JavaSE-异常
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第一章：认识异常
1.1-什么是异常？
异常，在Java程序中指的是：因程序问题而中断程序执行的现象。
1.2-异常分类
在Java中，为了维护程序正常执行，Java提供了处理异常的异常机制（异常类）。
在Java提供的异常机制中，其中java.lang.Throwable是根类，而根类的派生类有java.lang.Error和java.lang.Excepiton两个子类。
Error,错误（绝症），该类型异常在程序中无法处理，只能尽量避免。
Excepiton,编译期异常（写源代码时）（小毛病，比如：类似感冒），该类型异常在程序中是可处理的。Excepiton类型还有一个子类RunTimeException，表示运行期异常（程序运行的过程中），该类型异常在程序中也是可处理的。
为了更好的区分以上描述的异常分类，我们看以下程序。
// 【Error异常】
// Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
// 内存溢出。超出了分配给JVM内存大小。
// 该程序只能修改源代码解决问题。
int[]nums = new int[1024*1024*1024];
// 【Exception异常】
SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
// Unhandled exception: java.text.ParseException
// 此处在编写源代码时就发生异常，该异常后续可以通过相关的处理机制处理和避免
Date date = format.parse("2083-10-10");
// 【RunTimeException异常】
int[] nums = {1,2,3};
// Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
// 在程序运行时出现的异常，数组下标超出。该异常可以通过相关异常机制处理
System.out.println(nums[4]);
1.3-异常产生的过程
在编程中，为了更好的处理异常，我们首先要了解异常产生的过程。下面通过一段异常代码来分析。
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代码：
// 需求：定义一个方法，用来获取指定数组的指定位置的元素 public static void main(String[] args) { int[]nums = {1,2,3}; System.out.println(getElement(nums,4)); } public static int getElement(int[]arr,int index){ return arr[index]; } -
分析：
- 在执行getElement方法的过程中，JVM检测出数组索引越界异常，此时JVM会做两件事：
- 创建一个ArrayIndexOutOfBoundsException异常对象，该对象中包含了异常的信息（内容、原因、位置）
- 因为getElment方法中没有异常处理，JVM会把异常对象抛给getElment方法的调用处-main方法。
- main方法接收到了ArrayIndexOutOfBoundsException异常对象，也没有处理异常，则会把异常对象抛给JVM
- JVM接收到了main方法后，会做两件事：
- 在控制台打印异常信息（内容、原因、位置）
- 终止程序的执行。
- 在执行getElement方法的过程中，JVM检测出数组索引越界异常，此时JVM会做两件事：
-
图解：
第二章：处理异常
2.1 关键字
异常相关的关键字有：
trycatchfinallythrowthrows
2.2 抛出异常-throw
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作用：在指定的方法内部抛出异常。
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格式：
throw new xxxException(参数)- 参数是字符串格式，用来描述异常。
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注意事项：
- throw关键字必须写在方法内部。
- throw关键字后创建的对象必须是Exception或Exception的子类对象。
- throw关键字抛出的异常对象，我们必须处理异常对象。
- throw关键字抛出的时RunTimeException或RunTimeException子类异常对象时，我们可以不处理，因为JVM会默认处理（打印异常信息、中断程序）。
- throw关键字抛出的时编译期异常时（编写源代码时），我们必须处理（可以通过throws或try-catch的方式处理）
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代码：
public static void main(String[] args) { int[]nums = {1,2,3}; // getElement(nums,4); // 异常：java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 索引越界:4 int[]nums2=null; getElement(nums2,0); // 异常java.lang.NullPointerException: 传入的数组对象为null } public static int getElement(int[]arr,int index){ if(arr==null){ throw new NullPointerException("传入的数组对象为null"); } if(index<0||index>=arr.length){ throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("索引越界:" + index); } return arr[index]; }
2.3 Objects非空判断
Objects中提供了一个方法，可以检测一个对象为null并抛出异常，我们来应用一下，并查看其源代码更好的理解throw关键字的应用。
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方法名称：
public static <T> T requireNonNull(T obj):查看指定引用对象不是null。 -
源代码：
public static <T> T requireNonNull(T obj) { if (obj == null) throw new NullPointerException(); return obj; } -
应用：
