JavaSE之异常处理
在使用计算机语言进行项目开发的过程中，即使程序员把代码写得尽善尽美， 在系统的运行过程中仍然会遇到一些问题，因为很多问题不是靠代码能够避 免的，比如：客户输入数据的格式，读取文件是否存在，网络是否始终保持通畅等等。不同的语言中有自己的异常处理机制。因为在写代码中经常会出现异常，所以也把异常处理的内容归到Java基础中去介绍
异常概述与异常体系结构
异常概述
/*
* 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。
*
*
*/
public class ErrorTest {
public static void main(String[] args) {
//1.栈溢出：java.lang.StackOverflowError
// main(args);
//2.堆溢出：java.lang.OutOfMemoryError 简称OOM
Integer[] arr = new Integer[1024*1024*1024];
}
}
异常体系结构
整个异常的体系结构是一种继承关系：
/*
* 一、异常体系结构
*
* java.lang.Throwable
* |-----java.lang.Error:一般不编写针对性的代码进行处理。
* |-----java.lang.Exception:可以进行异常的处理
* |------编译时异常(checked)
* |-----IOException
* |-----FileNotFoundException
* |-----ClassNotFoundException
* |------运行时异常(unchecked,RuntimeException)
* |-----NullPointerException
* |-----ArrayIndexOutOfBoundsException
* |-----ClassCastException
* |-----NumberFormatException
* |-----InputMismatchException
* |-----ArithmeticException
*
*
*
* 面试题：常见的异常都有哪些？举例说明
*/
运行时异常：
-
是指编译器不要求强制处置的异常。一般是指编程时的逻辑错误，是程序 员应该积极避免其出现的异常。java.lang.RuntimeException类及它的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
编译时异常即在执行javac Java源文件编译的时候报的异常，不会生成相应的字节码文件
运行时异常时执行java 字节码文件的时候报的异常
常见异常
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.util.Date;
import java.util.Scanner;
import org.junit.Test;
/*
* 一、异常体系结构
*
* java.lang.Throwable
* |-----java.lang.Error:一般不编写针对性的代码进行处理。
* |-----java.lang.Exception:可以进行异常的处理
* |------编译时异常(checked)
* |-----IOException
* |-----FileNotFoundException
* |-----ClassNotFoundException
* |------运行时异常(unchecked,RuntimeException)
* |-----NullPointerException
* |-----ArrayIndexOutOfBoundsException
* |-----ClassCastException
* |-----NumberFormatException
* |-----InputMismatchException
* |-----ArithmeticException
*
*
*
* 面试题：常见的异常都有哪些？举例说明
*/
public class ExceptionTest {
//******************以下是运行时异常***************************
//IndexOutOfBoundsException
@Test
public void test1(){
// int[] arr = null;
// System.out.println(arr[3]);//空指针异常
String str = "abc";
str = null;
System.out.println(str.charAt(0));
}
//NullPointerException
@Test
public void test2(){
//ArrayIndexOutOfBoundsException
// int[] arr = new int[10];
// System.out.println(arr[10]);
//StringIndexOutOfBoundsException
String str = "abc";//str底层就是一个char型数组
System.out.println(str.charAt(3));
}
//ClassCastException 类型转换异常
@Test
public void test3(){
Object obj = new Date();
String str = (String)obj;
}
//NumberFormatException
@Test
public void test4(){
String str = "123";
str = "abc";
int num = Integer.parseInt(str);
}
//InputMismatchException
@Test
public void test5(){
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int score = scanner.nextInt();
System.out.println(score);
scanner.close();
}
//ArithmeticException 算术异常
@Test
public void test6(){
int a = 10;
int b = 0;
System.out.println(a / b);
}
//******************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();
}
}
异常处理
异常处理机制一：try-catch-finally
代码来看：
先简单的看try-catch结构：
/*
* 一、异常的处理：抓抛模型
*
* 过程一："抛"：程序在正常执行的过程中，一旦出现异常，就会在异常代码处生成一个对应异常类的对象。
