第六週
Day26
異常
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異常的概念
- 異常在運行過程中出現特殊的情況
- 異常處理的必要性：任何程序都可能存在大量的未知問題、錯誤；如果不對這些問題進行正確的處理，則可能導致程序的中斷，造成不必要的損失
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異常的分類
- Throwable:可拋出的，一切錯誤或異常的父類，位於java.lang包中。
- -Error:JVM 、硬件、執行邏輯錯誤，不能手動處理
- Exception：程序在運行和配置中產生的問題，可處理
- RuntimeException:運行時異常，可處理，可不處理
- CheckedException：受查異常，必須處理
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異常 的產生
- 自動拋出異常：當程序值在運行時遇到不規範的代碼或結果時，會產生異常
- 手動拋出異常：語法：throws new 異常類型（“實際參數”）
- 產生異常結果：相當於遇到return 語句。導致程序因異常而終止
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異常的傳遞
- 概念：按照方法的調用鏈反向傳遞。如果始終沒有處理異常，最終會由JVM進行默認異常處理（打印堆棧跟蹤信息）
- 受查異常： throws 聲明異常吧，修飾在方法參數列表後端
- 運行時異常：因可處理可不處理。無需聲明異常
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異常的處理
try {
可能出現異常的代碼
}catch(Exception e ){
異常處理的相關代碼，如 ：getMessage（）、printStackTrace()}finally{
無論是否出現異常，都需執行的代碼結構，常用於釋放資源
}
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常見異常處理結構
- try{} catch {}
- try{} catch{}catch{}
- try{} catch{}finally{}
- try{}catch{}catch{] finally{}
- try{} finally
- 注意：多重catch，遵循從子（小）到父（大）的順序，父類異常在最後
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自定義異常
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需繼承自ERxception 或Exception 的子類，常用RuntimeException
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必要提供的構造方法
- 無參數構造方法
- String message參數的構造方法
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方法的覆蓋
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帶有異常聲明的方法覆蓋
- 方法名、參數列表、返回值類型必須和父類相同
- 子類的訪問修飾符合父類相同或是比父類更寬
- 子類中的方法，不能拋出比父類更多、更寬的異常
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總結
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異常的概念：程序在運行過程中出現的特殊情況
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異常的分類
- RuntimeException:運行時異常、可處理、可不處理
- CheckedException:受查異常，必須處理
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異常的產生
- throw new 異常類型（“實際參數”）
- 相當於遇到return 語句，導致程序因異常而終止
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異常的傳遞
- 按照方法的調用鏈反向傳遞，如始終沒有處理異常，最終會由jvm 進行默認異常處理（打印堆棧跟蹤信息）
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異常的處理
- try{} catch{} finally{}
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帶有異常聲明的方法覆蓋：
- 子類中的方法，不能拋出比父類更多、更寬的異常
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Day27、Day28
多線程
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線程的概念
- 運行時的程序，才被稱爲進程
- 線程，又輕量級進程。程序中的一個順序控制流程，同時也是CPU的基本調度單位。進程由多個線程組成，彼此間完成不同的工作，交替執行，稱爲多線程
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線程的組成
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任何一個線程都具有基本的組成部分
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CPU時間片：操作系統會爲每個線程分配執行時間
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運行數據：
- 堆空間：存儲線程需使用的對象，多個線程可以共享堆中的對象
- 棧空間：存儲線程需使用的局部變量，每個線程都擁有獨立的棧
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邏輯代碼
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創建線程的方式
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創建線程的第一種方式
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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創建線程的第二種方式：
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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線程的狀態
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New 初始狀態
- 線程對象被創建，即爲初始狀態。只在堆中開闢內存，與常規對象無異
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Ready就緒狀態
- 調用start()之後，進入就緒狀態。等待OS選中，並分配時間片
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Running 運行狀態
- 獲得時間片之後，進入運行狀態，如果時間片到期，則返回到就緒狀態
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Terminated終止狀態
- 主線程main（）或獨立線程run（）結束，進入終止狀態， 並釋放持有的時間片
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常見方法
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休眠
- public static void sleep(long millis)
- 當前線程主動休眠millis毫秒
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放棄
- public static void yield
- 當前線程主動放棄時間片，回到就緒狀態你，競爭下一次時間片
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結合
- public final void join()
- 允許其他線程加入到當前線程中
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線程的安全
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需求
- A線程將“HeLlo”存入數組的第一空位；B線程將“world”存入數組的第一個空位
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線程不安全
- 當多線程併發訪問臨界資源時，如果破壞原子操作，可能會造成數據不一致
- 臨界資源：共享資源（同一對象），一次僅允許一個線程使用，纔可保證其正確性
- 原子操作：不可分割的多步操作，被視作一個整體，其順序和步驟不可打亂或缺省
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同步方式
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同步代碼塊
synchronized (臨界資源對象){//對臨界資源對象加鎖
// 代碼（原子操作）
}
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注意
- 每個對象都有一個互斥鎖標的標記，用來分配給線程的
- 只有擁有對象互斥鎖標記的線程，才能進入對該對象加鎖的同步代碼塊
- 線程退出同步代碼塊時，會釋放相應的互斥鎖標記
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同步方式2
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同步方法
synchronized 返回值類型 方法名稱（形參列表（））{// 對當前對象（this）加鎖
//代碼（原子操作）
}
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注
- 只有擁有對象互斥鎖標記的線程，才能進入該對象加鎖的同步方法中
- 線程退出同步方法時，會釋放相應的互斥鎖標記
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同步規則
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注意
- 只有在調用包含同步代碼的方法，或者同步方法時，才需要對象的鎖標記
- 如調用不包含同步代碼塊的方法，或普通方法時，則不需要鎖標記，可直接調用
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已知jdk 中線程安全的類
- StringBuffer
