Java异常机制

异常机制

代码实际编写后并不一定是完美的，可能会有我们没有考虑到的情况

异常类型

• 之前其实已经接触过一些异常了，比如数组越界异常，空指针异常等，这些错误都是异常类型，每一个异常也是一个类，他们都继承自Exception类, 但是异常类型支持在程序运行出现问题时抛出（也就是上面出现的红色报错）也可以提前声明，告知使用者需要处理可能会出现的异常！
• 异常其实就两大类，一个是编译时异常，一个是运行时异常

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1. 运行时异常

• 在编译时(写代码时)无法感知代码是否有异常, 只有在运行时才会知晓会不会有问题（正常情况下是不会出错的）;
• 运行时异常都继承自RuntimeException。

public static void main(String[] args) {
    Object object = null;
    object.toString();   //这种情况就会出现运行时异常
}

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2. 编译时异常

• 编译时异常会明确指出可能会出现的异常，在编译阶段就需要进行处理（捕获异常）必须要考虑到出现异常的情况，如果不进行处理，将无法通过编译！
• 默认继承自Exception类的异常都是编译时异常。

如Object类中定义的clone方法，就明确指出了在运行的时候会出现的异常

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

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3. 错误

• 错误比异常更严重，异常就是不同寻常，但不一定会导致致命的问题，而错误是致命问题，一般出现错误可能"JVM"就无法继续正常运行了，比如OutOfMemoryError就是内存溢出错误（内存占用已经超出限制，无法继续申请内存了）

• 比如这样的一个无限递归的方法，会导致运行过程中无限制地向下调用方法，导致栈溢出：这种情况就是错误了，已经严重到整个程序都无法正常运行了

public static void main(String[] args) {
    test();
}

private static void test(){
    test();
}

• 以下例子,实际上我们电脑的内存是有限的，不可能无限制地使用内存来存放变量，所以说如果内存不够用了：
• 此时没有更多的可用内存供我们的程序使用，那么程序也就没办法继续运行下去了，这同样是一个很严重的错误。

public static void main(String[] args) {
    Object[] objects = new Object[Integer.MAX_VALUE];   //这里申请一个超级大数组
}

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抛出异常

• 当别人调用我们的方法时，如果传入了错误的参数导致程序无法正常运行，这时我们就可以手动抛出一个异常来终止程序继续运行下去，同时告知上一级方法执行出现了问题：

public static int test(int a, int b) {
    if(b == 0)
        throw new RuntimeException("被除数不能为0");  //使用throw关键字来抛出异常
    return a / b;
}

• 异常的抛出同样需要创建一个异常对象出来，我们抛出异常实际上就是将这个异常对象抛出，异常对象携带了我们抛出异常时的一些信息，比如是因为什么原因导致的异常，在RuntimeException的构造方法中我们可以写入原因。

当出现异常时：

程序会终止，并且会打印栈追踪信息;而当异常发生时，方法调用的每一层都会在栈追踪信息中打印出来，比如这里有两个at，实际上就是在告诉我们程序运行到哪个位置时出现的异常，位于最上面的就是发生异常的最核心位置，我们代码的第15行。

并且这里会打印出当前抛出的异常类型和我们刚刚自定义异常信息。

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异常处理

程序没有按照我们理想的样子运行而出现异常时（默认会交给JVM来处理，JVM发现任何异常都会立即终止程序运行，并在控制台打印栈追踪信息）现在我们希望能够自己处理出现的问题，让程序继续运行下去，就需要对异常进行捕获，比如：

public static void main(String[] args) {
    try {    //使用try-catch语句进行异常捕获
        Object object = null;
        object.toString();
    } catch (NullPointerException e){   //因为异常本身也是一个对象，catch中实际上就是用一个局部变量去接收异常
    }
    System.out.println("程序继续正常运行！");
}

我们可以将代码编写到try语句块中，只要是在这个范围内发生的异常，都可以被捕获，使用catch关键字对指定的异常进行捕获，这里我们捕获的是NullPointerException空指针异常：

可以看到，当我们捕获异常之后，程序可以继续正常运行，并不会像之前一样直接结束掉。

注意，catch中捕获的类型只能是Throwable的子类，也就是说要么是抛出的异常，要么是错误，不能是其他的任何类型。

我们可以在catch语句块中对捕获到的异常进行处理：

public static void main(String[] args) {
    try {
        Object object = null;
        object.toString();
    } catch (NullPointerException e){
        e.printStackTrace();   //打印栈追踪信息
        System.out.println("异常错误信息："+e.getMessage());   //获取异常的错误信息
    }
    System.out.println("程序继续正常运行！");
}

如果某个方法明确指出会抛出哪些异常，除非抛出的异常是一个运行时异常，否则我们必须要使用try-catch语句块进行异常的捕获，不然就无法通过编译：

public static void main(String[] args) {
    test(10);    //必须要进行异常的捕获，否则报错
}

private static void test(int a) throws IOException {  //明确会抛出IOException
    throw new IOException();
}

当然，如果我们确实不想在当前这个方法中进行处理，那么我们可以继续踢皮球，抛给上一级：

public static void main(String[] args) throws IOException {  //继续编写throws往上一级抛
    test(10);
}

private static void test(int a) throws IOException {
    throw new IOException();
}

注意，如果已经是主方法了，那么就相当于到顶层了，此时发生异常再往上抛出的话，就会直接交给JVM进行处理，默认会让整个程序终止并打印栈追踪信息。

注意，如果我们要捕获的异常，是某个异常的父类，那么当发生这个异常时，同样可以捕获到：

public static void main(String[] args) throws IOException {
    try {
        int[] arr = new int[1];
        arr[1] = 100;    //这里发生的是数组越界异常，它是运行时异常的子类
    } catch (RuntimeException e){  //使用运行时异常同样可以捕获到
        System.out.println("捕获到异常");
    }
}

当代码可能出现多种类型的异常时，我们希望能够分不同情况处理不同类型的异常，就可以使用多重异常捕获：

但是要注意一下顺序：

try {
  //....
} catch (RuntimeException e){  //父类型在前，会将子类的也捕获

} catch (NullPointerException e) {   //永远都不会被捕获

} catch (IndexOutOfBoundsException e){   //永远都不会被捕获

}

也可以简写为：

try {
     //....
} catch (NullPointerException | IndexOutOfBoundsException e) {  //用|隔开每种类型即可
		
}

当希望，程序运行时，无论是否出现异常，都会在最后执行任务，可以交给finally语句块来处理：

• finally语句内可以写IO流或其他占用的功能进行关闭

try {
    //....
}catch (Exception e){
            
}finally {
  	System.out.println("lbwnb");   //无论是否出现异常，都会在最后执行
}

try语句块至少要配合catch或finally中的一个：

try {
    int a = 10;
    a /= 0;
} finally {  //不捕获异常，程序会终止，但在最后依然会执行下面的内容
    System.out.println("lbwnb"); 
}

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异常机制简易记忆

• 遇到throws基本是编译时异常,需要及时处理否则无法运行
• 遇到try-catch基本是运行时异常,需要在catch语句中进行处理

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笔记学习引用

• 青空の霞光