认识异常（2）-编程知识

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那么现在我们就开始异常的第二部分吧，我们将带来异常处理的五个关键字的介绍以及一些其他知识点。开始出发吧！

throw(异常的抛出)

❤️❤️在编写程序时，如果程序中出现错误，此时就需要将错误的信息告知给调用者，比如：参数检测。在Java中，可以借助throw关键字，抛出一个指定的异常对象(我们需要new一个异常类)，将错误信息告知给调用者。

这是我们自己手动抛出的异常，当然也存在我们无意中代码错误产生的异常。

throw具体语法如下：
throw new XXXException("异常产生的原因");
其使用如下图，当我们运行程序后，如若没有用try catch捕获该主动抛出的异常，则系统在运行到异常位置后会报错打印信息且即刻终止程序。（注意其内部参数也会被打印出来）

❤️❤️【注意事项】

1. throw必须写在方法体内部

2. 抛出的对象必须是Exception 或者 Exception 的子类对象（异常类对象）

🎯🎯异常声明throws

❤️❤️处在方法声明时参数列表之后，当方法中抛出异常，用户不想处理该异常，此时就可以借助throws将异常抛给方法的调用者来处理。即当前方法不处理异常，提醒方法的调用者处理异常。
语法格式：
修饰符  返回值类型   方法名(参数列表) throws 异常类型1，异常类型2...{}

🎯🎯当一个方法使用了throws关键字声明了可能异常时，调用该方法的代码必须要么捕获这些异常，要么继续使用throws关键字将异常继续向上抛出。如下图就是个很好的体现：

所以异常的两个结局：要么被try catch捕获，要么异常一直throws传递到JVM由它调用。

1.被try catch捕获该异常后程序就能正常进行了且不会输出异常信息和不会中途退出程序。

2.而当我们throws传递到JVM由JVM调用时，虽然程序能运行但会到异常位置时输出异常信息并且此刻退出程序

还需注意如果异常既没有被try catch捕获又没有被传递到JVM，则该程序运行都运行不了，编译错误。该结论其实能解释为什么编译时异常如果不处理该异常程序运行都运行不了，而运行时异常不处理程序依然能运行。那么请看以下解释：

对于运行时异常其实无需用throws声明，即使你不写系统也会自动帮你用throws一直声明（系统自动声明的throws会被隐藏起来），直到被try catch捕获或者声明到JVM处由JVM调用。所以存在运行时异常的程序一定能运行

而编译时异常系统并不会自动帮你用throws声明，所以当你不处理该异常时它既没有被try catch捕获又没有被传递到JVM，自然程序运行都运行不了。所以想要运行则必须要处理它。

我们在这还要说一点，如果在一个方法处有throws声明，不管方法内部是否存在异常，都要将该throws负责到底，我们要么将它一直传递到JVM，要么在之后用try catch捕获它。如果这两种一种都没达成，则系统不会运行。

❤️❤️当子类重写父类的方法时，父类存在throws声明，子类可以选择是否抛出相同的异常或者抛出父类方法声明中的异常的子类。如果子类方法抛出了父类方法声明中未声明的异常，编译器会报错。
public class ParentClass {public void method() throws Exception {// 父类方法可能会抛出异常}
}public class ChildClass extends ParentClass {@Overridepublic void method() throws Exception {// 子类重写父类方法，并且可能会抛出相同的异常或者其子类异常}
}

🎯🎯try-catch捕获并处理

基本语法格式

🎯🎯 throws对异常并没有真正处理，而是将异常报告给抛出异常方法的调用者，由调用者处理。如果真正要对异常进行处理，就需要try-catch。


语法格式：
try{// 将可能出现异常的代码放在这里
}catch(要捕获的异常类型  e){// 如果try中的代码抛出异常了，此处catch捕获时异常类型与try中抛出的异常类型一致时，
或者是try中抛出异常的基类时，就会被捕获到// 对异常就可以正常处理，处理完成后，跳出try-catch结构，继续执行后序代码
}catch(要捕获的异常类型 j){// 同理如上
}ﬁnally{// 此处代码一定会被执行到
}// 后序代码
// 当异常被捕获到时，异常就被处理了，这里的后序代码一定会执行
// 如果捕获了，由于捕获时类型不对，那就没有捕获到，这里的代码就不会被执行