* 并将此对象抛出。
* 一旦抛出对象以后，其后的代码就不再执行。
*
* 关于异常对象的产生：① 系统自动生成的异常对象
* ② 手动的生成一个异常对象，并抛出（throw）
*
* 过程二："抓"：可以理解为异常的处理方式：① try-catch-finally ② throws
*
*
* 二、try-catch-finally的使用
*
* 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
* }
*
* 说明：
* 1. finally是可选的。
* 2. 使用try将可能出现异常代码包装起来，在执行过程中，一旦出现异常，就会生成一个对应异常类的对象，根据此对象的类型，去catch中进行匹配
* 3. 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。一旦处理完成，就跳出当前的
* try-catch结构（在没有写finally的情况）。继续执行其后的代码
* 4. catch中的异常类型如果没有子父类关系，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
* 5. 常用的异常对象处理的方式： ① String getMessage() ② printStackTrace()
* 6. 在try结构中声明的变量，再出了try结构以后，就不能再被调用
* 7. try-catch-finally结构可以嵌套
*
* 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。
*/
public class ExceptionTest {
@Test
public void test1() {
String str = "123";
str = "abc";
//使用try将可能出现异常代码包装起来，在执行过程中
//一旦出现异常，就会生成一个对应异常类的对象，根据此对象的类型，去catch中进行匹配
try {
int num = Integer.parseInt(str);
System.out.println("hello---1");//上面抛出异常，这里不会执行
//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。
//一旦处理完成，就跳出当前的try-catch结构（在没有写finally的情况）。继续执行其后的代码
}catch(NumberFormatException e ) {
// System.out.println("出现数制转换异常了，别慌~");
//处理异常对象 常用的方式 --输出错误信息：
//String getMessage() ---要用字符串类型去接收返回值
System.out.println(e.getMessage());
//printStackTrace() //void方法不用类型接收,错误信息更详细(包括那行出现问题了)
// e.printStackTrace();
}catch(NullPointerException e) {
System.out.println("出现了空指针异常了，别慌~");
// 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
//因为进来后直接就会进入父类的catch结构，后面的没有执行的机会
}catch(Exception e) {
System.out.println("出现异常了，莫慌");
}
// System.out.println(num);//报错，在try里面声明的变量出了结构后就不能再被调用
System.out.println("hello---2");
}
}
finally结构在上面其实是可选项，下面来看下他的使用
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import org.junit.Test;
/*
* try-catch-finally中finally的使用：
*
*
* 1.finally是可选的
*
* 2.finally中声明的是一定会被执行的代码。即使catch中又出现异常了，try中有return语句，catch中有return语句等情况。
*
* 3.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。
*
*
*
*/
public class FinallyTest {
@Test
public void test1(){
try{
int a = 10;
int b = 0;
System.out.println(a / b);
}catch(ArithmeticException e){
e.printStackTrace();
// int[] arr = new int[10];
// System.out.println(arr[10]);//catch中又出现异常，finally也会执行
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
// System.out.println("我好帅啊！！！~~");
//这里发现结构体外的代码和finally在处理完异常后都会执行，这有啥区别？
//如果是在一个方法中try结构有了return 或catch中又出现异常了那么finally的作用就体现出来了：一定会被执行：
finally{
System.out.println("我好帅啊~~");
}
}
//finally一定会被执行的例子---方法中return
@Test
public void testMethod(){
int num = method();
System.out.println(num);
}
public int method(){
try{
int[] arr = new int[10];
System.out.println(arr[10]);
return 1;
}catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){
e.printStackTrace();
return 2;
}finally{
System.out.println("我一定会被执行");
return 3;
}
}
//try-catch-finally结构可以嵌套
@Test
public void test2(){
FileInputStream fis = null;
try {
File file = new File("hello1.txt");
fis = new FileInputStream(file);
int data = fis.read();
while(data != -1){
System.out.print((char)data);
data = fis.read();
