Java的异常和线程

Java的异常和线程异常

异常：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。异常机制其实是帮助我们找到程序中的问题，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 。

Throwable体系：
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。
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。

Throwable中的常用方法：
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)。

public class DemoException {
    public static void main(String[] args)  {
        //Exception:编译期异常,进行编译(写代码)java程序出现的问题
        

        //RuntimeException:运行期异常,java程序运行过程中出现的问题
        

        
        //int[] arr = new int[1024*1024*1024];
        //必须修改代码,创建的数组小一点
        int[] arr = new int[1024*1024];
        System.out.println("后续代码");
    }
}

抛出异常throw

*
    throw关键字
    作用:
        可以使用throw关键字在指定的方法中抛出指定的异常
    使用格式:
        throw new xxxException("异常产生的原因");
    注意:
        1.throw关键字必须写在方法的内部
        2.throw关键字后边new的对象必须是Exception或者Exception的子类对象
        3.throw关键字抛出指定的异常对象,我们就必须处理这个异常对象
            throw关键字后边创建的是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译异常(写代码的时候报错),我们就必须处理这个异常,要么throws,要么try...catch
 */
public class DemoThrow {
    public static void main(String[] args) {
        //int[] arr = null;
        int[] arr = new int[3];
        int e = getElement(arr,3);
        System.out.println(e);
    }
    
    public static int getElement(int[] arr,int index){
        
        if(arr == null){
            throw new NullPointerException("传递的数组的值是null");
        }

        
        if(index<0 || index>arr.length-1){
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("传递的索引超出了数组的使用范围");
        }

        int ele = arr[index];
        return ele;
    }
}

Object抛出异常

import java.util.Objects;


public class DemoObjects {
    public static void main(String[] args) {
        method(null);
    }

    public static void method(Object obj){
        //对传递过来的参数进行合法性判断,判断是否为null
        

        //Objects.requireNonNull(obj);
        Objects.requireNonNull(obj,"传递的对象的值是null");
    }
}

声明异常throws

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;


public class DemoThrows {
    
    //public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException,IOException {
    //public static void main(String[] args) throws IOException {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        readFile("c:\a.tx");

        System.out.println("后续代码");
    }

    
    public static void readFile(String fileName) throws FileNotFoundException,IOException{
        if(!fileName.equals("c:\a.txt")){
            throw new FileNotFoundException("传递的文件路径不是c:\a.txt");
        }

        
        if(!fileName.endsWith(".txt")){
            throw new IOException("文件的后缀名不对");
        }

        System.out.println("路径没有问题,读取文件");
    }
}

异常捕获try…catch

import java.io.IOException;


public class DemoTryCatch {
    public static void main(String[] args) {
        try{
            //可能产生异常的代码
            readFile("d:\a.tx");
            System.out.println("资源释放");
        }catch (IOException e){//try中抛出什么异常对象,catch就定义什么异常变量,用来接收这个异常对象
            //异常的处理逻辑,异常异常对象之后,怎么处理异常对象
            //System.out.println("catch - 传递的文件后缀不是.txt");

            
            //System.out.println(e.getMessage());//文件的后缀名不对
            //System.out.println(e.toString());//重写Object类的toString java.io.IOException: 文件的后缀名不对
            //System.out.println(e);//java.io.IOException: 文件的后缀名不对

            
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("后续代码");
    }

    
    public static void readFile(String fileName) throws IOException {

        if(!fileName.endsWith(".txt")){
            throw new IOException("文件的后缀名不对");
        }

        System.out.println("路径没有问题,读取文件");
    }
}

代码块 finally

public class Demo02TryCatchFinally {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //可能会产生异常的代码
            readFile("c:\a.tx");
        } catch (IOException e) {
            //异常的处理逻辑
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //无论是否出现异常,都会执行
            System.out.println("资源释放");
        }
    }

    
    public static void readFile(String fileName) throws IOException {

        if(!fileName.endsWith(".txt")){
            throw new IOException("文件的后缀名不对");
        }

        System.out.println("路径没有问题,读取文件");
    }
}

类中异常

public class Fu {
    public void show01() throws NullPointerException,ClassCastException{}
    public void show02() throws IndexOutOfBoundsException{}
    public void show03() throws IndexOutOfBoundsException{}
    public void show04() throws Exception {}
}

class Zi extends Fu{
    //子类重写父类方法时,抛出和父类相同的异常
    public void show01() throws NullPointerException,ClassCastException{}
    //子类重写父类方法时,抛出父类异常的子类
    public void show02() throws ArrayIndexOutOfBoundsException{}
    //子类重写父类方法时,不抛出异常
    public void show03() {}