注意try中的代码可能会抛出异常，也可能不会抛出异常。

try-catch注意事项

🎯🎯【注意事项】：

1. try块内抛出异常位置之后的代码将不会被执行

2.如果抛出异常类型与catch时异常类型不匹配，即异常不会被成功捕获，也就不会被处理。该异常会向上传递到向上调用者，如果上面也一直没有try catch处理它则会传递到JVM由JVM调用它使其程序终止并打印该错误信息。
public static void main(String[] args) {try {int[] array = {1,2,3};System.out.println(array[3]); // 此处会抛出数组越界异常}catch (NullPointerException e){ // 捕获时候捕获的是空指针异常--真正的异常无法被捕获到e.printStackTrace();}System.out.println("后序代码");
}//如下是打印出的异常信息
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3at day20210917.ArrayOperator.main(ArrayOperator.java:24)
3.try中可能会抛出多个不同的异常对象，则必须用多个catch来捕获----即多种异常，多次捕获。
public static void main(String[] args) {int[] arr = {1, 2, 3};try {System.out.println("before");// arr = null;System.out.println(arr[100]);System.out.println("after");} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {System.out.println("这是个数组下标越界异常");e.printStackTrace();} catch (NullPointerException e) {System.out.println("这是个空指针异常");e.printStackTrace();}System.out.println("after try catch");}
如果多个异常的处理方式是完全相同, 也可以写成这样：
catch (ArrayIndexOutOfBoundsException | NullPointerException e) {...
}
如果catch有多个，且所要捕获的异常之间具有父子关系，一定是子类异常在前catch，父类异常在后catch，否则其他形式会导致语法错误：
public static void main(String[] args) {int[] arr = {1, 2, 3};try {System.out.println("before");arr = null;System.out.println(arr[100]);System.out.println("after");} catch (Exception e) {   // Exception可以捕获到所有异常e.printStackTrace();}catch (NullPointerException e){  // 永远都捕获执行到e.printStackTrace();}System.out.println("after try catch");
}Error:(33, 10) java: 已捕获到异常错误java.lang.NullPointerException
//所以这里父类在前，子类在后，直接报错。
4.可以通过一个catch捕获所有的异常，即多个异常，一次捕获(但我们不推荐)
public static void main(String[] args) {int[] arr = {1, 2, 3};try {System.out.println("before");arr = null;System.out.println(arr[100]);System.out.println("after");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}System.out.println("after try catch");
}
由于 Exception 类是所有异常类的父类. 因此可以用这个类型表示捕捉所有异常.。

备注: catch 进行类型匹配的时候, 不光会匹配相同类型的异常对象, 也会捕捉目标异常类型的子类对象. 如刚才的代码, NullPointerException 和 ArrayIndexOutOfBoundsException 都是 Exception 的子类, 因此都能被捕获到.

finally

❤️❤️在写程序时，有些特定的代码，不论程序是否发生异常，都需要执行，比如程序中打开的资源：网络连接、数据库连接、IO流等，在程序正常或者异常退出时，必须要对资源进进行回收。另外，因为异常会引发程序的跳转，可能导致有些语句执行不到，ﬁnally就是用来解决这个问题的。
语法格式：
try{// 可能会发生异常的代码
}catch(异常类型  e){// 对捕获到的异常进行处理
}ﬁnally{// 此处的语句无论是否发生异常，都会被执行到
}// 如果没有抛出异常，或者异常被捕获处理了，这里的代码也会执行
问题：既然 ﬁnally 和 try-catch-ﬁnally 后的代码都会执行，那为什么还要有ﬁnally呢？

这是因为finally无论遇到什么情况，它一定都会执行，而try-catch-ﬁnally 后的代码不一定会执行。如下是一个实例：
public class TestFinally {public static int getData(){Scanner sc = null;try{sc = new Scanner(System.in);int data = sc.nextInt();return data;}catch (InputMismatchException e){e.printStackTrace();}ﬁnally {System.out.println("ﬁnally中代码");}System.out.println("try-catch-ﬁnally之后代码");if(null != sc){sc.close();}return 0;}public static void main(String[] args) {int data = getData();System.out.println(data);}
}// 正常输入时程序运行结果：
100//输入
//打印：
ﬁnally中代码
100
上述程序，如果正常输入，成功接收输入后程序就返回了，try-catch-ﬁnally之后的代码根本就没有执行，即输入流就没有被释放，造成资源泄漏。而因为finally无论什么情况一定会执行（由上述代码结果也可以验证出来），所以我们可以把输入流释放的代码放到finally中。

