Java(279-298)【异常、线程】

1、异常的概念&异常的体系

异常，就是不正常的意思。在生活中:医生说,你的身体某个部位有异常,该部位和正常相比有点不同,该部位的功能将 受影响.在程序中的意思就是：
异常 ：指的是程序在执行过程中，出现的非正常的情况，终会导致JVM的非正常停止。

2、异常的分类

public class Demo01Exception {
    public static void main(String[] args) /*throws ParseException*/ {
        //Exception:编译期异常,进行编译(写代码)java程序出现的问题
        /*SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");//用来格式化日期
        Date date = null;
        try {
            date = sdf.parse("1999-0909");//把字符串格式的日期,解析为Date格式的日期
        } catch (ParseException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(date);*/

        //RuntimeException:运行期异常,java程序运行过程中出现的问题
        /*int[] arr = {1,2,3};
        //System.out.println(arr[0]);
        try {
            //可能会出现异常的代码
            System.out.println(arr[3]);
        }catch(Exception e){
            //异常的处理逻辑
            System.out.println(e);
        }*/

        /*
            Error:错误
            OutOfMemoryError: Java heap space
            内存溢出的错误,创建的数组太大了,超出了给JVM分配的内存
         */
        //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");
    }
}

3、异常产生的过程

package com.itheima.demo01.Exception;
/*
    异常的产生过程解析(分析异常的怎么产生的,如何处理异常)
 */
public class Demo02Exception {
    public static void main(String[] args) {
        //创建int类型的数组,并赋值
        int[] arr = {1,2,3};
        int e = getElement(arr,3);
        System.out.println(e);
    }

    /*
        定义一个方法,获取数组指定索引处的元素
        参数:
            int[] arr
            int index
     */
    public static int getElement(int[] arr,int index){
        int ele = arr[index];
        return ele;
    }
}

4、throw关键字

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

NullPointerException

ArrayIndexOutOfBoundsException数组越界异常

运行期异常不用处理

public class Demo03Throw {
    public static void main(String[] args) {
        //int[] arr = null;
        int[] arr = new int[3];
        int e = getElement(arr,3);
        System.out.println(e);
    }
    /*
        定义一个方法,获取数组指定索引处的元素
        参数:
            int[] arr
            int index
        以后(工作中)我们首先必须对方法传递过来的参数进行合法性校验
        如果参数不合法,那么我们就必须使用抛出异常的方式,告知方法的调用者,传递的参数有问题
        注意:
            NullPointerException是一个运行期异常,我们不用处理,默认交给JVM处理
            ArrayIndexOutOfBoundsException是一个运行期异常,我们不用处理,默认交给JVM处理
     */
    public static int getElement(int[] arr,int index){
        /*
            我们可以对传递过来的参数数组,进行合法性校验
            如果数组arr的值是null
            那么我们就抛出空指针异常,告知方法的调用者"传递的数组的值是null"
         */
        if(arr == null){
            throw new NullPointerException("传递的数组的值是null");
        }

        /*
            我们可以对传递过来的参数index进行合法性校验
            如果index的范围不在数组的索引范围内
            那么我们就抛出数组索引越界异常,告知方法的调用者"传递的索引超出了数组的使用范围"
         */
        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;
    }
}

5、Objects非空判断

Obects类中的静态方法
public static <T> T requireNonNull(T obj):查看指定引用对象不是null。
源码:
    public static <T> T requireNonNull(T obj) {
        if (obj == null)
            throw new NullPointerException();
        return obj;
    }

public class Demo04Objects {
    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
        /*if(obj == null){
            throw new NullPointerException("传递的对象的值是null");
        }*/

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

6、throws关键字

throws关键字:异常处理的第一种方式,交给别人处理
作用:
    当方法内部抛出异常对象的时候,那么我们就必须处理这个异常对象
    可以使用throws关键字处理异常对象,会把异常对象声明抛出给方法的调用者处理(自己不处理,给别人处理),最终交给JVM处理-->中断处理
使用格式:在方法声明时使用
    修饰符 返回值类型 方法名(参数列表) throws AAAExcepiton,BBBExcepiton...{
        throw new AAAExcepiton("产生原因");
        throw new BBBExcepiton("产生原因");
        ...
    }
注意:

1.throws关键字必须写在方法声明处

2.throws关键字后边声明的异常必须是Exception或者是Exception的子类

3.方法内部如果抛出了多个异常对象,那么throws后边必须也声明多个异常，如果抛出的多个异常对象有子父类关系,那么直接声明父类异常即可

4.调用了一个声明抛出异常的方法,我们就必须的处理声明的异常，要么继续使用throws声明抛出,交给方法的调用者处理,最终交给JVM 要么try...catch自己处理异常

public class Demo05Throws {
    /*
        FileNotFoundException extends IOException extends Excepiton
        如果抛出的多个异常对象有子父类关系,那么直接声明父类异常即可
     */
    //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");
    }

    /*
        定义一个方法,对传递的文件路径进行合法性判断
        如果路径不是"c:\\a.txt",那么我们就抛出文件找不到异常对象,告知方法的调用者
        注意:
            FileNotFoundException是编译异常,抛出了编译异常,就必须处理这个异常
            可以使用throws继续声明抛出FileNotFoundExc eption这个异常对象,让方法的调用者处理
     */
    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");
        }

        /*
            如果传递的路径,不是.txt结尾
            那么我们就抛出IO异常对象,告知方法的调用者,文件的后缀名不对

         */
        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");
    }
}

7、try_catch异常处理的第二种方式

try...catch:异常处理的第二种方式,自己处理异常
格式:
    try{
        可能产生异常的代码
    }catch(定义一个异常的变量,用来接收try中抛出的异常对象){
        异常的处理逻辑,异常异常对象之后,怎么处理异常对象
        一般在工作中,会把异常的信息记录到一个日志中
    }
    ...
    catch(异常类名 变量名){

    }
注意:
    1.try中可能会抛出多个异常对象,那么就可以使用多个catch来处理这些异常对象
    2.如果try中产生了异常,那么就会执行catch中的异常处理逻辑,执行完毕catch中的处理逻辑,继续执行try...catch之后的代码
      如果try中没有产生异常,那么就不会执行catch中异常的处理逻辑,执行完try中的代码,继续执行try...catch之后的代码

public class Demo01TryCatch {
    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");

            /*
                Throwable类中定义了3个异常处理的方法
                 String getMessage() 返回此 throwable 的简短描述。
                 String toString() 返回此 throwable 的详细消息字符串。
                 void printStackTrace()  JVM打印异常对象,默认此方法,打印的异常信息是最全面的
             */
            //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

            /*
                java.io.IOException: 文件的后缀名不对
                    at com.itheima.demo02.Exception.Demo01TryCatch.readFile(Demo01TryCatch.java:55)
                    at com.itheima.demo02.Exception.Demo01TryCatch.main(Demo01TryCatch.java:27)
             */
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("后续代码");
    }

    /*
       如果传递的路径,不是.txt结尾
       那么我们就抛出IO异常对象,告知方法的调用者,文件的后缀名不对

    */
    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");
    }
}

8、Throwable类中3个异常处理的方法

String getMessage() 返回此 throwable 的简短描述。

String toString() 返回此 throwable 的详细消息字符串。

void printStackTrace()  JVM打印异常对象,默认此方法,打印的异常信息是最全面的

9、finally代码块

格式:
   try{
        可能产生异常的代码
    }catch(定义一个异常的变量,用来接收try中抛出的异常对象){
        异常的处理逻辑,异常异常对象之后,怎么处理异常对象
        一般在工作中,会把异常的信息记录到一个日志中
    }
    ...
    catch(异常类名 变量名){

    }finally{
        无论是否出现异常都会执行
    }
注意:
    1.finally不能单独使用,必须和try一起使用
    2.finally一般用于资源释放(资源回收),无论程序是否出现异常,最后都要资源释放(IO)

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");
        }
    }

    /*
    如果传递的路径,不是.txt结尾
       那么我们就抛出IO异常对象,告知方法的调用者,文件的后缀名不对

    */
    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");
    }
}

10、异常的注意事项——捕获

   2、 一个try多个catch注意事项:
        catch里边定义的异常变量,如果有子父类关系,那么子类的异常变量必须写在上边,否则就会报错
        ArrayIndexOutOfBoundsException extends IndexOutOfBoundsException
        因为多态

