Java 异常

目录

• 异常介绍
  • 异常概念
  • 异常体系
  • 异常分类
  • 异常的产生过程解析
• 异常的处理
  • 抛出异常 throw
  • Objects 非空判断
  • 声明异常 throws
  • 捕获异常 try…catch
  • finally 代码块
  • 异常注意事项
• 自定义异常
  • 概述
  • 例

异常介绍

异常概念

异常，就是不正常的意思。在生活中:医生说,你的身体某个部位有异常,该部位和正常相比有点不同,该部位的功能将受影响.在程序中的意思就是：

• 异常 ：指的是程序在执行过程中，出现的非正常的情况，最终会导致 JVM 的非正常停止。
  在 Java 等面向对象的编程语言中，异常本身是一个类，产生异常就是创建异常对象并抛出了一个异常对象。Java 处理异常的方式是中断处理。

异常指的并不是语法错误,语法错了,编译不通过,不会产生字节码文件,根本不能运行.

异常体系

异常机制其实是帮助我们找到程序中的问题，异常的根类是java.lang.Throwable，其下有两个子类：java.lang.Error与java.lang.Exception，平常所说的异常指java.lang.Exception。

Throwable体系：

• Error:严重错误 Error，无法通过处理的错误，只能事先避免，好比绝症。
• Exception:表示异常，异常产生后程序员可以通过代码的方式纠正，使程序继续运行，是必须要处理的。好比感冒、阑尾炎。
  Throwable中的常用方法：
• public void printStackTrace():打印异常的详细信息。
  包含了异常的类型,异常的原因,还包括异常出现的位置,在开发和调试阶段,都得使用printStackTrace。
• public String getMessage():获取发生异常的原因。
  提示给用户的时候,就提示错误原因。
• public String toString():获取异常的类型和异常描述信息(不用)。
  出现异常,不要紧张,把异常的简单类名,拷贝到API中去查。

异常分类

我们平常说的异常就是指 Exception，因为这类异常一旦出现，我们就要对代码进行更正，修复程序。
异常(Exception)的分类:根据在编译时期还是运行时期去检查异常?

• 编译时期异常:checked 异常。在编译时期,就会检查,如果没有处理异常,则编译失败。(如日期格式化异常)
• 运行时期异常:runtime 异常。在运行时期,检查异常.在编译时期,运行异常不会编译器检测(不报错)。(如数学异常)
  

异常的产生过程解析

先运行下面的程序，程序会产生一个数组索引越界异常 ArrayIndexOfBoundsException。我们通过图解来解析下异常产生的过程。
工具类

public class ArrayTools {// 对给定的数组通过给定的角标获取元素。public static int getElement(int[] arr, int index) {int element = arr[index];return element;}
}

测试类

public class ExceptionDemo {public static void main(String[] args) {int[] arr = { 34, 12, 67 };intnum = ArrayTools.getElement(arr, 4)System.out.println("num=" + num);System.out.println("over");}
}

上述程序执行过程图解：

异常的处理

Java异常处理的五个关键字：try、catch、finally、throw、throws

抛出异常 throw

在编写程序时，我们必须要考虑程序出现问题的情况。比如，在定义方法时，方法需要接受参数。那么，当调用方法使用接受到的参数时，首先需要先对参数数据进行合法的判断，数据若不合法，就应该告诉调用者，传递合法的数据进来。这时需要使用抛出异常的方式来告诉调用者。
在 java 中，提供了一个 throw 关键字，它用来抛出一个指定的异常对象。那么，抛出一个异常具体如何操作呢？

1. 创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。
2. 需要将这个异常对象告知给调用者。怎么告知呢？怎么将这个异常对象传递到调用者处呢？通过关键字 throw 就可以完成。throw 异常对象。throw 用在方法内，用来抛出一个异常对象，将这个异常对象传递到调用者处，并结束当前方法的执行。
   使用格式：

throw new 异常类名(参数);

例如：

throw new NullPointerException("要访问的arr数组不存在");
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("该索引在数组中不存在，已超出范围");

学习完抛出异常的格式后，我们通过下面程序演示下 throw 的使用。

public class ThrowDemo {public static void main(String[] args) {//创建一个数组 int[] arr = {2,4,52,2};//根据索引找对应的元素 int index = 4;int element = getElement(arr, index);System.out.println(element);System.out.println("over");}/** 根据 索引找到数组中对应的元素*/public static int getElement(int[] arr,int index){ //判断  索引是否越界if(index<0 || index>arr.length-1){/*判断条件如果满足，当执行完throw抛出异常对象后，方法已经无法继续运算。这时就会结束当前方法的执行，并将异常告知给调用者。这时就需要通过异常来解决。 */throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("哥们，角标越界了~~~");}int element = arr[index];return element;}
}

