第六周
Day26
异常
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异常的概念
- 异常在运行过程中出现特殊的情况
- 异常处理的必要性：任何程序都可能存在大量的未知问题、错误；如果不对这些问题进行正确的处理，则可能导致程序的中断，造成不必要的损失
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异常的分类
- Throwable:可抛出的，一切错误或异常的父类，位于java.lang包中。
- -Error:JVM 、硬件、执行逻辑错误，不能手动处理
- Exception：程序在运行和配置中产生的问题，可处理
- RuntimeException:运行时异常，可处理，可不处理
- CheckedException：受查异常，必须处理
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异常 的产生
- 自动抛出异常：当程序值在运行时遇到不规范的代码或结果时，会产生异常
- 手动抛出异常：语法：throws new 异常类型（“实际参数”）
- 产生异常结果：相当于遇到return 语句。导致程序因异常而终止
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异常的传递
- 概念：按照方法的调用链反向传递。如果始终没有处理异常，最终会由JVM进行默认异常处理（打印堆栈跟踪信息）
- 受查异常： throws 声明异常吧，修饰在方法参数列表后端
- 运行时异常：因可处理可不处理。无需声明异常
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异常的处理
try {
可能出现异常的代码
}catch(Exception e ){
异常处理的相关代码，如 ：getMessage（）、printStackTrace()}finally{
无论是否出现异常，都需执行的代码结构，常用于释放资源
}
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常见异常处理结构
- try{} catch {}
- try{} catch{}catch{}
- try{} catch{}finally{}
- try{}catch{}catch{] finally{}
- try{} finally
- 注意：多重catch，遵循从子（小）到父（大）的顺序，父类异常在最后
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自定义异常
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需继承自ERxception 或Exception 的子类，常用RuntimeException
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必要提供的构造方法
- 无参数构造方法
- String message参数的构造方法
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方法的覆盖
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带有异常声明的方法覆盖
- 方法名、参数列表、返回值类型必须和父类相同
- 子类的访问修饰符合父类相同或是比父类更宽
- 子类中的方法，不能抛出比父类更多、更宽的异常
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总结
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异常的概念：程序在运行过程中出现的特殊情况
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异常的分类
- RuntimeException:运行时异常、可处理、可不处理
- CheckedException:受查异常，必须处理
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异常的产生
- throw new 异常类型（“实际参数”）
- 相当于遇到return 语句，导致程序因异常而终止
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异常的传递
- 按照方法的调用链反向传递，如始终没有处理异常，最终会由jvm 进行默认异常处理（打印堆栈跟踪信息）
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异常的处理
- try{} catch{} finally{}
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带有异常声明的方法覆盖：
- 子类中的方法，不能抛出比父类更多、更宽的异常
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Day27、Day28
多线程
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线程的概念
- 运行时的程序，才被称为进程
- 线程，又轻量级进程。程序中的一个顺序控制流程，同时也是CPU的基本调度单位。进程由多个线程组成，彼此间完成不同的工作，交替执行，称为多线程
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线程的组成
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任何一个线程都具有基本的组成部分
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CPU时间片：操作系统会为每个线程分配执行时间
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运行数据：
- 堆空间：存储线程需使用的对象，多个线程可以共享堆中的对象
- 栈空间：存储线程需使用的局部变量，每个线程都拥有独立的栈
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逻辑代码
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创建线程的方式
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创建线程的第一种方式
public class TestCreateThread {
public static void main(String[] args){
MyThread t1 = new MyThread();
t1.start();}
}
class MyThread extends Thread{
public void run(){
for (int i = 1;i<=50;i++){System.out.println("MyThread:L"+i);}
}
}
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创建线程的第二种方式：
public class TestCreateThread{
public static void main(String [] args){MyRunnable mr = new MyRunnable();
Thread t2 = new Thread(mr);
t2.start();}
}class MyRunnale implements Runnnale {
public void run (){ for (int i = 1;i<=50;i++){ System.out.println("MyRunnale:"+i);}
}
}
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线程的状态
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New 初始状态
- 线程对象被创建，即为初始状态。只在堆中开辟内存，与常规对象无异
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Ready就绪状态
- 调用start()之后，进入就绪状态。等待OS选中，并分配时间片
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Running 运行状态
- 获得时间片之后，进入运行状态，如果时间片到期，则返回到就绪状态
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Terminated终止状态
- 主线程main（）或独立线程run（）结束，进入终止状态， 并释放持有的时间片
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常见方法
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休眠
- public static void sleep(long millis)
- 当前线程主动休眠millis毫秒
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放弃
- public static void yield
- 当前线程主动放弃时间片，回到就绪状态你，竞争下一次时间片
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结合
- public final void join()
- 允许其他线程加入到当前线程中
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线程的安全
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需求
- A线程将“HeLlo”存入数组的第一空位；B线程将“world”存入数组的第一个空位
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线程不安全
- 当多线程并发访问临界资源时，如果破坏原子操作，可能会造成数据不一致
- 临界资源：共享资源（同一对象），一次仅允许一个线程使用，才可保证其正确性
- 原子操作：不可分割的多步操作，被视作一个整体，其顺序和步骤不可打乱或缺省
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同步方式
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同步代码块
synchronized (临界资源对象){//对临界资源对象加锁
// 代码（原子操作）
}
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注意
- 每个对象都有一个互斥锁标的标记，用来分配给线程的
- 只有拥有对象互斥锁标记的线程，才能进入对该对象加锁的同步代码块
- 线程退出同步代码块时，会释放相应的互斥锁标记
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同步方式2
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同步方法
synchronized 返回值类型 方法名称（形参列表（））{// 对当前对象（this）加锁
//代码（原子操作）
}
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注
- 只有拥有对象互斥锁标记的线程，才能进入该对象加锁的同步方法中
- 线程退出同步方法时，会释放相应的互斥锁标记
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同步规则
