復(fù)習(xí)Java異常處理_異常分類_自定義異常_線程

主要內(nèi)容

• 異常、線程

教學(xué)目標(biāo)

第一章 異常

1.1 異常概念

異常，就是不正常的意思。在生活中:醫(yī)生說,你的身體某個部位有異常,該部位和正常相比有點(diǎn)不同,該部位的功能將受影響.在程序中的意思就是：

• 異常 ：指的是程序在執(zhí)行過程中，出現(xiàn)的非正常的情況，最終會導(dǎo)致JVM的非正常停止。

在Java等面向?qū)ο蟮木幊陶Z言中，異常本身是一個類，產(chǎn)生異常就是創(chuàng)建異常對象并拋出了一個異常對象。Java處理異常的方式是中斷處理。

異常指的并不是語法錯誤,語法錯了,編譯不通過,不會產(chǎn)生字節(jié)碼文件,根本不能運(yùn)行.

1.2 異常體系

異常機(jī)制其實(shí)是幫助我們找到程序中的問題，異常的根類是java.lang.Throwable，其下有兩個子類：java.lang.Error與java.lang.Exception，平常所說的異常指java.lang.Exception。

Throwable體系：

• Error:嚴(yán)重錯誤Error，無法通過處理的錯誤，只能事先避免，好比絕癥。
• Exception:表示異常，異常產(chǎn)生后程序員可以通過代碼的方式糾正，使程序繼續(xù)運(yùn)行，是必須要處理的。好比感冒、闌尾炎。

Throwable中的常用方法：

• public void printStackTrace():打印異常的詳細(xì)信息。

  包含了異常的類型,異常的原因,還包括異常出現(xiàn)的位置,在開發(fā)和調(diào)試階段,都得使用printStackTrace。

• public String getMessage():獲取發(fā)生異常的原因。

  提示給用戶的時(shí)候,就提示錯誤原因。

• public String toString():獲取異常的類型和異常描述信息(不用)。

出現(xiàn)異常,不要緊張,把異常的簡單類名,拷貝到API中去查。

1.3 異常分類

我們平常說的異常就是指Exception，因?yàn)檫@類異常一旦出現(xiàn)，我們就要對代碼進(jìn)行更正，修復(fù)程序。

異常(Exception)的分類:根據(jù)在編譯時(shí)期還是運(yùn)行時(shí)期去檢查異常?

• 編譯時(shí)期異常:checked異常。在編譯時(shí)期,就會檢查,如果沒有處理異常,則編譯失敗。(如日期格式化異常)
• 運(yùn)行時(shí)期異常:runtime異常。在運(yùn)行時(shí)期,檢查異常.在編譯時(shí)期,運(yùn)行異常不會編譯器檢測(不報(bào)錯)。(如數(shù)學(xué)異常)

1.4 異常的產(chǎn)生過程解析

先運(yùn)行下面的程序，程序會產(chǎn)生一個數(shù)組索引越界異常ArrayIndexOfBoundsException。我們通過圖解來解析下異常產(chǎn)生的過程。

工具類

public class ArrayTools {// 對給定的數(shù)組通過給定的角標(biāo)獲取元素。public static int getElement(int[] arr, int index) {int element = arr[index];return element;} }

測試類

public class ExceptionDemo {public static void main(String[] args) {int[] arr = { 34, 12, 67 };intnum = ArrayTools.getElement(arr, 4)System.out.println("num=" + num);System.out.println("over");} }

上述程序執(zhí)行過程圖解：

第二章 異常的處理

Java異常處理的五個關(guān)鍵字：try、catch、finally、throw、throws

2.1 拋出異常throw

在編寫程序時(shí)，我們必須要考慮程序出現(xiàn)問題的情況。比如，在定義方法時(shí)，方法需要接受參數(shù)。那么，當(dāng)調(diào)用方法使用接受到的參數(shù)時(shí)，首先需要先對參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行合法的判斷，數(shù)據(jù)若不合法，就應(yīng)該告訴調(diào)用者，傳遞合法的數(shù)據(jù)進(jìn)來。這時(shí)需要使用拋出異常的方式來告訴調(diào)用者。