注意：如果产生了问题，我们就会throw将问题描述类即异常进行抛出，也就是将问题返回给该方法的调用者。
那么对于调用者来说，该怎么处理呢？一种是进行捕获处理，另一种就是继续讲问题声明出去，使用throws声明处理。

Objects 非空判断

还记得我们学习过一个类 Objects 吗，曾经提到过它由一些静态的实用方法组成，这些方法是 null-save（空指针安全的）或 null-tolerant（容忍空指针的），那么在它的源码中，对对象为 null 的值进行了抛出异常操作。

• public static <T> T requireNonNull(T obj):查看指定引用对象不是 null。
  查看源码发现这里对为 null 的进行了抛出异常操作：

public static <T> T requireNonNull(T obj) {if (obj == null)throw new NullPointerException();return obj;
}

声明异常 throws

声明异常：将问题标识出来，报告给调用者。如果方法内通过 throw 抛出了编译时异常，而没有捕获处理（稍后讲解该方式），那么必须通过 throws 进行声明，让调用者去处理。
关键字 throws 运用于方法声明之上,用于表示当前方法不处理异常,而是提醒该方法的调用者来处理异常(抛出异常).
声明异常格式：

修饰符 返回值类型 方法名(参数) throws 异常类名1,异常类名2…{   }	

声明异常的代码演示：

public class ThrowsDemo {public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {read("a.txt");}// 如果定义功能时有问题发生需要报告给调用者。可以通过在方法上使用throws关键字进行声明public static void read(String path) throws FileNotFoundException {if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 // 我假设  如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常  throwthrow new FileNotFoundException("文件不存在");}}
}

throws 用于进行异常类的声明，若该方法可能有多种异常情况产生，那么在 throws 后面可以写多个异常类，用逗号隔开。

public class ThrowsDemo2 {public static void main(String[] args) throws IOException {read("a.txt");}public static void read(String path)throws FileNotFoundException, IOException {if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 // 我假设  如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常  throwthrow new FileNotFoundException("文件不存在");}if (!path.equals("b.txt")) {throw new IOException();}}
}

捕获异常 try…catch

如果异常出现的话,会立刻终止程序,所以我们得处理异常:

1. 该方法不处理,而是声明抛出,由该方法的调用者来处理(throws)。
2. 在方法中使用 try-catch 的语句块来处理异常。
   try-catch 的方式就是捕获异常。

• 捕获异常：Java 中对异常有针对性的语句进行捕获，可以对出现的异常进行指定方式的处理。
  捕获异常语法如下：

try{编写可能会出现异常的代码
}catch(异常类型  e){处理异常的代码//记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
}

try：该代码块中编写可能产生异常的代码。
catch：用来进行某种异常的捕获，实现对捕获到的异常进行处理。

注意:try 和 catch 都不能单独使用,必须连用。

演示如下：

public class TryCatchDemo {public static void main(String[] args) {try {// 当产生异常时，必须有处理方式。要么捕获，要么声明。read("b.txt");} catch (FileNotFoundException e) {// 括号中需要定义什么呢？//try中抛出的是什么异常，在括号中就定义什么异常类型System.out.println(e);}System.out.println("over");}/** 我们 当前的这个方法中 有异常  有编译期异常*/public static void read(String path) throws FileNotFoundException {if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 // 我假设  如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常  throwthrow new FileNotFoundException("文件不存在");}}
}

如何获取异常信息：
Throwable 类中定义了一些查看方法:

