【Java】异常详解

Java异常

异常概述

在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)

Java程序在执行过程中所发生的异常事件可分为两类：

Error：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和OOM。一般不编写针对性的代码进行处理。
Exception: 其它因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题，可以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
- 数组角标越界

对于这些错误，一般有两种解决方法：

一是遇到错误就终止程序的运行。
另一种方法是由程序员在编写程序时，就考虑到可能会发生的错误并进行检测、错误消息的提示，以及错误的处理。

捕获错误最理想的是在编译期间，但有的错误只有在运行时才会发生

运行时异常和编译时异常

运行时异常：

是指编译器不要求强制处理的异常。一般是指编程时的逻辑错误，是程序员应该积极避免出现的异常。java.lang.RuntimeException类及其子类都是运行时异常。
对于这类异常，可以不作处理，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

编译时异常：

是指编译器要求必须处置的异常。即程序在运行时由于外界因素造成的一般性异常。编译器要求Java程序必须捕获或声明所有编译时异常。
对于这类异常，如果程序不处理，可能会带来意想不到的结果

异常的体系结构

java.lang.Throwable

java.lang.Error: 一般不编写针对性的代码进行处理，只能通过改代码，例如：栈溢出StackOverflowError、堆溢出OutOfMemoryError
java.lang.Exception: 可以进行异常的处理
- 编译时/检查型异常(checked)
  - IOException
  - FileNotFoundException
  - ClassNotFoundException
- 运行时/非检查型异常(unchecked,RuntimeException)
  - NullPointerException
  - ArrayIndexOutOfBoundsException
  - ClassCastException
  - NumberFormatException
  - InputMismatchException
  - ArithmeticException
  从程序执行过程，看编译时异常和运行时异常
  
  编译时异常：执行javac.exe命名时，可能出现的异常
  运行时异常：执行java.exe命名时，出现的异常

常见异常

//******************以下是运行时异常***************************	
	//ArithmeticException  算术异常
	@Test
	public void test6(){
		int a = 10;
		int b = 0;
		System.out.println(a / b);
	}
	
	//InputMismatchException  输入异常
	@Test
	public void test5(){
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		int score = scanner.nextInt();
		System.out.println(score);
		
		scanner.close();
	}
	
	//NumberFormatException  数值转换异常
	@Test
	public void test4(){
		
		String str = "123";
		str = "abc";
		int num = Integer.parseInt(str);
		
		
		
	}
	
	//ClassCastException   类型转换异常
	@Test
	public void test3(){
		Object obj = new Date();
		String str = (String)obj;
	}
	
	//IndexOutOfBoundsException   角标越界异常
	@Test
	public void test2(){
		//ArrayIndexOutOfBoundsException
//		int[] arr = new int[10];
//		System.out.println(arr[10]);
		//StringIndexOutOfBoundsException
		String str = "abc";
		System.out.println(str.charAt(3));
	}
	
	//NullPointerException   空指针异常
	@Test
	public void test1(){
		
//		int[] arr = null;
//		System.out.println(arr[3]);
		
		String str = "abc";
		str = null;
		System.out.println(str.charAt(0));
		
	}

	//******************以下是编译时异常***************************
	@Test
	public void test7(){
//		File file = new File("hello.txt");
//		FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
//		
//		int data = fis.read();
//		while(data != -1){
//			System.out.print((char)data);
//			data = fis.read();
//		}
//		
//		fis.close();
		
	}

Java异常图示

异常处理机制

什么是异常处理

在编写程序时，经常要在可能出现错误的地方加上检测的代码，如进行x/y运算时，要检测分母为0，数据为空，输入的不是数据而是字符等。过多的if-else分支会导致程序的代码加长、臃肿，可读性差。因此采用异常处理机制。

Java采用的异常处理机制，是将异常处理的程序代码集中在一起，与正常的程序代码分开，使得程序简洁、优雅，并易于维护

抓抛模型

Java提供的是异常处理的抓抛模型。
Java程序的执行过程中如出现异常，会生成一个异常类对象，该异常对象将被提交给Java运行时系统，这个过程称为抛出 (throw)异常
异常对象的生成
- 自动抛出：由虚拟机自动生成：程序运行过程中，虚拟机检测到程序发生了问题，如果在当前代码中没有找到相应的处理程序，就会在后台自动创建一个对应异常类的实例对象并抛出
- 由开发人员手动创建：Exception exception = new ClassCastException();创建好的异常对象不抛出对程序没有任何影响，和创建一个普通对象一样

异常的抛出机制

如果一个方法内抛出异常，该异常对象会被抛给调用者方法中处理。如果异常没有在调用者方法中处理，它继续被抛给这个调用方法的上层方法。这个过程将一直继续下去，直到异常被处理。这一过程称为捕获(catch)异常。
如果一个异常回到main()方法，并且main()也不处理，则程序运行终止。程序员通常只能处理Exception，而对Error无能为力