/*
    异常的注意事项
 */
public class Demo01Exception {
    public static void main(String[] args) {
        /*
            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。
         */

        //1. 多个异常分别处理。
       /* try {
            int[] arr = {1,2,3};
            System.out.println(arr[3]);//ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
        }catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
            System.out.println(e);
        }

        try{
            List<Integer> list = List.of(1, 2, 3);
            System.out.println(list.get(3));//IndexOutOfBoundsException: Index 3 out-of-bounds for length 3
        }catch (IndexOutOfBoundsException e){
            System.out.println(e);
        }*/

        //2. 多个异常一次捕获，多次处理。
        /*try {
            int[] arr = {1,2,3};
            //System.out.println(arr[3]);//ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
            List<Integer> list = List.of(1, 2, 3);
            System.out.println(list.get(3));//IndexOutOfBoundsException: Index 3 out-of-bounds for length 3
        }catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
            System.out.println(e);
        }catch (IndexOutOfBoundsException e){
            System.out.println(e);
        }*/

        /*
            一个try多个catch注意事项:
                catch里边定义的异常变量,如果有子父类关系,那么子类的异常变量必须写在上边,否则就会报错
                ArrayIndexOutOfBoundsException extends IndexOutOfBoundsException
                因为
         */
        /*try {
            int[] arr = {1,2,3};
            //System.out.println(arr[3]);//ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
            List<Integer> list = List.of(1, 2, 3);
            System.out.println(list.get(3));//IndexOutOfBoundsException: Index 3 out-of-bounds for length 3
        }catch (IndexOutOfBoundsException e){
            System.out.println(e);
        }catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
            System.out.println(e);
        }*/

        //3. 多个异常一次捕获一次处理。
        /*try {
            int[] arr = {1,2,3};
            //System.out.println(arr[3]);//ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
            List<Integer> list = List.of(1, 2, 3);
            System.out.println(list.get(3));//IndexOutOfBoundsException: Index 3 out-of-bounds for length 3
        }catch (Exception e){
            System.out.println(e);
        }*/

        //运行时异常被抛出可以不处理。即不捕获也不声明抛出。
        //默认给虚拟机处理,终止程序,什么时候不抛出运行时异常了,在来继续执行程序
        int[] arr = {1,2,3};
        System.out.println(arr[3]);//ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
        List<Integer> list = List.of(1, 2, 3);
        System.out.println(list.get(3));//IndexOutOfBoundsException: Index 3 out-of-bounds for length 3

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

11、异常注意事项——finally有return语句

/*
    如果finally有return语句,永远返回finally中的结果,避免该情况.
 */
public class Demo02Exception {
    public static void main(String[] args) {
        int a = getA();
        System.out.println(a);//100
    }

    //定义一个方法,返回变量a的值
    public static int getA(){
        int a = 10;
        try{
            return a;
        }catch (Exception e){
            System.out.println(e);
        }finally {
            //一定会执行的代码
            a = 100;
            return a;
        }

    }
}

12、异常注意事项——子父类异常

子父类的异常:
    - 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
注意:
    父类异常时什么样,子类异常就什么样

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() {}

    /*
        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。

     */
    //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();
        }
    }
}

13、自定义异常

自定义异常类:
        java提供的异常类,不够我们使用,需要自己定义一些异常类
    格式:
        public class XXXExcepiton extends Exception | RuntimeException{
            添加一个空参数的构造方法
            添加一个带异常信息的构造方法
        }
     注意:
        1.自定义异常类一般都是以Exception结尾,说明该类是一个异常类
        2.自定义异常类,必须的继承Exception或者RuntimeException
            继承Exception:那么自定义的异常类就是一个编译期异常,如果方法内部抛出了编译期异常,就必须处理这个异常,要么throws,要么try...catch
            继承RuntimeException:那么自定义的异常类就是一个运行期异常,无需处理,交给虚拟机处理(中断处理)

class RegisterException extends /*Exception*/ RuntimeException{
    //添加一个空参数的构造方法
    public RegisterException(){
        super();
    }