- Vector
- Hashtable
- 以上的類中的公開方法，均爲synchonized修飾的同步方法
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經典問題
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死鎖
- 當第一個線程擁有A對象鎖標記。並等待B對象鎖標記，同時第二個線程擁有B對象鎖標記，並等待 A 對象鎖標記時，產生死鎖
- 一個線程可以同時擁有多個對象的鎖標記，當線程阻塞時，不會釋放已經擁有的鎖標記，由此可能造成死鎖
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生產者、消費者
- 若干個生產者在生產產品，這些產品將提供若干消費者去消費，爲了使生產者和消費者能併發執行，在兩者之間設置一個能存儲多個產品的緩衝區，生產者將生產的產品放入緩衝區中，消費者從緩衝區中取走產品進行消費，顯然生產者和消費者之間必須保持同步，即不允許消費者到一個空的緩衝區中取產品，也不允許生產者向一個慢的緩衝區中放入產品
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線程通信
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等待
- public final void wait()
- public final void wait(long timeout)
- 必須在對obj 加鎖的同步代碼塊中。在一個線程中，調用obj.wait() 時。此線程會釋放其擁有的所有鎖標記。同時此線程阻塞在o 的等待隊列中。釋放 鎖，進入等待隊列
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通知
- public final void notify()
- public final void notifyAll()
- 必須在對obj 加鎖的同步代碼塊中。從obj 的Wating中釋放一個或全部線程。對自身沒有任何影響
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總結
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線程的創建
- 方式1：繼承Thread類
- 方式2：實現Runnable 接口（一個任務Task），傳入給Thread對象並執行
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線程安全
- 同步代碼塊：爲方法中的局部代碼（原子操作）加鎖
- 同步方法：爲方法中的所有代碼（原子操作）加鎖
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線程間的通信：
- wait(0 /wait(long timeout) 等待
- notify（）/notifyAll():通知
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線程池
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現有問題
- 線程是寶貴的內存資源、單個線程約佔1MB空間，過分分配易造成內存溢出。
- 頻繁的創建及銷燬線程會增加虛擬機回收效率、資源開銷，造成程序性能下降
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線程池
- 線程容器，可設定線程分配的數量上限
- 將預先創建的線程對象存入池中，並重用線程池中的線程對象
- 避免頻繁的創建和銷燬
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線程池原理
- 將任務提交給線程池，由線程池分配線程、運行任務，並在當前任務結束後複用線程
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獲取線程池
- 常用的線程池接口和類（所在包java.util.concurrent）
- Executor:線程池的頂級接口
- ExecutorService：線程池接口，可通過submit(Runnale task )提交任務代碼
- Executors工廠類：通過此類可以獲得此類可以獲得一個線程池
- 通過newFixedThreadPool(int nThreads)獲取固定數量的線程池。參數：指定線程池中線程的數量
- 通過newCachedThreadPool() 獲取動態數量的線程池，如不夠則創建新的，沒有上限
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Callable接口
public interface Callable{
public V call () throws Exception;
}
- JDK5加入，與Runnale 接口類似，實現之後代表一個線程任務
- Callable具有泛型返回值、可以聲明異常
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Future 接口
- 概念：異步接收ExecutorService.submit()所返回的狀態結果，當中包含了call() 返回值
- 方法： V get() 以阻塞形式等待Future中的異步處理結果（call() 的返回值）
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線程的同步
- 形容一次方法調用，同步一旦開始。調用者必須等待該方法返回，才能繼續
- 注意：單條路徑
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線程的異步
- 形容一次方法調用，異步一旦開始，像是一次消息傳遞，調用者告知之後立刻返回，二者競爭時間片，併發執行
- 注意：多條執行路徑
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Lock接口
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jdk5 加入，與synchronized 比較，顯示定義，結構更靈活
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提供更多實用性方法，功能更強大、性能更優越
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常用方法
- void lock（） // 獲取鎖，如鎖被佔用。則等待
- boolean tryLock() //嘗試獲取鎖（成功返回true。失敗返回false ,不阻塞）
- void unlocck() // 釋放鎖
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重入鎖
- ReentrantLock:Lock接口的實現類，與synchronized 一樣具有互斥鎖功能
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讀寫鎖
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ReentrantReadWriteLock
- 一種支持一寫多讀的同步鎖，讀寫分離，可分別分配讀鎖，寫鎖
- 支持多次分配讀鎖，使多個讀操作可以併發執行
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互斥規則
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寫-寫：
- 互斥，阻塞
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讀-寫
- 互斥，讀阻塞寫，寫阻塞讀
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讀-讀
- 不互斥、不阻塞
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在讀操作遠遠高於寫操作的環境中，可保障線程安全的情況下，提高運行效率
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day29,day30
<愛編碼的程序員> 這個微信公衆號有更多關於java知識的詳解
I/O 框架部分
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流的概念
- 內存與存儲設備之間傳輸數據的通道
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流的分類
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按方向
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輸入流：
- 將<存儲設備 >中的內容讀入到<內存>中
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輸出流
- 將<內存>中的內容寫入到<存儲設備>中
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按單位
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字符流
- 以字符爲單位，只能讀寫文本數據
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字節流
- 以字節爲單位，可以讀寫所有數據
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按功能
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節點流
- 具有實際傳輸數據的讀寫功能
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過濾流
- 在節點流的基礎之上增強功能
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字節流
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字節流的父類（抽象類）
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InputSteam:字節輸入流
- public int read（）[]
- public int read(byte[] b){}
- public int read(byte[] b ,int off ,int len){}
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outputStream:字節輸出流
- public void write(int n){}
- public void write(byte[] b ){}
- public void write(byte[] b ,int off,int len){}
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編碼方法
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字符流
-
File類