在java中，提供了一個throw關(guān)鍵字，它用來拋出一個指定的異常對象。那么，拋出一個異常具體如何操作呢？

創(chuàng)建一個異常對象。封裝一些提示信息(信息可以自己編寫)。

需要將這個異常對象告知給調(diào)用者。怎么告知呢？怎么將這個異常對象傳遞到調(diào)用者處呢？通過關(guān)鍵字throw就可以完成。throw 異常對象。

throw用在方法內(nèi)，用來拋出一個異常對象，將這個異常對象傳遞到調(diào)用者處，并結(jié)束當(dāng)前方法的執(zhí)行。

使用格式：

throw new 異常類名(參數(shù));

例如：

throw new NullPointerException("要訪問的arr數(shù)組不存在");throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("該索引在數(shù)組中不存在，已超出范圍");

學(xué)習(xí)完拋出異常的格式后，我們通過下面程序演示下throw的使用。

public class ThrowDemo {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建一個數(shù)組 int[] arr = {2,4,52,2};//根據(jù)索引找對應(yīng)的元素 int index = 4;int element = getElement(arr, index);System.out.println(element);System.out.println("over");}/** 根據(jù) 索引找到數(shù)組中對應(yīng)的元素*/public static int getElement(int[] arr,int index){ //判斷 索引是否越界if(index<0 || index>arr.length-1){/*判斷條件如果滿足，當(dāng)執(zhí)行完throw拋出異常對象后，方法已經(jīng)無法繼續(xù)運(yùn)算。這時(shí)就會結(jié)束當(dāng)前方法的執(zhí)行，并將異常告知給調(diào)用者。這時(shí)就需要通過異常來解決。 */throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("哥們，角標(biāo)越界了~~~");}int element = arr[index];return element;} }

注意：如果產(chǎn)生了問題，我們就會throw將問題描述類即異常進(jìn)行拋出，也就是將問題返回給該方法的調(diào)用者。

那么對于調(diào)用者來說，該怎么處理呢？一種是進(jìn)行捕獲處理，另一種就是繼續(xù)講問題聲明出去，使用throws聲明處理。

2.2 Objects非空判斷

還記得我們學(xué)習(xí)過一個類Objects嗎，曾經(jīng)提到過它由一些靜態(tài)的實(shí)用方法組成，這些方法是null-save（空指針安全的）或null-tolerant（容忍空指針的），那么在它的源碼中，對對象為null的值進(jìn)行了拋出異常操作。

• public static <T> T requireNonNull(T obj):查看指定引用對象不是null。

查看源碼發(fā)現(xiàn)這里對為null的進(jìn)行了拋出異常操作：

public static <T> T requireNonNull(T obj) {if (obj == null)throw new NullPointerException();return obj; }

2.3 聲明異常throws

聲明異常：將問題標(biāo)識出來，報(bào)告給調(diào)用者。如果方法內(nèi)通過throw拋出了編譯時(shí)異常，而沒有捕獲處理（稍后講解該方式），那么必須通過throws進(jìn)行聲明，讓調(diào)用者去處理。

關(guān)鍵字throws運(yùn)用于方法聲明之上,用于表示當(dāng)前方法不處理異常,而是提醒該方法的調(diào)用者來處理異常(拋出異常).

