= new File("newDira\\newDirb");
        System.out.println(f3.mkdir());// false
        File f4= new File("newDira\\newDirb");
        System.out.println(f4.mkdirs());// true
      
      	// 文件的删除
       	System.out.println(f.delete());// true
      
      	// 目录的删除
        System.out.println(f2.delete());// true
        System.out.println(f4.delete());// false
    }
}

API中说明：delete方法，如果此File表示目录，则目录必须为空才能删除。

9.4 目录的遍历

• public String[] list() ：返回一个String数组，表示该File目录中的所有子文件或目录。
• public File[] listFiles() ：返回一个File数组，表示该File目录中的所有的子文件或目录。

public class FileFor {
    public static void main(String[] args) {
        File dir = new File("d:\\java_code");
      
      	//获取当前目录下的文件以及文件夹的名称。
		String[] names = dir.list();
		for(String name : names){
			System.out.println(name);
		}
        //获取当前目录下的文件以及文件夹对象，只要拿到了文件对象，那么就可以获取更多信息
        File[] files = dir.listFiles();
        for (File file : files) {
            System.out.println(file);
        }
    }
}

小贴士：
调用listFiles方法的File对象，表示的必须是实际存在的目录，否则返回null，无法进行遍历。

十、递归

10.1 概述

• 递归：指在当前方法内调用自己的这种现象。

• 递归的分类:

  • 递归分为两种，直接递归和间接递归。
  • 直接递归称为方法自身调用自己。
  • 间接递归可以A方法调用B方法，B方法调用C方法，C方法调用A方法。

• 注意事项：

  • 递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，否则会发生栈内存溢出。
  • 在递归中虽然有限定条件，但是递归次数不能太多。否则也会发生栈内存溢出。
  • 构造方法,禁止递归

public class Demo01DiGui {
	public static void main(String[] args) {
		// a();
		b(1);
	}
	/*
	 * 3.构造方法,禁止递归
	 * 编译报错:构造方法是创建对象使用的,不能让对象一直创建下去
	 */
	public Demo01DiGui() {
		//Demo01DiGui();
	}


	/*
	 * 2.在递归中虽然有限定条件，但是递归次数不能太多。否则也会发生栈内存溢出。
	 * 4993
	 * 	Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
	 */
	private static void b(int i) {
		System.out.println(i);
		//添加一个递归结束的条件,i==5000的时候结束
		if(i==5000){
			return;//结束方法
		}
		b(++i);
	}

	/*
	 * 1.递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，否则会发生栈内存溢出。 Exception in thread "main"
	 * java.lang.StackOverflowError
	 */
	private static void a() {
		System.out.println("a方法");
		a();
	}
}

10.2 递归累加求和

1.计算1 ~ n的和

分析：num的累和 = num + (num-1)的累和，所以可以把累和的操作定义成一个方法，递归调用。

实现代码：

public class DiGuiDemo {
	public static void main(String[] args) {
		//计算1~num的和，使用递归完成
		int num = 5;
      	// 调用求和的方法
		int sum = getSum(num);
      	// 输出结果
		System.out.println(sum);
		
	}
  	/*
  	  通过递归算法实现.
  	  参数列表:int 
  	  返回值类型: int 
  	*/
	public static int getSum(int num) {
      	/* 
      	   num为1时,方法返回1,
      	   相当于是方法的出口,num总有是1的情况
      	*/
		if(num == 1){
			return 1;
		}
      	/*
          num不为1时,方法返回 num +(num-1)的累和
          递归调用getSum方法
        */
		return num + getSum(num-1);
	}
}

代码执行图解

小贴士：递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，次数不要太多，否则会发生栈内存溢出。

10.3 递归求阶乘

• 阶乘：所有小于及等于该数的正整数的积。

n的阶乘：n! = n * (n-1) *...* 3 * 2 * 1 

分析：这与累和类似,只不过换成了乘法运算，学员可以自己练习，需要注意阶乘值符合int类型的范围。

推理得出：n! = n * (n-1)!