    
    //public void show04() throws Exception{}

    //此时子类产生该异常，只能捕获处理，不能声明抛出
    public void show04()  {
        try {
            throw  new Exception("编译期异常");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

多线程

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）

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

Thread创建线程类

//1.创建一个Thread类的子类
public class MyThread extends Thread{
    //2.在Thread类的子类中重写Thread类中的run方法,设置线程任务(开启线程要做什么?)
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <20 ; i++) {
            System.out.println("run:"+i);
        }
    }
}


public class DemoThread {
    public static void main(String[] args) {
        //3.创建Thread类的子类对象
        MyThread mt = new MyThread();
        //4.调用Thread类中的方法start方法,开启新的线程,执行run方法
        mt.start();

        for (int i = 0; i <20 ; i++) {
            System.out.println("main:"+i);
        }
    }
}

Ruable创建线程类

//1.创建一个Runnable接口的实现类
public class RunnableImpl implements Runnable{
    //2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <20 ; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i);
        }
    }
}
//1.创建一个Runnable接口的实现类
public class RunnableImpl2 implements Runnable{
    //2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <20 ; i++) {
            System.out.println("HelloWorld"+i);
        }
    }
}

public class DemoRunnable {
    public static void main(String[] args) {
        //3.创建一个Runnable接口的实现类对象
        RunnableImpl run = new RunnableImpl();
        //4.创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象
        //Thread t = new Thread(run);//打印线程名称
        Thread t = new Thread(new RunnableImpl2());//打印HelloWorld
        //5.调用Thread类中的start方法,开启新的线程执行run方法
        t.start();

        for (int i = 0; i <20 ; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i);
        }
    }
}

线程中常用的方法

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。

// 定义一个Thread类的子类
public class MyThread extends Thread{
    //重写Thread类中的run方法,设置线程任务
    @Override
    public void run() {
        //获取线程名称
        //String name = getName();
        //System.out.println(name);

        //Thread t = Thread.currentThread();
        //System.out.println(t);//Thread[Thread-0,5,main]
        //String name = t.getName();
        //System.out.println(name);

        //链式编程
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}
public class DemoGetThreadName {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Thread类的子类对象
        MyThread mt = new MyThread();
        //调用start方法,开启新线程,执行run方法
        mt.start();

        new MyThread().start();
        new MyThread().start();

        //链式编程
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

public class MyThread extends Thread{

    public MyThread(){}

    public MyThread(String name){
        super(name);//把线程名称传递给父类,让父类(Thread)给子线程起一个名字
    }

    @Override
    public void run() {
        //获取线程的名称
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}
public class DemoSetThreadName {
    public static void main(String[] args) {
        //开启多线程
        MyThread mt = new MyThread();
        mt.setName("小强");
        mt.start();

        //开启多线程
        new MyThread("旺财").start();
    }
}

public class DemoSleep {
    public static void main(String[] args) {
        //模拟秒表
        for (int i = 1; i <=60 ; i++) {
            System.out.println(i);

            //使用Thread类的sleep方法让程序睡眠1秒钟
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

匿名内部创建线程

public class DemoInnerClassThread {
    public static void main(String[] args) {
        //线程的父类是Thread
        // new MyThread().start();
        new Thread(){
            //重写run方法,设置线程任务
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i <20 ; i++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"黑马");
                }
            }
        }.start();

        //线程的接口Runnable
        //Runnable r = new RunnableImpl();//多态
        Runnable r = new Runnable(){
            //重写run方法,设置线程任务
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i <20 ; i++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"程序员");
                }
            }
        };
        new Thread(r).start();

        //简化接口的方式
        new Thread(new Runnable(){
            //重写run方法,设置线程任务
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i <20 ; i++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"传智播客");
                }
            }
        }).start();
    }
}

线程安全-同步代码块

public class RunnableImpl implements Runnable{
    //定义一个多个线程共享的票源
    private  int ticket = 100;

    //创建一个锁对象
    Object obj = new Object();

    //设置线程任务:卖票
    @Override
    public void run() {
        //使用死循环,让卖票操作重复执行
        while(true){
           //同步代码块
            synchronized (obj){
                //先判断票是否存在
                if(ticket>0){
                    //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    //票存在,卖票 ticket--
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票");
                    ticket--;
                }
            }
        }
    }
}


public class DemoTicket {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Runnable接口的实现类对象
        RunnableImpl run = new RunnableImpl();
        //创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象
        Thread t0 = new Thread(run);
        Thread t1 = new Thread(run);
        Thread t2 = new Thread(run);
        //调用start方法开启多线程
        t0.start();
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