抓

可以理解为异常的处理方式：

① try-catch-finally

② throws

方式一：try-catch-finally

try{
  		//可能出现异常的代码
  
  }catch(异常类型1 变量名1){
  		//处理异常的方式1
  }catch(异常类型2 变量名2){
  		//处理异常的方式2
  }catch(异常类型3 变量名3){
  		//处理异常的方式3
  }
  ....
  finally{
  		//一定会执行的代码
  }

try

捕获异常的第一步是用try{…}语句块选定捕获异常的范围，将可能出现异常的代码放在try语句块中。

catch (Exceptiontype e)

在catch语句块中是对异常对象进行处理的代码。每个try语句块可以伴随一个或多个catch语句，用于处理可能产生的不同类型的异常对象

如果明确知道产生的是何种异常，可以用该异常类作为catch的参数；也可以用其父类作为catch的参数。

比如：可以用 ArithmeticException 类作为参数的地方，就可以用RuntimeException类作为参数，或者用所有异常的父类Exception类作为参数。但不能是与ArithmeticException类无关的异常，如NullPointerException（catch中的语句将不会执行）。

finally

捕获异常的最后一步是通过finally语句为异常处理提供一个统一的出口，使得在控制流转到程序的其它部分以前，能够对程序的状态作统一的管理。

像数据库连接、输入输出流、网络编程Socket等资源，JVM是不能自动的回收的，我们需要自己手动的进行资源的释放。此时的资源释放，就需要声明在finally中。

不论在try代码块中是否发生了异常事件，catch语句是否执行，catch语句是否有异常，catch语句中是否有return，finally块中的语句都会被执行

注意

finally是可有可没有的。
使用try将可能出现异常代码包装起来，在执行过程中出现异常，就会生成一个对应的异常类的对象，根据此对象的类型，在catch中进行匹配
一旦try中的异常对象匹配到某一个catch时，就进入catch中进行异常的处理。处理完成后，就跳出当前的try-catch结构，也就是在try包裹的代码中，若某一行出现了异常，则后面的代码不会执行，直接跳出try结构执行catch结构里的异常处理代码
catch中的异常类型如果没子父类关系，则谁声明在上，谁声明在下无所谓。
catch中的异常类型如果满足子父类关系，则要求子类一定声明在父类的上面。否则，报错
常用的异常对象处理的方式：① String getMessage() ② printStackTrace()
在try结构中声明的变量，try结构以外，就不能再被调用
try-catch-finally结构可以嵌套

方式二：throws + 异常类型

throws方式也称声明抛出异常，声明抛出异常是Java中处理异常的第二种方式

如果一个方法可能生成某种异常，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。
在方法声明中用throws语句可以声明抛出异常的列表，throws后面的异常类型可以是方法中产生的异常类型，也可以是它的父类。

public void readFile(String file) throws FileNotFoundException {
	//...
// 读文件的操作可能产生FileNotFoundException类型的异常
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
    //...	
}

手动抛出异常

在程序执行中，除了自动抛出异常对象的情况之外，我们还可以手动的throw一个异常类的对象。

throw 和 throws区别：
throw 表示生成并抛出一个异常类的对象，声明在方法体内。
throws 属于异常处理的一种方式，声明在方法的声明处。

class Student{
	
	private int id;
	
	public void regist(int id) throws Exception {
		if(id > 0){
			this.id = id;
		}else{
			//手动抛出异常对象
			throw new Exception("您输入的数据非法！");
		}
	}
	@Override
	public String toString() {
		return "Student [id=" + id + "]";
	}
}

若手动抛出的是Exception，Exception包括编译时和运行时异常，编译时异常必须及时处理，所以需要在方法名处用throws处理异常

总结

如何看待代码中的编译时异常和运行时异常？

体会1：使用try-catch-finally处理编译时异常，使得程序在编译时就不再报错，但是运行时仍可能报错。相当于我们使用try-catch-finally将一个编译时可能出现的异常，延迟到运行时出现。
体会2：开发中，由于运行时异常比较常见，所以我们通常就不针对运行时异常编写try-catch-finally了。针对于编译时异常，我们说一定要考虑异常的处理。

不捕获异常的情况

前面使用的异常都是RuntimeException类或是它的子类，这些类的异常的特点是：即使没有使用try和catch捕获，Java自己也能捕获，并且编译通过( 但运行时会发生异常使得程序运行终止 )。
如果抛出的异常是IOException等类型的非运行时异常，则必须捕获，否则编译错误。也就是说，我们必须处理编译时异常，将异常进行捕捉，转化为运行时异常

自定义异常

如何自定义一个异常类？

继承于现有的异常结构：RuntimeException 、Exception
提供全局常量：serialVersionUID 相当于一种标识符
提供重载的构造器

public class MyException extends Exception{
	
	static final long serialVersionUID = -7034897193246939L;
	
	public MyException(){	
	}
	public MyException(String msg){
		super(msg);
	}
}

posted @ 2021-04-11 11:02 至安阅读(167) 评论(0) 编辑收藏举报

会员力量，点亮园子希望

刷新页面返回顶部

至安