异常

一、基本介绍

• 基本概念：

  Java语言中，将程序执行中发生的不正常情况称为 “异常”。（开发过程中的语法错误和逻辑错误不是异常）

• 执行过程中所发生的异常事件可以分为两类

  1. Error（错误）：Java虚拟机无法解决的严重问题。如：JVM系统内部错误、资源耗尽等严重情况。比如：StackOverflowError[栈溢出] 和 OOM(out of memory)，Error是严重错误，程序会崩溃。
  2. Exception：其他因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题，可以是使用针对性的代码进行处理。例如空指针访问，试图读取不存在的文件，网络连接中断等等，Exception 分为两大类：运行时异常和编译时异常。

• 异常体系图一览

  

  

  • 异常体系图小结：
    1. 异常分为两大类，运行时异常和编译时异常。
    2. 运行时异常，编译器检查不出来。一般是指编程时的逻辑错误，是程序员应该避免其出现的异常。java.lang.RuntimeException类及它的子类都是运行时异常。
    3. 对于运行时异常，可以不做处理，因为这类异常很普遍，若全处理可能会对程序的可读性和运行效率产生影响。
    4. 编译时异常，是编译器要求必须处置的异常。

二、运行时异常

• 常见的运行时异常

  1. NullPointerException 空指针异常

     当应用程序试图在需要对象的地方使用 null 时，抛出该异常。

  2. ArithmeticException 数字运算异常

     当出现异常的运算条件时，抛出此异常。例如，一个整数除以零时，就会抛出此类的一个实例。

  3. ArrayIndexOutOfBoundsException 数组下标越界异常

     用非法索引访问数组时抛出的异常。如果索引为负或大于等于数组大小，则该索引为非法索引。

  4. ClassCastException 类型转换异常

     当试图将对象强制类型转换为不是实例的子类时，抛出该异常。

  5. NumberFormatException 数字格式不正确异常

     当应用程序试图将字符串转换成一种数值类型，但该字符串不能转换为适当格式时，抛出该异常。

三、编译时异常

• 介绍：编译异常是指在编译期间就必须处理的异常，否则代码不能通过编译。
• 常见的编译异常
  • SQLException：操作数据库时，查询表可能发生异常
  • IOException：操作文件时，发生的异常
  • FileNotFoundException：当操作一个不存在的文件时，发生异常
  • ClassNotFoundException：加载类，而该类不存在时，异常
  • EOFException：操作文件，到文件末尾，发生异常
  • IllegalArguementException：参数异常

四、 异常处理机制

• 基本介绍
  异常处理就是当异常发生时，对异常处理的方式

• 异常处理的方式

  1. try-catch-finally

     程序员在代码中捕获发生的异常，自行处理

     

  2. throws

     将发生的异常抛出，交给调用者（方法）来处理，最顶级的处理者就是JVM。

     在异常抛至JVM时，JVM会先输出异常信息，然后退出程序。

     

1. 对于运行时异常，如果程序员没有显式处理异常，默认throws的处理；
2. 对于编译异常，程序中必须处理，比如try-catch 或 throws；

五、 try-catch 异常处理

• try-catch 方式处理异常说明

  1. Java 提供 try 和 catch 块来处理异常。try块用于包含可能出错的代码，catch块用于处理try块中发生的异常。可以根据需要在程序中有多个try-catch块。

  2. 基本语法

     try{
         //可疑代码
         //将异常生成对应的异常对象，传递给catch块
     }catch(异常){
         //对异常的处理
     }finally{
         //一定被执行的语句
     }
     //如果没有finally，语法也可以通过
     

• try-catch 方式处理异常——注意事项

  1. 如果异常发生了，则异常发生后面的代码就不会执行，直接进入到catch块中。

  2. 如果异常没有发生，则顺序执行try的代码块，不会进入到catch。

  3. 如果希望不管是否发生异常，都执行某段代码（比如关闭连接，释放资源等）则使用如下代码：finally{ }；

  public class TryCatchDetail {
  public static void main(String[] args) {
  //1. 如果try中出现异常后，异常代码后的语句不会再执行，直接进入catch代码块
  //2. 如果异常没有发生，则顺序执行try的代码块，不会进入到catch
  //3. 如果希望不管是否发生异常，都执行某段代码（比如关闭连接，释放资源等）则使用如下代码 -finally
  try {
  String str = "韩顺平";
  int a = Integer.parseInt(str);
  System.out.println("数字：" + a);
  } catch (NumberFormatException e) {
  System.out.println("异常信息 = " + e.getMessage());
  }finally {
  System.out.println("finally代码块被执行...");
  }
  System.out.println("程序继续...");
  }
  }

