周總結
眨眼間已經學習三十天，周總結的意義就是把本週學過的知識從頭到尾再過一遍，會有許多新的理解，當時有些似懂非懂的地方再看過去也會透徹。一遍一遍夯實自己的基礎吧。
異常
概念：程序在運行過程中出現的特殊情況
異常處理的必要性：任何程序都可能存在大量的未知結果、錯誤；如果不對這些問題進行正確處理，則可能導致程序的中斷，造成不必要的損失。
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。
異常的產生
自動拋出異常：當程序運行時，遇到不符合規範的代碼或結果時，會產生異常。
手動拋出異常：語法：throw 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
異常的傳遞
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）
受查異常：throws 聲明異常，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
異常的處理
常見的異常處理結構
自定義異常
需繼承Exception或Exception子類，常用RuntimeException
必須提供的構造方法：
無參構造方法
String message參數的構造方法
方法覆蓋
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
子類的訪問修飾符和父類一樣或者比父類更寬
子類中的方法，不能拋出比父類更寬的異常，但是可以拋出比父類更多的異常
多線程
什麼是進程
程序是靜止的，只有程序運行時才能稱爲進程。
單核CPU在任何時間點上只能運行一個進程，宏觀並行，微觀串行。
什麼是線程
線程，又稱輕量級進程，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。
線程的組成
任何一個線程都有基本的組成部分：
CPU時間片：操作系統（OS）會爲每個線程分配執行時間
運行數據：
堆空間：存儲線程需使用的對象，多個線程可共享堆中的對象
棧空間：存儲線程需要使用的局部變量，每個線程都擁有獨立的棧
線程的邏輯代碼
創建線程
創建線程的第一種方式：
1、繼承Theard類
2、覆蓋run()方法
3、創建子類對象
4、調用start()方法
創建線程的第二種方式：
1、實現Runnable接口
2、覆蓋run()方法
3、創建實現類對象
4、創建線程對象（注意需要將創建的實現類對象傳入線程對象）
5、調用start()方法
常見方法
休眠
public static void sleep(long millis)
當前線程主動休眠millis毫秒
放棄
public static void yield()
當前線程主動放棄時間片，回到就緒狀態，競爭下一次時間片
結合
public final void join()
允許其他線程加入到當前線程（待加入線程結束後再運行當前線程）
線程的狀態
線程的安全問題
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，纔可確保其正確性
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
同步方式（1）
同步代碼塊：
synchronized(臨界資源對象){//對臨界對象資源加鎖
代碼//原子操作
}
注：每個對象都有一個互斥鎖標記，用來分配給線程的
只有擁有互斥鎖標記的線程，才能進入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
同步方式（2）
同步代碼塊：
synchronized 返回值類型 方法名稱（形參列表0）{//對當前對象（this）加鎖
//代碼（原子操作）
}
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
同步規則
注意：
只有在調用包含同步代碼塊的方法，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
已知JDK中線程安全的類：
StringBuffer
Vector
Hashtable
以上類中的公開方法，均爲synchronized修飾的同步方法
經典問題
死鎖
當一個線程擁有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。
一個對象可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。
生產者、消費者
若干個生產者在生產產品，這些產品將提供給若干個消費者去消費，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儲存多個產品的緩衝區，生產者將生產的產品放入緩衝區，消費者從緩衝區取走產品進行消費，顯然生產者和消費者之間必須保持同步，既不允許消費者到一個空緩衝區中取產品，也不允許生產者向一個滿的緩衝區放入產品。
線程通信
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。
通知
public final void notify()
public final void notifyAll()
必須在對obj加鎖的代碼塊中，從obj的Wainting中釋放一個或全部線程，對自身沒有任何影響
高級多線程
線程池概念
現有問題
線程是寶貴的內存資源，單個線程約佔1MB空間，過多分配易造成內存溢出
頻繁的創建及銷燬進程會增加虛擬機回收頻率，資源開銷，造成程序性能下降
線程池
