Java基础知识(七)

Java中的异常处理

Java异常类层次结构图

在Java中，所有的异常都有一个共同的祖先java.lang包中的Throwable类。

Throwable：有两个重要的子类：Exception(异常)和Error(错误)，二者都是Java异常处理的重要子类，各自都包含大量子类。

Error(错误): 是程序无法处理的错误，表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关，而表示代码运行时JVM(Java虚拟机)出现的问题。例如，Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError)，当JVM不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现OutOfMemoryError。这些异常发生时，Java虚拟机(JVM)一般会选择线程终止。

这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时，如Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError)、类定义错误(NoClassDefFoundError)等，这些错误是不可查的，因为它们在应用程序的控制和处理能力之外，而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说，即使发生了错误，本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在Java中，错误通过Error的子类描述。

Exception(异常)：是程序本身可以处理的异常。Exception类有一个重要的子类RuntimeException。RuntimeException异常由Java虚拟机抛出。NullPointException(要访问的变量没有引用任何对象时，抛出该异常)、ArithmeticException(算术运算异常，一个整数除以0时，抛出该异常)和ArrayIndexOutOfBoundsException(下标越界异常)。

异常和错误的区别：异常能被程序本身可以处理，错误是无法处理

Throwable类常用方法

public string getMessage();返回异常发生时的详细信息
public string toString();返回异常发生时的简要描述
public string getLocallizedMessage();返回异常对象的本地化信息。使用Throwable的子类覆盖这个方法，可以声称本地化信息。如果子类没有覆盖该方法，则该方法返回的信息与getMessage()返回的记过相同
public void printStackTrace();在控制台上打印Throwable对象封装的异常信息。

异常处理总结

try块：用于捕获异常。其后可以接零个或多个catch块，如果没有catch块，则必须跟一个finally块。
catch块：用于处理try捕获到的异常
finally块：无论是否捕获或处理异常，finally块里的语句都会被执行。当在try块或catch块中遇到return语句时，finally语句块将在方法返回之前被执行

以下4种特殊情况，finally块不会被执行：

在finally语句块第一行发生了异常。因为在其他行，finally块还是会得到执行
在前面的代码种用了System.exit(int)已退出了程序。exit是带参函数；若该语句在异常语句之后，finally会执行。
程序所在的线程死亡
关闭CPU

注意：当try语句和finally语句都有return语句时，在方法返回之前，finally语句的内容将被执行，并且finally语句的返回值将会覆盖原始的返回值。如下：

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public static int f(int value) {
    try {
        return value * value;
    } finally {
        if (value == 2) {
            return 0;
        }
    }
}

如果调用f(2)，返回值将是0，因为finally语句的返回值覆盖了try语句的返回值。

Java中IO流分为几种？BIO,NIO,AIO有什么区别？

Java种IO流分为几种？

按照流的流向分，可以分为输入流和输出流
按照操作单元划分，可以划分为字节流和字符流
按照流的角色划分为节点流和处理流

Java io流涉及40多个类，看上去乱，实际上有规则，并且彼此之间有紧密的联系。Java io流的40多个类都是从如下4个抽象类基类中派生出来

InputStream/Reader: 所有的输入流的基类，前者是字节输入流，后者是字符输入流
OutputStream/Writer: 所有的输出流的基类，前者是字节输出流，后者是字符输出流

按操作方式分类结构图

按操作对象分类结构图

BIO,NIO,AIO有什么区别？

BIO(Blocking I/O)：同步阻塞I/O模式，数据的读取写入必须阻塞在一个线程内等待其完成。在活动连接数不是特别高（小于单机1000）的情况下，这种模型是比较不错的，可以让每一个连接专注于自己的I/O并且编程模型简单，也不用过多考虑系统的过载、限流等问题。线程池本身就是一个天然的漏斗，可以缓存一些系统处理不了的连接或请求。但是，当面对十万甚至百万级连接的时候，传统的BIO模型是无能为力的。因此，我们需要一种更高效的I/O处理模型来应对更高的并发量。
NIO(NEW I/O): NIO是一种同步非阻塞的I/O模型，在Java 1.4中引入了NIO框架，对应Java.nio包,提供了Channel,Selector, Buffer等抽象。NIO中的N可以理解为Non-bLocking。不单纯是New。它支持面向缓冲的，基于通道的I/O操作方法。 NIO提供了与传统BIO模型中的Socket和ServerSocket相对应的SocketChannel和ServerSocketChannel两种不同的套接字通道实现两种通道都支持阻塞和非阻塞两种模式。阻塞模式使用就像传统中的支持一样，比较简单，但是性能和可靠性都不好；非阻塞模式正好与之相反。相对于低负载、低并发的应用程序，可以使用同步阻塞I/O来提升开发速率和更好的维护性；对于高负载、高并发的网络应用，应该用NIO的非阻塞模式来开发。
AIO(Asynchromous I/O)： AIO也就是NIO2.在java 7 中引入了NIO的改进版NIO2，它是异步非阻塞的IO模型。异步IO是基于事件和回调机制实现的，也就是应用操作之后会直接返回，不会堵塞在那里。当后台处理完成，操作系统会通知相应的线程进行后续的操作。AIO是异步IO的缩写，虽然NIO在网络操作中，提供了非阻塞的方法，但是NIO的IO行为还是同步的。对于NIO来说，我们的业务线程是在IO操作准备好时，得到通知，接着就由这个线程自行进行IO操作，IO操作本身是同步的。查阅网上相关资料，目前来说，AIO的应用还不是很广泛，Netty之前也尝试使用过AIO，不过又放弃了。

参考资料

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