    /*
        添加一个带异常信息的构造方法
        查看源码发现,所有的异常类都会有一个带异常信息的构造方法,方法内部会调用父类带异常信息的构造方法,让父类来处理这个异常信息
     */
    public RegisterException(String message){
        super(message);
    }
}

14、自定义异常类的练习

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。

分析:
    1.使用数组保存已经注册过的用户名(数据库)
    2.使用Scanner获取用户输入的注册   的用户名(前端,页面)
    3.定义一个方法,对用户输入的中注册的用户名进行判断
        遍历存储已经注册过用户名的数组,获取每一个用户名
        使用获取到的用户名和用户输入的用户名比较
            true:
                用户名已经存在,抛出RegisterException异常,告知用户"亲，该用户名已经被注册";
            false:
                继续遍历比较
        如果循环结束了,还没有找到重复的用户名,提示用户"恭喜您,注册成功!";

public class Demo01RegisterException {
    // 1.使用数组保存已经注册过的用户名(数据库)
    static String[] usernames = {"张三","李四","王五"};

    public static void main(String[] args) /*throws RegisterException*/ {
        //2.使用Scanner获取用户输入的注册的用户名(前端,页面)
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入您要注册的用户名:");
        String username = sc.next();
        checkUsername(username);

    }

    //3.定义一个方法,对用户输入的中注册的用户名进行判断
    public static void checkUsername(String username) /*throws RegisterException*/ {
        //遍历存储已经注册过用户名的数组,获取每一个用户名
        for (String name : usernames) {
            //使用获取到的用户名和用户输入的用户名比较
            if(name.equals(username)){
                //true:用户名已经存在,抛出RegisterException异常,告知用户"亲，该用户名已经被注册";
                try {
                    throw new RegisterException("亲，该用户名已经被注册");
                } catch (RegisterException e) {
                    e.printStackTrace();
                    return; //结束方法
                }
            }
        }

        //如果循环结束了,还没有找到重复的用户名,提示用户"恭喜您,注册成功!";
        System.out.println("恭喜您,注册成功!");
    }
}

用return结束方法不然会继续执行到后面语句

运行期异常

public class Demo02RegisterException {
    // 1.使用数组保存已经注册过的用户名(数据库)
    static String[] usernames = {"张三","李四","王五"};

    public static void main(String[] args) {
        //2.使用Scanner获取用户输入的注册的用户名(前端,页面)
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入您要注册的用户名:");
        String username = sc.next();
        checkUsername(username);

    }

    //3.定义一个方法,对用户输入的中注册的用户名进行判断
    public static void checkUsername(String username)  {
        //遍历存储已经注册过用户名的数组,获取每一个用户名
        for (String name : usernames) {
            //使用获取到的用户名和用户输入的用户名比较
            if(name.equals(username)){
                //true:用户名已经存在,抛出RegisterException异常,告知用户"亲，该用户名已经被注册";
                throw new RegisterException("亲，该用户名已经被注册");//抛出运行期异常,无需处理,交给JVM处理,中断处理
            }
        }

        //如果循环结束了,还没有找到重复的用户名,提示用户"恭喜您,注册成功!";
        System.out.println("恭喜您,注册成功!");
    }
}

15、多线程

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）。

16、进程概念

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。

17、线程的概念

四核心8线程

可以同时运行8个任务

18、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。

19、主线程

主线程:执行主(main)方法的线程

单线程程序:java程序中只有一个线程
执行从main方法开始,从上到下依次执行

JVM执行main方法,main方法会进入到栈内存
JVM会找操作系统开辟一条main方法通向cpu的执行路径
cpu就可以通过这个路径来执行main方法
而这个路径有一个名字,叫main(主)线程

public class Demo01MainThread {
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("小强");
        p1.run();
        System.out.println(0/0);//ArithmeticException: / by zero
        Person p2 = new Person("旺财");
        p2.run();
    }
}

20、创建多线程的JAVA程序

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 Demo01Thread {
    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);
        }
    }
}