聲明異常格式：

修飾符 返回值類型 方法名(參數(shù)) throws 異常類名1,異常類名2…{ }

聲明異常的代碼演示：

public class ThrowsDemo {public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {read("a.txt");}// 如果定義功能時(shí)有問題發(fā)生需要報(bào)告給調(diào)用者。可以通過在方法上使用throws關(guān)鍵字進(jìn)行聲明public static void read(String path) throws FileNotFoundException {if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt這個文件 // 我假設(shè) 如果不是 a.txt 認(rèn)為 該文件不存在 是一個錯誤 也就是異常 throwthrow new FileNotFoundException("文件不存在");}} }

throws用于進(jìn)行異常類的聲明，若該方法可能有多種異常情況產(chǎn)生，那么在throws后面可以寫多個異常類，用逗號隔開。

public class ThrowsDemo2 {public static void main(String[] args) throws IOException {read("a.txt");}public static void read(String path)throws FileNotFoundException, IOException {if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt這個文件 // 我假設(shè) 如果不是 a.txt 認(rèn)為 該文件不存在 是一個錯誤 也就是異常 throwthrow new FileNotFoundException("文件不存在");}if (!path.equals("b.txt")) {throw new IOException();}} }

2.4 捕獲異常try…catch

如果異常出現(xiàn)的話,會立刻終止程序,所以我們得處理異常:

該方法不處理,而是聲明拋出,由該方法的調(diào)用者來處理(throws)。

在方法中使用try-catch的語句塊來處理異常。

try-catch的方式就是捕獲異常。

• 捕獲異常：Java中對異常有針對性的語句進(jìn)行捕獲，可以對出現(xiàn)的異常進(jìn)行指定方式的處理。

捕獲異常語法如下：

try{編寫可能會出現(xiàn)異常的代碼 }catch(異常類型 e){處理異常的代碼//記錄日志/打印異常信息/繼續(xù)拋出異常 }

**try：**該代碼塊中編寫可能產(chǎn)生異常的代碼。

**catch：**用來進(jìn)行某種異常的捕獲，實(shí)現(xiàn)對捕獲到的異常進(jìn)行處理。

注意:try和catch都不能單獨(dú)使用,必須連用。

演示如下：

public class TryCatchDemo {public static void main(String[] args) {try {// 當(dāng)產(chǎn)生異常時(shí)，必須有處理方式。要么捕獲，要么聲明。read("b.txt");} catch (FileNotFoundException e) {// 括號中需要定義什么呢？//try中拋出的是什么異常，在括號中就定義什么異常類型System.out.println(e);}System.out.println("over");}/*** 我們 當(dāng)前的這個方法中 有異常 有編譯期異常*/public static void read(String path) throws FileNotFoundException {if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt這個文件 // 我假設(shè) 如果不是 a.txt 認(rèn)為 該文件不存在 是一個錯誤 也就是異常 throwthrow new FileNotFoundException("文件不存在");}} }

如何獲取異常信息：

Throwable類中定義了一些查看方法:

• public String getMessage():獲取異常的描述信息,原因(提示給用戶的時(shí)候,就提示錯誤原因。

• public String toString():獲取異常的類型和異常描述信息(不用)。

• public void printStackTrace():打印異常的跟蹤棧信息并輸出到控制臺。

? 包含了異常的類型,異常的原因,還包括異常出現(xiàn)的位置,在開發(fā)和調(diào)試階段,都得使用printStackTrace。

2.4 finally 代碼塊

finally：有一些特定的代碼無論異常是否發(fā)生，都需要執(zhí)行。另外，因?yàn)楫惓l(fā)程序跳轉(zhuǎn)，導(dǎo)致有些語句執(zhí)行不到。而finally就是解決這個問題的，在finally代碼塊中存放的代碼都是一定會被執(zhí)行的。

