1、1实验 5 异常处理和多线程一、实验目的1. 了解异常处理（exception）的作用，掌握异常处理的设计方法。2. 理解 Java 的多线程处理机制，掌握线程的使用方法。二、实验要求1. 会使用 trycatchfinally 语句捕获异常；2. 会使用 throw 语句抛出异常；3. 会使用 throws 子句在方法声明中抛出异常；4. 会自定义异常类。5. 会使用 Thread 类和 Runnable 接口创建线程；6. 会使用 Thread 类及相关的方法控制线程；7. 会使用关键字 synchronized 定义临界区，解决线程互斥访问；8. 会使用信号量和 PV 操作解决线程同步的
2、方法。三、实验内容1. 异常处理1. 1 使用 trycatch.finally 语句处理异常知识点解析：异常处理语句语法 try 语句序列 1 /存在潜在异常的代码块 catch (异常类 异常对象名) / 用于捕获并处理指定类型的异常对象，参数是一个异常对象 e, 其类型必须是 Exception 类及其子类。语句序列 2 /对某种异常类对象进行处理的代码块 finally /子句可以省略语句序列 3 /无论是否捕获到异常，最后必须执行的代码块2示例： 课本例 7.1 补充: ch7- ArrayAverage.java1.2 使用 throw 语句抛出异常知识点解析：在上面的实验中，异常
3、对象是 Java 运行时由系统抛出的。抛出异常也可以通过使用 throw 语句实现。throw 是 Java 语言的关键字，用来告知编译器此处要发生一个异常。throw 后面要跟一个新创建的异常类对象，用于指出异常的名称和类型。throw 语句格式为：;程序会在 throw 语句处立即终止，转向 trycatch 寻找异常处理方法，不再执行 throw 后面的语句。示例： 1.3 使用 throws 子句知识点解析：throws 子句一般用来表明在使用该方法时可能抛出异常但不捕获的异常。异常由系统来处理。throws 子句也可以指出抛出异常是 RuntimeException 或自定义异常类，
4、即异常的类型，以便准备调用其它方法捕获它，这种情况一般需要两个方法来分别处理抛出异常和处理异常。一种是只在方法中抛出异常的程序, 另一种是带有捕获处理的 throws 子句.示例：课本例 7.2注意：对于程序中需要处理的异常，一般要编写 try-catch-finally 语句捕获并处理。1.4 创建自定义异常类知识点解析：当 Java 提供的异常类不能满足需要时，程序可以自定义异常类，由 catch 子句捕获并处理。自定义的异常类必须是 Exception 的子类。示例：课本例 7.3 补充: ch7-DateException.java ChineseDate.javapublic voi
5、d set(int age) if (age0 else throw new Exception(“IllegalAgeData”); /抛出异常32. 多线程程序（program）是对数据描述与操作的代码的集合，是应用程序执行的脚本。进程（process ） 是程序的一次执行过程，是操作系统运行程序的基本单位。程序是静态的，进程是动态的。系统运行一个程序就是一个进程从创建、运行到消亡的过程。线程是比进程更小的运行单位，是程序中单个顺序的流控制。一个进程中可以包含多个线程。线程是一种特殊的多任务方式。当一个程序执行多线程时，可以运行两个或更多的由同一个程序启动的任务。这样，一个程序可以使得多个
6、活动任务同时发生。 2.1 继承 Thread 类创建线程知识点解析：采用直接继承 Thread 类的方法来创建线程，分为两步:1) 自定义一个类，让其继承 Thread 类；2) 覆盖 Thread 类的 run()方法。示例：课本例 8.12.2 实现 Runnable 接口创建线程知识点解析：采用实现 Runnabke 接口的方法来创建线程，分为两步:1） 自定义一个类，声明其实现 Runnable 接口并实现 run()方法；2） 将实现了 Runnable 接口的类作为 Thread 类的目标对象。示例：课本例 8.22.3 控制线程知识点解析：一个线程的生命周期可分为新建、就绪、运
7、行、阻塞、死亡这 5 个阶段。每个阶段都处于新建、可运行、阻塞、等待、定时等待和终止 6 种状态的一种。通过Thread 中改变线程状态的方法 start()、sleep()、join()、yield()等，测试线程状态的方法isInterrupted()、isAlive()等，以及 java.lang.Object 中协调线程对象的方法 wait()、notify()、notifyAll()可以对线程进行控制。示例：课本例 8.3 补充: ch8- WelcomeJFrame.java42.4 使用 synchronized 实现线程互斥知识点解析：为了实现多个线程能够互斥地访问共享变量，J
8、ava 语言采用 synchronized 关键字声明一段程序为临界区，实现线程对临界资源的互斥访问。示例：课本例 8.5 注意: 对比例 8.4补充:ch8- TicketSystem.java2.5 使用信号量和 PV 操作实现线程通信知识点解析：为了实现多个线程能够按照先后顺序的串联关系执行，即多个线程之间的通信问题, Java 语言采用信号量和 PV 操作，实现多个线程之间的同步问题。示例：课本例 8.7 注意: 对比例 8.6补充:ch8- CardBuffer.java四、思考题1. 程序中的错误有哪几种？分别能够在什么时刻被发现？2. Java 为什么要采用异常处理机制？Java
9、 的异常处理是怎样实现的？异常处理机制能够解决程序中遇到的所有错误吗？哪些错误不是异常处理能够解决的？3. 请问运行没有 main()方法的类会怎样？4. 在什么情况下需要采用线程同步机制？5. 数字时钟. 制作一个数字时钟标签组件 , 显示当前时间; 将该标签添加到框架窗口中, 如图所示.6. (选作) 设计一个数字秒表，实现计时启动、暂停、继续、停止等功能，要求多个按钮之间的状态是相互关联的，窗口如图所示。按钮之间关联关系如下：1）初始时 Start 按钮可用（亮） ，Continue 按钮和 Stop 按钮都为不可用（灰） 。2）当按下 Start 按钮时，秒表开始计时，同时 Stop 按钮可用，Start 按钮和 Continue 按钮 不可用；3）当按下 Stop 按钮时，秒表计时停止，同时 Start 按钮和 Continue 按钮可用，Stop 按钮 不可用；54）当按下 Continue 按钮时，秒表计时继续，同时 Stop 按钮可用，Continue 按钮和Start按钮不可用。