}
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
try {
if(fis != null)
fis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
上面可以看到，对于运行时异常，我们使用try-catch-finally好像处理的结果和自然报错的并没有什么不同(我们一般也会使用printStackTrace()打印错误信息)，所以运行时异常一般去进行异常处理(可能发生问题的情况太多了，全都写显得代码臃肿的不像话)。而对于编译型异常我们不使用try-catch编译都过不去，所以try-catch-finally实际上是把编译异常推到运行时去了！
记住一点：Java能自己捕获RuntimeException类和它的子类，并且编译也能通过！
异常处理机制二：throws
咱们直接写代码来体会：
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
/*
* 异常处理的方式二：throws + 异常类型
*
* 1. "throws + 异常类型"写在方法的声明处。指明此方法执行时，可能会抛出的异常类型。
* 一旦当方法体执行时，出现异常，仍会在异常代码处生成一个异常类的对象，此对象满足throws后异常
* 类型时，就会被抛出。异常代码后续的代码，就不再执行！
*
* 2. 体会：try-catch-finally:真正的将异常给处理掉了。
* throws的方式只是将异常抛给了方法的调用者。 并没有真正将异常处理掉。
*
*/
public class ExceptionTest2 {
public static void main(String[] args){
//main方法再往上抛异常就不合适了，所以终究还是得在这里处理
try{
method2();
}catch(IOException e){
e.printStackTrace();
}
// method3();//已经处理好了异常这里调用就不用处理了
}
public static void method3(){
try {
method2();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void method2() throws IOException{
//IOException是FileNotFoundException父类所以只写IOException也罩得住
method1();//method1的异常此时就抛到了method2去了
}
//把异常抛给调用者
public static void method1() throws FileNotFoundException,IOException{
File file = new File("hello1.txt");
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
int data = fis.read();
while(data != -1){
System.out.print((char)data);
data = fis.read();
}
fis.close();
System.out.println("hahaha!");
}
}
开发中如何选择使用try-catch-finally 还是使用throws？
- 如果父类中被重写的方法没有throws方式处理异常，则子类重写的方法也不能使用throws，意味着如果子类重写的方法中有异常，必须使用try-catch-finally方式处理。
- 执行的方法a中，先后又调用了另外的几个方法，这几个方法是递进关系执行的。我们建议这几个方法使用throws的方式进行处理。而执行的方法a可以考虑使用try-catch-finally方式进行处理。
手动抛出异常：throw
关于异常对象的产生有两种方式：
- 系统自动生成的异常对象，如上面所学习的都是系统自动抛出的异常
- 手动的生成一个异常对象，并抛出（throw）
要区分throw和throws:
- throw表示抛出一个异常类的对象，生成异常对象的过程。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。
通过一个小例子来理解下throw手动抛出一个异常对象的作用：
public class StudentTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Student s = new Student();
s.regist(-1001);
System.out.println(s);
} catch (Exception e) {
// e.printStackTrace();
System.out.println(e.getMessage());
}
}
}
class Student{
private int id;
public void regist(int id) throws Exception {
if(id > 0){
this.id = id;
}else{
// System.out.println("您输入的数据非法！");
//手动抛出异常对象
// throw new RuntimeException("您输入的数据非法！");
// throw new Exception("您输入的数据非法！");
throw new MyException("不能输入负数");
//错误的
// throw new String("不能输入负数");
}
}
@Override
public String toString() {
return "Student [id=" + id + "]";
}
}
用户自定义异常类
我们上面使用的都是JAVA的API给我们提供好的异常类。其实我们也可以自定义自己的异常类。怎么去写？参考jdk源码的模样写就行了！自定义异常类需要遵循以下几点：
- 一般地，用户自定义异常类都是
RuntimeException的子类。 - 自定义异常类通常需要编写几个重载的构造器。
- 自定义异常需要提供
serialVersionUID(是一个全局常量，可以理解为是对类的一个标识) - 自定义的异常通过
throw抛出。 - 自定义异常最重要的是异常类的名字，当异常出现时，可以根据名字判断异常类型。
ps：只有异常体系的类能throw，其他的类是不能throw的
总结：
最后有一首有意思的小诗送给大伙：
世界上最遥远的距离，是我在if里你在else里，似乎一直相伴又永远分离；
世界上最痴心的等待，是我当case你是switch，或许永远都选不上自己；
世界上最真情的相依，是你在try我在catch。无论你发神马脾气，我都默 默承受，静静处理。到那时，再来期待我们的finally
本笔记记录的学习资源来自于尚硅谷_宋康红老师的学习资料，讲的特别好！强烈推荐