什么時(shí)候的代碼必須最終執(zhí)行？

當(dāng)我們在try語句塊中打開了一些物理資源(磁盤文件/網(wǎng)絡(luò)連接/數(shù)據(jù)庫連接等),我們都得在使用完之后,最終關(guān)閉打開的資源。

finally的語法:

try…catch…finally:自身需要處理異常,最終還得關(guān)閉資源。

注意:finally不能單獨(dú)使用。

比如在我們之后學(xué)習(xí)的IO流中，當(dāng)打開了一個關(guān)聯(lián)文件的資源，最后程序不管結(jié)果如何，都需要把這個資源關(guān)閉掉。

finally代碼參考如下：

public class TryCatchDemo4 {public static void main(String[] args) {try {read("a.txt");} catch (FileNotFoundException e) {//抓取到的是編譯期異常 拋出去的是運(yùn)行期 throw new RuntimeException(e);} finally {System.out.println("不管程序怎樣，這里都將會被執(zhí)行。");}System.out.println("over");}/*** 我們 當(dāng)前的這個方法中 有異常 有編譯期異常*/public static void read(String path) throws FileNotFoundException {if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt這個文件 // 我假設(shè) 如果不是 a.txt 認(rèn)為 該文件不存在 是一個錯誤 也就是異常 throwthrow new FileNotFoundException("文件不存在");}} }

當(dāng)只有在try或者catch中調(diào)用退出JVM的相關(guān)方法,此時(shí)finally才不會執(zhí)行,否則finally永遠(yuǎn)會執(zhí)行。

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2.5 異常注意事項(xiàng)

• 多個異常使用捕獲又該如何處理呢？

• 多個異常分別處理。
• 多個異常一次捕獲，多次處理。
• 多個異常一次捕獲一次處理。

一般我們是使用一次捕獲多次處理方式，格式如下：

try{編寫可能會出現(xiàn)異常的代碼}catch(異常類型A e){ 當(dāng)try中出現(xiàn)A類型異常,就用該catch來捕獲.處理異常的代碼//記錄日志/打印異常信息/繼續(xù)拋出異常}catch(異常類型B e){ 當(dāng)try中出現(xiàn)B類型異常,就用該catch來捕獲.處理異常的代碼//記錄日志/打印異常信息/繼續(xù)拋出異常}

注意:這種異常處理方式，要求多個catch中的異常不能相同，并且若catch中的多個異常之間有子父類異常的關(guān)系，那么子類異常要求在上面的catch處理，父類異常在下面的catch處理。

• 運(yùn)行時(shí)異常被拋出可以不處理。即不捕獲也不聲明拋出。

• 如果finally有return語句,永遠(yuǎn)返回finally中的結(jié)果,避免該情況.

• 如果父類拋出了多個異常,子類重寫父類方法時(shí),拋出和父類相同的異常或者是父類異常的子類或者不拋出異常。

• 父類方法沒有拋出異常，子類重寫父類該方法時(shí)也不可拋出異常。此時(shí)子類產(chǎn)生該異常，只能捕獲處理，不能聲明拋出

第三章 自定義異常

3.1 概述

為什么需要自定義異常類:

我們說了Java中不同的異常類,分別表示著某一種具體的異常情況,那么在開發(fā)中總是有些異常情況是SUN沒有定義好的,此時(shí)我們根據(jù)自己業(yè)務(wù)的異常情況來定義異常類。例如年齡負(fù)數(shù)問題,考試成績負(fù)數(shù)問題等等。

在上述代碼中，發(fā)現(xiàn)這些異常都是JDK內(nèi)部定義好的，但是實(shí)際開發(fā)中也會出現(xiàn)很多異常,這些異常很可能在JDK中沒有定義過,例如年齡負(fù)數(shù)問題,考試成績負(fù)數(shù)問題.那么能不能自己定義異常呢？

什么是自定義異常類:

在開發(fā)中根據(jù)自己業(yè)務(wù)的異常情況來定義異常類.

