第7章多线程与异常处理 张思民

东软电子出版社
Java程序设计
2．异常的层次结构 （1）异常类层次的顶层类称为ng.throwable。 （2）由throwable类派生出两个类，即Error（错误）类 和Exception（异常）类。 （3）因此，Java中发生的异常事件分为两大类： 一类是继承于Error类的异常，Error类定义了正常 情况下不会出现的异常，通常包括硬件异常和虚拟机异 常等。换句话说，Error类用于灾难性故障，如 VirtualMachineError，Java程序通常不会捕捉这类异常 。 另一类异常是继承于Exception类的异常，这类异常 是Java程序必须要捕捉的异常。
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• ■ stackOverflowException：系统的堆栈空间用完时 产生 • ■ StringIndexOutOfBoundsException ： 当 程 序 试 图 访问不存在的字符位置时产生。
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• 4．异常类(Exception)的方法与属性 • 异常类的常用方法有： • （1）toString()：返回描述当前异常类对象信息的字符 串。 • （2）getMessage()：返回描述当前异常对象的详细信 息。 • 【示例演示】异常类及其方法的使用。
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■finally块： ♦ 当引发异常时，系统会跳过try{…}代码块中其余的语句，转 向执行catch(){…}块中的语句。有时不管异常是否引发，必须执 行某些语句，或者try块和catch()块中有需要执行的相应语句， 为此使用finally块。 ♦ finally块为异常处理提供一个统一出口，不管try块中是否发 生了异常事件，finally块中的语句都会被执行。 ♦ finally块不是必需的，也就是说，捕获异常时可以没有 finally块。

基于线程的多任务处理的优点
基于线程所需的开销更少
– 在多任务中，各个进程需要分配它们自己独 在多任务中， 立的地址空间 – 多个线程可共享相同的地址空间并且共同分 享同一个进程
进程间调用涉及的开销比线程间通信多 线程间的切换成本比进程间切换成本低
进程与多线程的区别
Java的多线程机制 的多线程机制
示例
【例7-2】 】 创建一个实现 Runnable接口 接口 的线程类。 见 的线程类。(见 教材P205) 教材
二种线程方式的用法区别
用多线程设计一个模 拟火车站售票大厅的 工作情形
1、应用线程的子类
class Sale extends Thread { int s=100; public void run(){ System.out.println(getName() + "售机票第 + s-- +"号"); 售机票第" 售机票第 号 } }
2、线程的生命周期 、
线程要经历创 就绪、 建、就绪、运 行、阻塞和死 亡等5个状态 亡等 个状态 ， 称为生命周期。 称为生命周期。

线程的使用方法
基本方法： 基本方法： 创建线程类， 创建线程类，再用其他类调用线程。 1、创建 、创建Thread子类构造线程 子类构造线程 2、实现 、实现Runnable接口构造线程 接口构造线程
class mythread implements Runnable{ public void run( ) {/* 实现该方法*/ } 实现该方法*/ }
1、创建Thread子类构造线程 、创建 子类构造线程
线程的创建与启动 （1）创建一个Thread类的子类； ）创建一个 类的子类； 类的子类 （2）在子类中重新定义自己的run()方法， ）在子类中重新定义自己的 方法， 方法 这个中包含了线程要实现的操作； 这个中包含了线程要实现的操作； 创建一个线程对象； （3）用关键字 ）用关键字new 创建一个线程对象； 方法启动线程。 （4）调用 ）调用start()方法启动线程。 方法启动线程

try
产生异常对象
异常类型匹配
catch
继续执行
try/catch 块后的代码段
try/catch块
import java.util.Scanner; 输入：2 0 public class Test1 { public static void main(String[] args) { Scanner input=new Scanner(System.in); System.out.println("请输入两个整数："); try{ int x=input.nextInt(); int y=input.nextInt(); int result=x/y; System.out.println("相除的结果为："+result); System.out.println("程序结束!"); }catch(ArithmeticException e){ System.out.println("除数不能为0！"); } } 除数不能为0! 控制台输出 }
catch
try/catch 块后的代码段
try/catch块
import java.util.Scanner; 输入：10 2 public class Test1 { public static void main(String[] args) { Scanner input=new Scanner(System.in); System.out.println("请输入两个整数："); try{ int x=input.nextInt(); int y=input.nextInt(); int result=x/y; System.out.println("相除的结果为："+result); System.out.println("程序结束!"); }catch(ArithmeticException e){ System.out.println("除数不能为0！"); } } 相除的结果为5 控制台输出 } 程序结束! 算术异常

