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day05：【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; 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。好 比感冒、阑尾炎。 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)。 异常 (Exception)的分类:根据在编译时期还是运行时期去检查异常? 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) Java异常处理的五个关键字：try、catch、finally、throw、throws 抛出异常throw： 1. 创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。 2. 需要将这个异常对象告知给调用者。怎么告知呢？怎么将这个异常对象传递到调用者处呢？通过关键字throw就可以完成。throw 异常对象。 注意：throw关键字，只能抛throwable类以及它子类（错误和异常） 使用格式：hrow new 异常类名(参数); 例如：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"); 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，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…{ } 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。 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。 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。 异常注意事项 1、运行时异常被抛出可以不处理。即不捕获也不声明抛出。 2、如果父类抛出了多个异常 ,子类覆盖父类方法时,只能抛出相同的异常或者是他的子集。 3、父类方法没有抛出异常，子类覆盖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。 4、当多异常处理时，捕获处理，前边的类不能是后边类的父类 5、在 try/catch后可以追加finally代码块，其中的代码一定会被执行，通常用于资源回收。 6、如果 finally有return语句,永远返回finally中的结果,避免该情况。 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 。 day06：【线程、线程同步、线程状态】 并发与并行 并行 ：指两个或多个事件在同一时刻发生（同时发生）。 并发 ：指两个或多个事件在同一个时间段内发生。 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 ：进程内部的一个独立执行单元；一个进程可以同时并发的运行多个线程，可以理解为一个进程便相当于一个单 CPU 操作系统，而线程便是这个系统中运行的多个任务。 进程与线程的区别 进程：有独立的内存空间，进程中的数据存放空间（堆空间和栈空间）是独立的，至少有一个线程。 线程：堆空间是共享的，栈空间是独立的，线程消耗的资源比进程小的多。 注意： 1. 因为一个进程中的多个线程是并发运行的，那么从微观角度看也是有先后顺序的，哪个线程执行完全取决于CPU 的调度，程序员是干涉不了的。而这也就造成的多线程的随机性。 2. Java 程序的进程里面至少包含两个线程，主进程也就是 main()方法线程，另外一个是垃圾回收机制线程。每当使用 java 命令执行一个类时，实际上都会启动一个 JVM，每一个 JVM 实际上就是在操作系统中启动了一个线程，java 本身具备了垃圾的收集机制，所以在 Java 运行时至少会启动两个线程。 3. 由于创建一个线程的开销比创建一个进程的开销小的多，那么我们在开发多任务运行的时候，通常考虑创建多线程，而不是创建多进程。 创建线程类Thread 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。 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() :返回对当前方法所处的线程对象。（重点） 创建线程方式一： 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 创建线程方式二：采用 java.lang.Runnable，需要重写run方法即可。（线程任务类） 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。 注意：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。 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。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。 Thread 和Runnable的区别 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，代码和数据独立。 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。 线程安全： 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。 线程同步： Java中提供了同步机制(synchronized)来解决； 1 . 同步代码块。 2. 同步方法。 3. 锁机制。 同步代码块 ：synchronized 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。 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 } 同步方法里的同步锁是谁? 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)。 Lock 锁（锁机制）： 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接口，要使用它必须使用它的实现类ReentrantLock。 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。 线程状态（了解） 六种线程状态： NEW(新建)：线程刚被创建，但是并未启动。 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。 day07：【线程池、Lambda表达式】 等待唤醒机制—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。 wait/notify 就是线程间的一种协作机制。 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 3. notifyAll：则释放所通知对象的 wait set 上的全部线程。 注意：被唤醒的等待线程如果能获取锁，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。 线程池： 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。 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)。 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 。 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)。 Lambda表达式 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。 Lambda 标准格式：(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。 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。 Lambda 的使用前提 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。 备注：有且仅有一个抽象方法的接口，称为“函数式接口”。 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。
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