自定義一個業(yè)務(wù)邏輯異常: RegisterException。一個注冊異常類。

異常類如何定義:

自定義一個編譯期異常: 自定義類 并繼承于java.lang.Exception。

自定義一個運(yùn)行時(shí)期的異常類:自定義類 并繼承于java.lang.RuntimeException。

3.2 自定義異常的練習(xí)

要求：我們模擬注冊操作，如果用戶名已存在，則拋出異常并提示：親，該用戶名已經(jīng)被注冊。

首先定義一個登陸異常類RegisterException：

// 業(yè)務(wù)邏輯異常 public class RegisterException extends Exception {/*** 空參構(gòu)造*/public RegisterException() {}/**** @param message 表示異常提示*/public RegisterException(String message) {super(message);} }

模擬登陸操作，使用數(shù)組模擬數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)，并提供當(dāng)前注冊賬號是否存在方法用于判斷。

public class Demo {// 模擬數(shù)據(jù)庫中已存在賬號private static String[] names = {"bill","hill","jill"};public static void main(String[] args) { //調(diào)用方法try{// 可能出現(xiàn)異常的代碼checkUsername("nill");System.out.println("注冊成功");//如果沒有異常就是注冊成功}catch(RegisterException e){//處理異常e.printStackTrace();}}//判斷當(dāng)前注冊賬號是否存在//因?yàn)槭蔷幾g期異常，又想調(diào)用者去處理 所以聲明該異常public static boolean checkUsername(String uname) throws LoginException{for (String name : names) {if(name.equals(uname)){//如果名字在這里面 就拋出登陸異常throw new RegisterException("親"+name+"已經(jīng)被注冊了！");}}return true;} }

第四章 多線程

我們在之前，學(xué)習(xí)的程序在沒有跳轉(zhuǎn)語句的前提下，都是由上至下依次執(zhí)行，那現(xiàn)在想要設(shè)計(jì)一個程序，邊打游戲邊聽歌，怎么設(shè)計(jì)？

要解決上述問題,咱們得使用多進(jìn)程或者多線程來解決.

4.1 并發(fā)與并行

• 并發(fā)：指兩個或多個事件在同一個時(shí)間段內(nèi)發(fā)生。
• 并行：指兩個或多個事件在同一時(shí)刻發(fā)生（同時(shí)發(fā)生）。

在操作系統(tǒng)中，安裝了多個程序，并發(fā)指的是在一段時(shí)間內(nèi)宏觀上有多個程序同時(shí)運(yùn)行，這在單 CPU 系統(tǒng)中，每一時(shí)刻只能有一道程序執(zhí)行，即微觀上這些程序是分時(shí)的交替運(yùn)行，只不過是給人的感覺是同時(shí)運(yùn)行，那是因?yàn)榉謺r(shí)交替運(yùn)行的時(shí)間是非常短的。

而在多個 CPU 系統(tǒng)中，則這些可以并發(fā)執(zhí)行的程序便可以分配到多個處理器上（CPU），實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行執(zhí)行，即利用每個處理器來處理一個可以并發(fā)執(zhí)行的程序，這樣多個程序便可以同時(shí)執(zhí)行。目前電腦市場上說的多核 CPU，便是多核處理器，核 越多，并行處理的程序越多，能大大的提高電腦運(yùn)行的效率。

注意：單核處理器的計(jì)算機(jī)肯定是不能并行的處理多個任務(wù)的，只能是多個任務(wù)在單個CPU上并發(fā)運(yùn)行。同理,線程也是一樣的，從宏觀角度上理解線程是并行運(yùn)行的，但是從微觀角度上分析卻是串行運(yùn)行的，即一個線程一個線程的去運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)只有一個CPU時(shí)，線程會以某種順序執(zhí)行多個線程，我們把這種情況稱之為線程調(diào)度。

4.2 線程與進(jìn)程

• 進(jìn)程：是指一個內(nèi)存中運(yùn)行的應(yīng)用程序，每個進(jìn)程都有一個獨(dú)立的內(nèi)存空間，一個應(yīng)用程序可以同時(shí)運(yùn)行多個進(jìn)程；進(jìn)程也是程序的一次執(zhí)行過程，是系統(tǒng)運(yùn)行程序的基本單位；系統(tǒng)運(yùn)行一個程序即是一個進(jìn)程從創(chuàng)建、運(yùn)行到消亡的過程。