finally块包含的代码清理资源或执行要在 块或 块包含的代码清理资源或执行要在try块或 块包含的代码清理资源或执行要在 块或catch块末 块末 尾执行的其他操作 。
try-catch
try-catch 语句由一个 try 块后跟一个或多个 catch 子句 构成 。 catch 子句使用时可以不带任何参数，这种情况下它捕获 子句使用时可以不带任何参数， 任何类型的异常，并被称为一般 catch 子句。 任何类型的异常， 子句。 catch (InvalidCastException e) { } 示例代码
try-catch-finally
catch 和 finally 一起使用的常见方式：在 try 块中 一起使用的常见方式： 获取并使用资源， 块中处理异常情况， 获取并使用资源，在 catch 块中处理异常情况， 块中释放资源。 并在 finally 块中释放资源。 finally子句不管异常是否发生，都会执行其中的语句 子句不管异常是否发生， 子句不管异常是否发生 块。
用户定义的异常类
虽然.NET Framework类库包含了大量的定义好的异常处理 虽然 类库包含了大量的定义好的异常处理 但是，现实中会遇到各种各样系统未定义过的错误。 类。但是，现实中会遇到各种各样系统未定义过的错误。 此时，就需要我们自己定义一个异常处理类， 此时，就需要我们自己定义一个异常处理类，并在出现这 种异常的时候使用throw关键字引发此异常。 关键字引发此异常。 种异常的时候使用 关键字引发此异常
7.1 错误和异常
• 异常是程序执行时遇到的任何错误情况 或意外行为。 • C#语言提供了处理这种情况的机制，称 为异常处理。 • 异常处理机制用于解决程序运行中不可 预料的错误。

面向对象中的异常处理
• 面向对象中，程序员经常做的是一些工具（类的设计 与实现）
• 这些工具能够检测出错误，但往往不知道该如何处理 错误。错误的处理是由工具的使用者决定
• 需要一种机制能将检测到的错误告诉使用者
异常处理
• 传统错误处理方法 • 异常处理机制
– 抛出异常 – 捕获异常 – 处理异常
• 异常规格说明
异常处理的基本思想
调用者
函数f()捕获并处理异常
调用关系
…… 异常传播方向
函数g()
函数h() 引发异常
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异常处理
• C++的新异常处理特性： – 异常处理将检测发现错误的代码与处理错误的代码分 开来。程序员的工作也可做相应分工（例如，库函数 程序员负责检测异常，而调用库函数的另一程序员则 负责捕获与处理异常）。
abort() /exit()
– 返回一个表示“错误”的值。
int
– 返回一个合法值，让程序处于某种非法的状态。
errno
– 调用一个预先准备好在出现“错误”的情况下用的函数。
处理错误的传统方法
• 处理错误的传统方法：错误处理代码是在整个系统代码中分 布的。代码中可能出错的地方都要当场进行错误处理。在写 程序时，必须知道所有的错误该如何处理 – 好处: 程序员阅读代码时能够直接看到错误处理情况，确 定是否实现了正确的错误检查。 – 问题: 代码中受到错误处理的“污染”，使应用程序本身 的代码更加晦涩难懂，难以看出代码功能是否正确实现。 这样就使代码的理解和维护更加困难。
const char *what() const { return message; }
};
告诉用户出现了什么异常

异常处理的优点

把错误处理代码从常规代码中分离出来 按错误类型和差别分组


对无法预测的错误进行捕获和处理
克服了传统方法的错误信息有限的问题 把错误传播给调用堆栈


系统预定义异常对象
Throwable
Exception
Error VirtualMachineError
RuntimeException IOException ArithmeticException
异常的执行流程



正常顺序 1，2，3，5 异常顺序 1，2，4，5 try块外异常不理会
异常发生处
try{
1 2 3 } catch(Exception e){ 4
}
5
在try/catch块后加入finally块，可以确保无论是否发生异常， finally块中的代码总能被执行
try 块
有异常 无异常 catch 块
finally 块
举例
public class HelloWorld2 { public static void main (String args[]) { int i = 0; String greetings [] = { "Hello world!", "No, I mean it!", "HELLO WORLD!!" }; while (i < 4) { try { System.out.println (greetings[i]); } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){ System.out.println("Re-stting Index Value"); } finally { System.out.println("This is always printed"); } i++; } }}

多重catch块
一段代码可能会引发多种类型的异常 当引发异常时，会按顺序来查看每个 catch 语句，并执行第一个与异常类型匹配的 catch语句 执行其中的一条 catch 语句之后，其后的 catch 语句将被忽略
抛出异常
如果在当前环境无法解决一个异常，就要 将其抛出，把异常交给调用者处理
练习
异常的执行流程
正常顺序 1，2，3，5 异常顺序 1，2，4，5 try块外异常不理会
异常发生处
try{ 1 2 3 } catch(Exception e){ 4 } 5
块后加入finally块，可以确保无论是否发生异常， 在try/catch块后加入 块后加入 块 可以确保无论是否发生异常， finally块中的代码总能被执行 块中的代码总能被执行
自定义异常举例: 自定义异常举例
public class ServerTimedOutException extends Exception{ private String serverName; private int port; public ServerTimedOutException(String serverName, int port){ this.serverName=serverName; this.port = port; } public int getPort(){ return port; } public void setPort(int port){ this.port = port; } public String getServerName(){ return serverName; } public void setServerName(String serverName){ this.serverName = serverName; }}