代码实现：

public class DiGuiDemo {
  	//计算n的阶乘，使用递归完成
    public static void main(String[] args) {
        int n = 3;
      	// 调用求阶乘的方法
        int value = getValue(n);
      	// 输出结果
        System.out.println("阶乘为:"+ value);
    }
	/*
  	  通过递归算法实现.
  	  参数列表:int 
  	  返回值类型: int 
  	*/
    public static int getValue(int n) {
      	// 1的阶乘为1
        if (n == 1) {
            return 1;
        }
      	/*
      	  n不为1时,方法返回 n! = n*(n-1)!
          递归调用getValue方法
      	*/
        return n * getValue(n - 1);
    }
}

10.4 递归打印多级目录

分析：多级目录的打印，就是当目录的嵌套。遍历之前，无从知道到底有多少级目录，所以我们还是要使用递归实现。

代码实现：

public class DiGuiDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
      	// 创建File对象
        File dir  = new File("D:\\aaa");
      	// 调用打印目录方法
        printDir(dir);
    }

    public static void  printDir(File dir) {
      	// 获取子文件和目录
        File[] files = dir.listFiles();
      	// 循环打印
      	/*
      	  判断:
      	  当是文件时,打印绝对路径.
      	  当是目录时,继续调用打印目录的方法,形成递归调用.
      	*/
        for (File file : files) {
    		// 判断
            if (file.isFile()) {
              	// 是文件,输出文件绝对路径
                System.out.println("文件名:"+ file.getAbsolutePath());
            } else {
              	// 是目录,输出目录绝对路径
                System.out.println("目录:"+file.getAbsolutePath());
              	// 继续遍历,调用printDir,形成递归
                printDir(file);
            }
        }
    }
}

十一、综合案例

11.1 文件搜索

搜索D:\aaa 目录中的.java 文件。

分析：

1. 目录搜索，无法判断多少级目录，所以使用递归，遍历所有目录。
2. 遍历目录时，获取的子文件，通过文件名称，判断是否符合条件。

代码实现：

public class DiGuiDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建File对象
        File dir  = new File("D:\\aaa");
      	// 调用打印目录方法
        printDir(dir);
    }

    public static void printDir(File dir) {
      	// 获取子文件和目录
        File[] files = dir.listFiles();
      	
      	// 循环打印
        for (File file : files) {
            if (file.isFile()) {
              	// 是文件，判断文件名并输出文件绝对路径
                if (file.getName().endsWith(".java")) {
                    System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
                }
            } else {
                // 是目录，继续遍历,形成递归
                printDir(file);
            }
        }
    }
}

11.2 文件过滤器优化

java.io.FileFilter是一个接口，是File的过滤器。 该接口的对象可以传递给File类的listFiles(FileFilter) 作为参数， 接口中只有一个方法。

boolean accept(File pathname) ：测试pathname是否应该包含在当前File目录中，符合则返回true。

分析：

1. 接口作为参数，需要传递子类对象，重写其中方法。我们选择匿名内部类方式，比较简单。
2. accept方法，参数为File，表示当前File下所有的子文件和子目录。保留住则返回true，过滤掉则返回false。保留规则：
   1. 要么是.java文件。
   2. 要么是目录，用于继续遍历。
3. 通过过滤器的作用，listFiles(FileFilter)返回的数组元素中，子文件对象都是符合条件的，可以直接打印。

代码实现：

public class DiGuiDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        File dir = new File("D:\\aaa");
        printDir2(dir);
    }
  
    public static void printDir2(File dir) {
      	// 匿名内部类方式,创建过滤器子类对象
        File[] files = dir.listFiles(new FileFilter() {
            @Override
            public boolean accept(File pathname) {
                return pathname.getName().endsWith(".java")||pathname.isDirectory();
            }
        });
      	// 循环打印
        for (File file : files) {
            if (file.isFile()) {
                System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
            } else {
                printDir2(file);
            }
        }
    }
}      

11.3 Lambda优化

分析：FileFilter是只有一个方法的接口，因此可以用lambda表达式简写。

lambda格式：

()->{ }

代码实现：

public static void printDir3(File dir) {
  	// lambda的改写
    File[] files = dir.listFiles(f ->{ 
      	return f.getName().endsWith(".java") || f.isDirectory(); 
    });
  	
	// 循环打印
    for (File file : files) {
        if (file.isFile()) {
            System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
      	} else {
        	printDir3(file);
      	}
    }
}