• public String getMessage():获取异常的描述信息,原因(提示给用户的时候,就提示错误原因。
• public String toString():获取异常的类型和异常描述信息(不用)。
• public void printStackTrace():打印异常的跟踪栈信息并输出到控制台。
  ​包含了异常的类型,异常的原因,还包括异常出现的位置,在开发和调试阶段,都得使用 printStackTrace。

finally 代码块

finally：有一些特定的代码无论异常是否发生，都需要执行。另外，因为异常会引发程序跳转，导致有些语句执行不到。而 finally 就是解决这个问题的，在 finally 代码块中存放的代码都是一定会被执行的。
什么时候的代码必须最终执行？
当我们在 try 语句块中打开了一些物理资源(磁盘文件/网络连接/数据库连接等),我们都得在使用完之后,最终关闭打开的资源。
finally 的语法:
try...catch....finally:自身需要处理异常,最终还得关闭资源。
注意:finally不能单独使用。
比如在我们之后学习的 IO 流中，当打开了一个关联文件的资源，最后程序不管结果如何，都需要把这个资源关闭掉。
finally 代码参考如下：

public class TryCatchDemo4 {public static void main(String[] args) {try {read("a.txt");} catch (FileNotFoundException e) {//抓取到的是编译期异常  抛出去的是运行期 throw new RuntimeException(e);} finally {System.out.println("不管程序怎样，这里都将会被执行。");}System.out.println("over");}/** 我们 当前的这个方法中 有异常  有编译期异常*/public static void read(String path) throws FileNotFoundException {if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 // 我假设  如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常  throwthrow new FileNotFoundException("文件不存在");}}
}

当只有在 try 或者 catch 中调用退出 JVM 的相关方法,此时 finally 才不会执行,否则 finally 永远会执行。

异常注意事项

• 多个异常使用捕获又该如何处理呢？
  1. 多个异常分别处理。
  2. 多个异常一次捕获，多次处理。
  3. 多个异常一次捕获一次处理。
     一般我们是使用一次捕获多次处理方式，格式如下：

  try{编写可能会出现异常的代码
  }catch(异常类型A  e){  当try中出现A类型异常,就用该catch来捕获.处理异常的代码//记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
  }catch(异常类型B  e){  当try中出现B类型异常,就用该catch来捕获.处理异常的代码//记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
  }
  

  注意:这种异常处理方式，要求多个 catch 中的异常不能相同，并且若 catch 中的多个异常之间有子父类异常的关系，那么子类异常要求在上面的 catch 处理，父类异常在下面的 catch 处理。

• 运行时异常被抛出可以不处理。即不捕获也不声明抛出。
• 如果 finally 有 return 语句,永远返回 finally 中的结果,避免该情况.
• 如果父类抛出了多个异常,子类重写父类方法时,抛出和父类相同的异常或者是父类异常的子类或者不抛出异常。
• 父类方法没有抛出异常，子类重写父类该方法时也不可抛出异常。此时子类产生该异常，只能捕获处理，不能声明抛出

自定义异常

概述

为什么需要自定义异常类:
我们说了 Java 中不同的异常类,分别表示着某一种具体的异常情况,那么在开发中总是有些异常情况是 SUN 没有定义好的,此时我们根据自己业务的异常情况来定义异常类。例如年龄负数问题,考试成绩负数问题等等。
在上述代码中，发现这些异常都是 JDK 内部定义好的，但是实际开发中也会出现很多异常,这些异常很可能在 JDK 中没有定义过,例如年龄负数问题,考试成绩负数问题.那么能不能自己定义异常呢？
什么是自定义异常类:
在开发中根据自己业务的异常情况来定义异常类.
自定义一个业务逻辑异常: RegisterException。一个注册异常类。
异常类如何定义:

1. 自定义一个编译期异常: 自定义类 并继承于java.lang.Exception。
2. 自定义一个运行时期的异常类:自定义类 并继承于java.lang.RuntimeException。

例

我们模拟注册操作，如果用户名已存在，则抛出异常并提示：亲，该用户名已经被注册。
首先定义一个登陆异常类 RegisterException：

// 业务逻辑异常
public class RegisterException extends Exception {/*** 空参构造*/public RegisterException() {}/**** @param message 表示异常提示*/public RegisterException(String message) {super(message);}
}

模拟登陆操作，使用数组模拟数据库中存储的数据，并提供当前注册账号是否存在方法用于判断。

public class Demo {// 模拟数据库中已存在账号private static String[] names = {"bill","hill","jill"};public static void main(String[] args) {     //调用方法try{// 可能出现异常的代码checkUsername("nill");System.out.println("注册成功");//如果没有异常就是注册成功}catch(RegisterException e){//处理异常e.printStackTrace();}}//判断当前注册账号是否存在//因为是编译期异常，又想调用者去处理 所以声明该异常public static boolean checkUsername(String uname) throws LoginException{for (String name : names) {if(name.equals(uname)){//如果名字在这里面 就抛出登陆异常throw new RegisterException("亲"+name+"已经被注册了！");}}return true;}
}