  
  4. 可以有多个catch语句，捕获不同的异常（进行不同的业务处理），要求父类异常在后，子类异常在前，比如（Exception 在后，NullPotinterException 在前），如果发生异常，只会匹配一个catch，案例如下：
  ```java
  public class TryCatchDetail02 {
      public static void main(String[] args) {
          //1. 如果try代码块有可能有多个异常
          //2. 可以使用多个catch 分别捕获不同的异常，相应处理（一次只能捕获到一个异常，多个catch是为了应对不同情况）
          //3. 要求子类异常写在前面，父类异常写在后面
          try {
              Person person = new Person();
              person = null;
              System.out.println(person.getName());//NullPointerException
              int n1 = 10;
              int n2 = 0;
            int res = n1/n2;//ArithmeticException
          } catch (NullPointerException e){
            System.out.println("空指针异常 = " + e.getMessage());
          }catch (ArithmeticException e){
              System.out.println("算术异常 = " + e.getMessage());
          }catch (Exception e) {
              e.printStackTrace();
          } finally {
          }
      }
  }
  class Person{
      private String name = "jack";
      public String getName(){
          return name;
      }
  }
  //运行结果：空指针异常 = null
  

  5. 可以进行try-finally 配合使用，这种用法相当于没有捕获异常，因此程序会直接崩掉/退出。应用场景：就是执行一段代码不管，否发生异常，都必须执行某个业务逻辑

     public class TryCatchDetail03 {
         public static void main(String[] args) {
             //可以进行try-finally 配合使用，这种用法相当于没有捕获异常
             //因此程序会直接崩掉/退出。应用场景：就是执行一段代码不管，否发生异常
             //都必须执行某个业务逻辑
             try {
                 int n1 = 10;
                 int n2 = 0;
                 System.out.println(n1/n2);
             } finally {
                 System.out.println("执行了finally...");
             }
             System.out.println("程序继续执行...");
         }
     }
     

六、 throws 异常处理

• 基本介绍

  1. 如果一个方法（中的语句执行时）可能生成某种异常，但是并不能确定如何处理这种异常，则此方法应显示地声明抛出异常，表明该方法将不对这些异常进行处理，而由该方法的调用者负责处理。
  2. 在方法声明中用throws语句可以声明抛出异常的列表，即可以抛出多个异常，throws关键字后面的异常类型可以是方法中产生的异常类型，也可以时它的父类。

  import java.io.FileInputStream;
  import java.io.FileNotFoundException;
  public class Throws01 {
      public static void main(String[] args) {
      }
      //4. throws后面的异常类型可以是方法中产生的异常，也可以是该异常的父类
      public void f2() throws FileNotFoundException,NullPointerException {//或者写 throws Exception
          //创建了一个文件流对象
          //1. 这里的异常是一个FileNotFoundException 编译异常
          //2. 可以使用前面的try-catch-finally
          //3. 也可以使用throws，抛出异常，让调用f2方法的调用者处理
          //5. throws 关键字后面也可以是 异常列表，即可以抛出多个异常
          FileInputStream fis = new FileInputStream("d://aa.txt");
      }
  }
  

• 注意事项和使用细节

  1. 对于编译异常，程序中必须处理，比如try-catch 或 throws；

2. 对于运行时异常，如果程序员没有显式处理异常，默认throws的处理；
3. 子类重写父类方法时，对抛出异常的规定：子类重写的方法，所抛出的异常类型要么和父类抛出的异常一致。要么为父类抛出异常类型的子类型
4. 在throws 过程中，如果有方法 try-catch，就相当于处理异常，就可以不必throws

  import java.io.FileInputStream;
  import java.io.FileNotFoundException;
  /**
   * @author
   * @version 1.0
   */
  public class ThrowsDetail {
      public static void main(String[] args) {
          f2();
      }
      public static void f2()/* throws ArithmeticException*/{
          //1. 对于编译异常，程序中必须处理，比如try-catch 或 throws
          //2. 对于运行时异常，程序中如果没有处理，默认就是throws的处理
          int n1 = 10;
          int n2 = 0;
          double res = n1/n2;
      }
      public static void f1() throws FileNotFoundException{
          //如果无 throws FileNotFoundException，则f3()调用报错
          //f3()方法将编译异常抛给了调用者f1()
          //编译异常必须处理，运行异常默认上抛
          //这时就要f1()必须处这个编译异常
          //在f1()中要么try-catch，要么继续上抛
          f3();
      }
      public static void f3() throws FileNotFoundException {
          FileInputStream fis = new FileInputStream("d://aa.txt");
      }
      public static void f4(){
          //这里调用没有问题
          //就算f5（）有抛出的是运行异常
          //而Java中运行异常并不要求程序员显示处理，因为有默认处理机制，会自动继续上抛
          f5();
      }
      public static void f5() throws ArithmeticException{}
  }
  class Father{//父类
      public void method() throws RuntimeException{
      }
  }
  class Son extends Father{//子类
      //3. 子类重写父类方法时，对抛出异常的规定：子类重写的方法
      //所抛出的异常类型要么和父类抛出的异常一致。要么为父类抛出异常类型的子类型
      //4. 在throws 过程中，如果有方法 try-catch,就相当于处理异常，就可以不必throws
      @Override
      public void method() throws ArithmeticException {
      }
  }

七、 自定义异常

• 基本概念

  当程序中出现了某些 “错误”，但该错误信息并没有在Throwable子类中描述处理，这个时候可以自己设计异常类，用于描述错误信息。

• 自定义异常的步骤

  1. 定义类：自定义异常类名（程序员自己写）继承Exception或RuntimeException
  2. 如果继承Exception，属于编译异常
  3. 如果继承RuntimeException，属于运行异常（一般来说，继承RuntimeException）

• 案例：

  public class CustomException {
      public static void main(String[] args) {
          int age = 180;
          //要求范围在18 - 120 之间，否则就抛出一个自定义的异常
          if(!(age >= 18 && age <= 120)){
              //这里可以通过构造器，设置信息
              throw new AgeException("年龄需要在18 - 120岁之间");
          }
          System.out.println("你的年龄范围正确");
      }
  }
  //自定义一个异常
  //1. 一般情况下，我们自定义异常是继承 RuntimeException
  //2. 即把自定义异常做成 运行时异常，好处是我们可以使用默认的处理机制，比较方便
  class AgeException extends RuntimeException{
      public AgeException(String message){
          super(message);
      }
  }
  

八、 throw 和 throws 的区别