注意：ﬁnally中的代码一定会执行的，所以一般在ﬁnally中进行一些资源清理的扫尾工作。

❤️❤️我们现在做一个练习：
// 下面程序输出什么？
public static void main(String[] args) {System.out.println(func());
}public static int func() {try {return 10;} ﬁnally {return 20;}
}A: 10   B: 20  C: 30   D: 编译失败
答案是20，因为ﬁnally 执行的时机是在方法返回之前(try 或者 catch 中如果有 return 会在这个 return 之前执行 ﬁnally). 但是如果 ﬁnally 中也存在 return 语句, 那么就会执行 ﬁnally 中的 return, 从而不会执行到 try 中原有的 return.

所以一般我们不建议在 ﬁnally 中写 return (被编译器当做一个警告).

异常的处理流程

关于 "调用栈"：

方法之间是存在相互调用关系的, 这种调用关系我们可以用 "调用栈" 来描述. 在 JVM 中有一块内存空间称为 "虚拟机栈" 专门存储方法之间的调用关系. 当代码中出现异常的时候, 我们就可以使用 e.printStackTrace(); 的方式查看出现异常代码的调用栈.

注意我们一般都用异常类.printStackTrace（）去打印出其异常信息，它打印的很全面。
public static void main(String[] args) {try {func();} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {e.printStackTrace();
//异常已被处理，我们用该方法打印出被处理的异常信息}System.out.println("after try catch");
//异常被处理，所以程序不会终止，可以进行该操作
}public static void func() {int[] arr = {1, 2, 3};System.out.println(arr[100]);
}// 直接结果
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100at demo02.Test.func(Test.java:18)at demo02.Test.main(Test.java:9)
after try catch
我们之前就讲过该细节：如果向上一直传递都没有合适的方法处理异常, 最终就会交给 JVM 处理, 程序就会异常终止(和我们最开始未使用 try catch 时是一样的).
public static void main(String[] args) {func();System.out.println("after try catch");
}public static void func() {int[] arr = {1, 2, 3};System.out.println(arr[100]);
}// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100at demo02.Test.func(Test.java:14)at demo02.Test.main(Test.java:8)
可以看到, 程序已经异常终止了, 没有执行到 System.out.println("after try catch"); 这一行.

❤️❤️【异常处理流程总结】：

1.程序先执行 try 中的代码

2.如果 try 中的代码出现异常, 就会结束 try 中的代码, 看和 catch 中的异常类型是否匹配.

3.如果找到匹配的异常类型, 就会执行 catch 中的代码

4.如果没有找到匹配的异常类型, 就会将异常向上传递到上层调用者. 如果上层调用者也没有处理的了异常, 就继续向上传递. 一直到 main 方法也没有合适的代码处理异常, 就会交给 JVM 来进行处理, 此时程序就会异常终止并打印异常信息.

5.无论是否找到匹配的异常类型, ﬁnally 中的代码都会被执行到(在该方法结束之前执行).

自定义异常类

Java 中虽然已经内置了丰富的异常类, 但是并不能完全表示实际开发中所遇到的一些异常，此时就需要维护符合我们实际情况的异常结构。我们就需要自定义异常类。

自定义异常类需要继承自Exception 或者 RunTimeException ，并且实现一个带有String类型参数的构造方法。

其内部参数message含义：出现异常的原因。在该程序因为该异常终止并打印异常信息时会一并将message打印出来。

格式如下：
class UserNameException extends Exception {public UserNameException(String message) {super(message);}
}
这就是自定义异常类内部的默认格式，就只有一个构造方法，这里的内容不能多加也不能少加。

自定义异常类通常会继承自 Exception 或者 RuntimeException

继承自 Exception 的异常默认是受查异常

继承自 RuntimeException 的异常默认是非受查异常.

一般情况下，我们自定义异常通常是继承RuntimeException
即把自定义异常做成运行时异常的好处是：我们可以使用默认的处理机制，不需要我们主动用throws，比较方便。

下面是其自定义异常类使用例子：
public class Main{public static void main(String[] args){int age = 180;if(!(age >= 18 && age <= 120)) {throw  new AgeException("不在该年龄范围内");}System.out.println("你的年龄范围正确。");}
}class AgeException extends RuntimeException{public AgeException(String message){super(message);}}