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注意
- 只有在调用包含同步代码的方法，或者同步方法时，才需要对象的锁标记
- 如调用不包含同步代码块的方法，或普通方法时，则不需要锁标记，可直接调用
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已知jdk 中线程安全的类
- StringBuffer
- Vector
- Hashtable
- 以上的类中的公开方法，均为synchonized修饰的同步方法
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经典问题
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死锁
- 当第一个线程拥有A对象锁标记。并等待B对象锁标记，同时第二个线程拥有B对象锁标记，并等待 A 对象锁标记时，产生死锁
- 一个线程可以同时拥有多个对象的锁标记，当线程阻塞时，不会释放已经拥有的锁标记，由此可能造成死锁
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生产者、消费者
- 若干个生产者在生产产品，这些产品将提供若干消费者去消费，为了使生产者和消费者能并发执行，在两者之间设置一个能存储多个产品的缓冲区，生产者将生产的产品放入缓冲区中，消费者从缓冲区中取走产品进行消费，显然生产者和消费者之间必须保持同步，即不允许消费者到一个空的缓冲区中取产品，也不允许生产者向一个慢的缓冲区中放入产品
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线程通信
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等待
- public final void wait()
- public final void wait(long timeout)
- 必须在对obj 加锁的同步代码块中。在一个线程中，调用obj.wait() 时。此线程会释放其拥有的所有锁标记。同时此线程阻塞在o 的等待队列中。释放 锁，进入等待队列
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通知
- public final void notify()
- public final void notifyAll()
- 必须在对obj 加锁的同步代码块中。从obj 的Wating中释放一个或全部线程。对自身没有任何影响
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总结
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线程的创建
- 方式1：继承Thread类
- 方式2：实现Runnable 接口（一个任务Task），传入给Thread对象并执行
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线程安全
- 同步代码块：为方法中的局部代码（原子操作）加锁
- 同步方法：为方法中的所有代码（原子操作）加锁
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线程间的通信：
- wait(0 /wait(long timeout) 等待
- notify（）/notifyAll():通知
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线程池
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现有问题
- 线程是宝贵的内存资源、单个线程约占1MB空间，过分分配易造成内存溢出。
- 频繁的创建及销毁线程会增加虚拟机回收效率、资源开销，造成程序性能下降
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线程池
- 线程容器，可设定线程分配的数量上限
- 将预先创建的线程对象存入池中，并重用线程池中的线程对象
- 避免频繁的创建和销毁
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线程池原理
- 将任务提交给线程池，由线程池分配线程、运行任务，并在当前任务结束后复用线程
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获取线程池
- 常用的线程池接口和类（所在包java.util.concurrent）
- Executor:线程池的顶级接口
- ExecutorService：线程池接口，可通过submit(Runnale task )提交任务代码
- Executors工厂类：通过此类可以获得此类可以获得一个线程池
- 通过newFixedThreadPool(int nThreads)获取固定数量的线程池。参数：指定线程池中线程的数量
- 通过newCachedThreadPool() 获取动态数量的线程池，如不够则创建新的，没有上限
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Callable接口
public interface Callable{
public V call () throws Exception;
}
- JDK5加入，与Runnale 接口类似，实现之后代表一个线程任务
- Callable具有泛型返回值、可以声明异常
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Future 接口
- 概念：异步接收ExecutorService.submit()所返回的状态结果，当中包含了call() 返回值
- 方法： V get() 以阻塞形式等待Future中的异步处理结果（call() 的返回值）
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线程的同步
- 形容一次方法调用，同步一旦开始。调用者必须等待该方法返回，才能继续
- 注意：单条路径
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线程的异步
- 形容一次方法调用，异步一旦开始，像是一次消息传递，调用者告知之后立刻返回，二者竞争时间片，并发执行
- 注意：多条执行路径
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Lock接口
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jdk5 加入，与synchronized 比较，显示定义，结构更灵活
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提供更多实用性方法，功能更强大、性能更优越
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常用方法
- void lock（） // 获取锁，如锁被占用。则等待
- boolean tryLock() //尝试获取锁（成功返回true。失败返回false ,不阻塞）
- void unlocck() // 释放锁
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重入锁
- ReentrantLock:Lock接口的实现类，与synchronized 一样具有互斥锁功能
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读写锁
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ReentrantReadWriteLock
- 一种支持一写多读的同步锁，读写分离，可分别分配读锁，写锁
- 支持多次分配读锁，使多个读操作可以并发执行
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互斥规则
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写-写：
- 互斥，阻塞
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读-写
- 互斥，读阻塞写，写阻塞读
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读-读
- 不互斥、不阻塞
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在读操作远远高于写操作的环境中，可保障线程安全的情况下，提高运行效率
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day29,day30
<爱编码的程序员> 这个微信公众号有更多关于java知识的详解
I/O 框架部分
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流的概念
- 内存与存储设备之间传输数据的通道
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流的分类
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按方向
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输入流：
- 将<存储设备 >中的内容读入到<内存>中
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输出流
- 将<内存>中的内容写入到<存储设备>中
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按单位
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字符流
- 以字符为单位，只能读写文本数据
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字节流
- 以字节为单位，可以读写所有数据
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按功能
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节点流
- 具有实际传输数据的读写功能
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过滤流
- 在节点流的基础之上增强功能
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字节流
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字节流的父类（抽象类）
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InputSteam:字节输入流
- public int read（）[]
- public int read(byte[] b){}
- public int read(byte[] b ,int off ,int len){}
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outputStream:字节输出流
- public void write(int n){}
- public void write(byte[] b ){}
- public void write(byte[] b ,int off,int len){}
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编码方法
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字符流
-
File类