• 線程：線程是進(jìn)程中的一個執(zhí)行單元，負(fù)責(zé)當(dāng)前進(jìn)程中程序的執(zhí)行，一個進(jìn)程中至少有一個線程。一個進(jìn)程中是可以有多個線程的，這個應(yīng)用程序也可以稱之為多線程程序。

  簡而言之：一個程序運(yùn)行后至少有一個進(jìn)程，一個進(jìn)程中可以包含多個線程

我們可以再電腦底部任務(wù)欄，右鍵----->打開任務(wù)管理器,可以查看當(dāng)前任務(wù)的進(jìn)程：

進(jìn)程

線程調(diào)度:

• 分時(shí)調(diào)度

  所有線程輪流使用 CPU 的使用權(quán)，平均分配每個線程占用 CPU 的時(shí)間。

• 搶占式調(diào)度

  優(yōu)先讓優(yōu)先級高的線程使用 CPU，如果線程的優(yōu)先級相同，那么會隨機(jī)選擇一個(線程隨機(jī)性)，Java使用的為搶占式調(diào)度。

  • 設(shè)置線程的優(yōu)先級

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  • 搶占式調(diào)度詳解

  大部分操作系統(tǒng)都支持多進(jìn)程并發(fā)運(yùn)行，現(xiàn)在的操作系統(tǒng)幾乎都支持同時(shí)運(yùn)行多個程序。比如：現(xiàn)在我們上課一邊使用編輯器，一邊使用錄屏軟件，同時(shí)還開著畫圖板，dos窗口等軟件。此時(shí)，這些程序是在同時(shí)運(yùn)行，”感覺這些軟件好像在同一時(shí)刻運(yùn)行著“。

  實(shí)際上，CPU(中央處理器)使用搶占式調(diào)度模式在多個線程間進(jìn)行著高速的切換。對于CPU的一個核而言，某個時(shí)刻，只能執(zhí)行一個線程，而 CPU的在多個線程間切換速度相對我們的感覺要快，看上去就是在同一時(shí)刻運(yùn)行。
  其實(shí)，多線程程序并不能提高程序的運(yùn)行速度，但能夠提高程序運(yùn)行效率，讓CPU的使用率更高。

  [外鏈圖片轉(zhuǎn)存失敗,源站可能有防盜鏈機(jī)制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-D5lcAjOY-1570130072327)(img/搶占式調(diào)度.bmp)]

4.3 創(chuàng)建線程類

Java使用java.lang.Thread類代表線程，所有的線程對象都必須是Thread類或其子類的實(shí)例。每個線程的作用是完成一定的任務(wù)，實(shí)際上就是執(zhí)行一段程序流即一段順序執(zhí)行的代碼。Java使用線程執(zhí)行體來代表這段程序流。Java中通過繼承Thread類來創(chuàng)建并啟動多線程的步驟如下：

定義Thread類的子類，并重寫該類的run()方法，該run()方法的方法體就代表了線程需要完成的任務(wù),因此把run()方法稱為線程執(zhí)行體。

創(chuàng)建Thread子類的實(shí)例，即創(chuàng)建了線程對象

調(diào)用線程對象的start()方法來啟動該線程

代碼如下：

測試類：

public class Demo01 {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建自定義線程對象MyThread mt = new MyThread("新的線程！");//開啟新線程mt.start();//在主方法中執(zhí)行for循環(huán)for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.println("main線程！"+i);}} }

自定義線程類：

public class MyThread extends Thread {//定義指定線程名稱的構(gòu)造方法public MyThread(String name) {//調(diào)用父類的String參數(shù)的構(gòu)造方法，指定線程的名稱super(name);}/*** 重寫run方法，完成該線程執(zhí)行的邏輯*/@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.println(getName()+"：正在執(zhí)行！"+i);}} } 創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎勵來咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的复习Java异常处理_异常分类_自定义异常_线程初步了解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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