线程安全 - 同步方法

public class RunnableImpl implements Runnable{
    //定义一个多个线程共享的票源
    private static int ticket = 100;

    //设置线程任务:卖票
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("this:"+this);//this:com.itheima.demo08.Synchronized.RunnableImpl@58ceff1
        //使用死循环,让卖票操作重复执行
        while(true){
            payTicketStatic();
        }
    }

    
    public static  void payTicketStatic(){
        synchronized (RunnableImpl.class){
            //先判断票是否存在
            if(ticket>0){
                //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                //票存在,卖票 ticket--
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票");
                ticket--;
            }
        }

    }

    
    public  void payTicket(){
        synchronized (this){
            //先判断票是否存在
            if(ticket>0){
                //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                //票存在,卖票 ticket--
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票");
                ticket--;
            }
        }

    }
}

public class DemoTicket {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Runnable接口的实现类对象
        RunnableImpl run = new RunnableImpl();
        System.out.println("run:"+run);//run:com.itheima.demo08.Synchronized.RunnableImpl@58ceff1
        //创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象
        Thread t0 = new Thread(run);
        Thread t1 = new Thread(run);
        Thread t2 = new Thread(run);
        //调用start方法开启多线程
        t0.start();
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

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

public class RunnableImpl implements Runnable{
    //定义一个多个线程共享的票源
    private  int ticket = 100;

    //1.在成员位置创建一个ReentrantLock对象
    Lock l = new ReentrantLock();

    //设置线程任务:卖票
    @Override
    public void run() {
        //使用死循环,让卖票操作重复执行
        while(true){
            //2.在可能会出现安全问题的代码前调用Lock接口中的方法lock获取锁
            l.lock();

            //先判断票是否存在
            if(ticket>0){
                //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠
                try {
                    Thread.sleep(10);
                    //票存在,卖票 ticket--
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票");
                    ticket--;
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }finally {
                    //3.在可能会出现安全问题的代码后调用Lock接口中的方法unlock释放锁
                    l.unlock();//无论程序是否异常,都会把锁释放
                }
            }
        }
    }
    
    public class DemoTicket {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Runnable接口的实现类对象
        RunnableImpl run = new RunnableImpl();
        //创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象
        Thread t0 = new Thread(run);
        Thread t1 = new Thread(run);
        Thread t2 = new Thread(run);
        //调用start方法开启多线程
        t0.start();
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

线程之间的通信

public class DemoWaitAndNotify {
    public static void main(String[] args) {
        //创建锁对象,保证唯一
        Object obj = new Object();
        // 创建一个顾客线程(消费者)
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
               //一直等着买包子
               while(true){
                   //保证等待和唤醒的线程只能有一个执行,需要使用同步技术
                   synchronized (obj){
                       System.out.println("告知老板要的包子的种类和数量");
                       //调用wait方法,放弃cpu的执行,进入到WAITING状态(无限等待)
                       try {
                           obj.wait();
                       } catch (InterruptedException e) {
                           e.printStackTrace();
                       }
                       //唤醒之后执行的代码
                       System.out.println("包子已经做好了,开吃!");
                       System.out.println("---------------------------------------");
                   }
               }
            }
        }.start();

        //创建一个老板线程(生产者)
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                //一直做包子
                while (true){
                    //花了5秒做包子
                    try {
                        Thread.sleep(5000);//花5秒钟做包子
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    //保证等待和唤醒的线程只能有一个执行,需要使用同步技术
                    synchronized (obj){
                        System.out.println("老板5秒钟之后做好包子,告知顾客,可以吃包子了");
                        //做好包子之后,调用notify方法,唤醒顾客吃包子
                        obj.notify();
                    }
                }
            }
        }.start();
    }
}

public class DemoWaitAndNotify {
    public static void main(String[] args) {
        //创建锁对象,保证唯一
        Object obj = new Object();
        // 创建一个顾客线程(消费者)
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                //一直等着买包子
                while(true){
                    //保证等待和唤醒的线程只能有一个执行,需要使用同步技术
                    synchronized (obj){
                        System.out.println("顾客1告知老板要的包子的种类和数量");
                        //调用wait方法,放弃cpu的执行,进入到WAITING状态(无限等待)
                        try {
                            obj.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        //唤醒之后执行的代码
                        System.out.println("包子已经做好了,顾客1开吃!");
                        System.out.println("---------------------------------------");
                    }
                }
            }
        }.start();