線程容器，可設定線程分配的容量上限
將預先創建的線程對象存入池中，並重複用線程池中的線程對象
避免頻繁的創建和銷燬
獲取線程池
Executor：線程池的頂級接口
ExecutorService：線程池接口，可通過submit（Runnable task）提交任務代碼
Executors工廠類：通過此類可以獲得一個線程池
通過newFixedThreadPool（int nThread）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（）獲得動態數量的線程池，如不夠創建新的，沒有上限
Callable接口
public interface Callable{
public V call() throws Exception;
}
JDK5加入，與Runnable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
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()的返回值
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）
Lock接口
JDK5加入，與synchronized比較，顯式定義，結構更靈活
提供更多實用性方法，功能更強大，性能更優越
常用方法：
void lock()//獲取鎖，如鎖被佔用，則等待
boolean tryLock()//嘗試獲取鎖
void unlock()//釋放鎖
重入鎖
ReentrantLock:Lock接口的實現類，與sychronized一樣具有互斥鎖功能。
讀寫鎖
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。
互斥規則：
寫-寫：互斥，阻塞
讀-寫：互斥，讀阻塞寫、寫阻塞讀
讀-讀：不互斥、不阻塞
在讀操作遠遠高於寫操作的環境中，可在保障線程安全的情況下，提高運行效率。
線程安全的集合
Collections中的工具方法
Collections工具類中提供了多可以獲得線程安全集合的方法
public static <T> Collection<T> synchronizedCollection(Collection<T> c)
public static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list)
public static <T> Set<T> synchronizedSet(Set<T> s)
public static <K,V>Map<K,V>synchronizedMap(Map<K,V> m)
public static <T>SortedSet<T>synchronizedSortedSet(SortedSet<T> s)
public static <K,V>SortedMap<K,V>synchronizedSortedMap(SortedMap<K,V> m)
JDK1.2提供，接口統一、維護性高，但性能沒有提升，均以synchronized實現
CopyOnWriteArrayList
線程安全的ArrayList，加強版讀寫分離
寫有鎖，讀無鎖，讀寫之間不阻塞，優於讀寫鎖
寫入時，先copy一個容器副本，再添加新元素，最後替換引用
使用方法與ArrayList無異
CopyOnWriteArraySet
線程安全的Set，底層使用CopyOnWriteArrayList實現
唯一不同在於，使用addIfAbsent()添加元素，會遍歷數組
如存在元素，則不添加（扔掉副本）
ConcurrentHashMap
初始容量默認爲16段（Segment），使用分段鎖設計
不對整個Map加鎖，而是爲每個Segment加鎖
當多個對象存入同一個Segment時，才需要互斥
最理想狀態爲16個對象分別存入16個Segment，並行數量16
使用方式與HashMap無異
Queue接口（隊列）
Collection的子接口，表示隊列FIFO（First In First Out 先進先出）
常用方法:
拋出異常：
boolean add(E e)//順序添加一個元素（到達上限後，再添加則會拋出異常）
E remove()//獲得第一個元素並移除（如果隊列沒有元素，則拋出異常）
E element()//獲得第一個元素但不移除（如果隊列沒有元素，則拋出異常）
返回特殊值（推薦使用）：
boolean offer(E e)//順序添加一個元素（到達上線後，在添加則會返回false）
E poll()//獲得第一個元素並移除（如果隊列沒有元素時，則返回null）
E keep()//獲得第一個元素但不移除（如果隊列沒有元素時，則返回null）
ConcurrentLinkedQuene
線程安全，可高效讀寫的隊列，高併發下性能最好的隊列
無鎖，CAS比較交換算法，修改的方法包括三個核心參數（V,E,N）
V:要更新的變量
E：預期值
N：新值
只有當V==E時，V=N;否則表示已被更新過，則取消當前操作
BolckingQuene接口（阻塞隊列）
Quene的子接口，阻塞的隊列，增加了兩個線程狀態爲無限期等待的方法
方法：
void put(E e)//將指定元素插入此隊列中，如果沒有可用空間，則等待
E take()//獲取並移除此隊列頭部元素，如果沒有可用元素，則等待
可用於解決生產者、消費者問題
阻塞隊列
ArrayBlockingQuene：
數組結構實現，有界隊列（手工固定上限）
LinkedBlockingQuene：
鏈表結構實現，無界隊列（默認上限Integer.MAX_VALUE）