        // 创建一个顾客线程(消费者)
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                //一直等着买包子
                while(true){
                    //保证等待和唤醒的线程只能有一个执行,需要使用同步技术
                    synchronized (obj){
                        System.out.println("顾客2告知老板要的包子的种类和数量");
                        //调用wait方法,放弃cpu的执行,进入到WAITING状态(无限等待)
                        try {
                            obj.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        //唤醒之后执行的代码
                        System.out.println("包子已经做好了,顾客2开吃!");
                        System.out.println("---------------------------------------");
                    }
                }
            }
        }.start();

        //创建一个老板线程(生产者)
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                //一直做包子
                while (true){
                    //花了5秒做包子
                    try {
                        Thread.sleep(5000);//花5秒钟做包子
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    //保证等待和唤醒的线程只能有一个执行,需要使用同步技术
                    synchronized (obj){
                        System.out.println("老板5秒钟之后做好包子,告知顾客,可以吃包子了");
                        //做好包子之后,调用notify方法,唤醒顾客吃包子
                        //obj.notify();//如果有多个等待线程,随机唤醒一个
                        obj.notifyAll();//唤醒所有等待的线程
                    }
                }
            }
        }.start();
    }
}

线程池

public class RunnableImpl implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"创建了一个新的线程执行");
    }
}

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;


public class DemoThreadPool {
    public static void main(String[] args) {
        //1.使用线程池的工厂类Executors里边提供的静态方法newFixedThreadPool生产一个指定线程数量的线程池
        ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2);
        //3.调用ExecutorService中的方法submit,传递线程任务(实现类),开启线程,执行run方法
        es.submit(new RunnableImpl());//pool-1-thread-1创建了一个新的线程执行
        //线程池会一直开启,使用完了线程,会自动把线程归还给线程池,线程可以继续使用
        es.submit(new RunnableImpl());//pool-1-thread-1创建了一个新的线程执行
        es.submit(new RunnableImpl());//pool-1-thread-2创建了一个新的线程执行

        //4.调用ExecutorService中的方法shutdown销毁线程池(不建议执行)
        es.shutdown();

        es.submit(new RunnableImpl());//抛异常,线程池都没有了,就不能获取线程了
    }

}

Lambda表达式

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。

Lambda的使用

public class DemoLambda {
    public static void main(String[] args) {
        //使用匿名内部类的方式,实现多线程
        new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 新线程创建了");
            }
        }).start();

        //使用Lambda表达式,实现多线程
        new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 新线程创建了");
            }
        ).start();

        //优化省略Lambda
        new Thread(()->System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 新线程创建了")).start();
    }
}

public class RunnableImpl implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 新线程创建了");
    }
}

Lambda且无参数、无返回值

public interface Cook {
    //定义无参数无返回值的方法makeFood
    public abstract void makeFood();
}

public class DemoCook {
    public static void main(String[] args) {
        //调用invokeCook方法,参数是Cook接口,传递Cook接口的匿名内部类对象
        invokeCook(new Cook() {
            @Override
            public void makeFood() {
                System.out.println("吃饭了");
            }
        });

        //使用Lambda表达式,简化匿名内部类的书写
        invokeCook(()->{
            System.out.println("吃饭了");
        });

        //优化省略Lambda
        invokeCook(()-> System.out.println("吃饭了"));
    }

    //定义一个方法,参数传递Cook接口,方法内部调用Cook接口中的方法makeFood
    public static void invokeCook(Cook cook){
        cook.makeFood();
    }
}

Lambda有参数，有返回值

import java.util.Arrays;


public class DemoArrays {
    public static void main(String[] args) {
        //使用数组存储多个Person对象
        Person[] arr = {
                new Person("张三",38),
                new Person("李四",18),
                new Person("王二",19)
        };

        //对数组中的Person对象使用Arrays的sort方法通过年龄进行升序(前边-后边)排序
        

        //使用Lambda表达式,简化匿名内部类
        Arrays.sort(arr,(Person o1, Person o2)->{
            return o1.getAge()-o2.getAge();
        });

        //优化省略Lambda
        Arrays.sort(arr,(o1, o2)->o1.getAge()-o2.getAge());

        //遍历数组
        for (Person p : arr) {
            System.out.println(p);
        }
    }
}

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + ''' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

Java的异常和线程

Java相关栏目本月热门文章