public static void main(String[] args) { int[]nums = {1,2,3}; // getElement(nums,4); // 异常：java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 索引越界:4 int[]nums2=null; getElement(nums2,0); // 异常java.lang.NullPointerException } public static int getElement(int[]arr,int index){ Objects.requireNonNull(arr); // 应用 if(index<0||index>=arr.length){ throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("索引越界:" + index); } return arr[index]; }
2.4 声明异常-throws
当程序抛出一个异常对象给调用者时，调用者必须要处理异常，此时可以选择throws关键字来处理。
throws关键字的作用就是把异常对象继续抛给其他调用者，若其他调用者没有处理异常，则最终会抛给JVM来处理。
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格式：
/* 修饰符 返回值类型 方法名() throws XXX1Exception,XXX2Exception... { throw new XXX1Exception("产生的原因"); throw new XXX2Exception("产生的原因"); } */ -
注意事项：
- throws关键字必须写在方法声明出。
- throws关键字后声明的异常必须是Exception或Exception子类异常。
- 方法内部抛出多个异常时，那么throws关键字后必须声明多个异常。
- 如果抛出的多个异常之间存在继承关系，那么直接抛出父类即可。
- 调用了一个声明异常的方法，调用者必须处理该异常，处理方式有：
- 调用者继续声明throws抛给其他调用者。最终抛给JVM。
- 在调用者内部通过try-catch处理异常。
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代码
// 需求：定义一个读取文件的方法，检测文件的路径和后缀名 public static void main(String[] args) throws Exception { retFile("a.txt"); } // 读取文件的方法 // private static void retFile(String path) throws FileNotFoundException,IOException { private static void retFile(String path) throws IOException { // 如果后缀名不是.txt则抛出 if(!path.contains(".txt")){ throw new FileNotFoundException("文件后缀名不是.txt"); } if(path.contains("c:")) { throw new IOException("文件路径错误"); } }
2.5 捕获处理异常-(try-catch)
throws声明异常的弊端是：异常后续代码无法执行（因为交给了JVM，JVM会终止程序）。
try-catch可以让调用者处理异常，并会继续执行后续程序。
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格式
try { // 可能会发生异常的程序 // 若发生异常，try会检测到异常对象 }catch(异常类型 变量) { // catch会接收到异常对象，可以在此代码块中进行处理 }catch(异常类型 变量) { // catch会接收到异常对象，可以在此代码块中进行处理 }... -
throwable中常用的异常方法
- 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。
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代码
// 需求：定义一个读取文件的方法，检测文件的路径和后缀名 public static void main(String[] args) { try{ retFile("d.txt"); }catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("后续代码"); /* 执行结果： java.io.IOException: 文件路径错误 at it.leilei.cn.demo01.Main01.retFile(Main01.java:27) at it.leilei.cn.demo01.Main01.main(Main01.java:12) 后续代码 */ } // 读取文件的方法 private static void retFile(String path) throws IOException { // 如果后缀名不是.txt则抛出 if(!path.contains(".txt")){ throw new FileNotFoundException("文件后缀名不是.txt"); } if(!path.contains("c:")) { throw new IOException("文件路径错误"); } }
2.6 finally代码块
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finally关键字的作用：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。
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finally使用格式：try...catch...finally自身需要处理异常,最终还得关闭资源。
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finally关键字的应用场景：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。
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代码：
// 需求：定义一个读取文件的方法，检测文件的路径和后缀名 public static void main(String[] args) { try{ retFile("d.txt"); }catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }finally { System.out.println("释放资源"); } System.out.println("后续代码"); } // 读取文件的方法 private static void retFile(String path) throws IOException { // 如果后缀名不是.txt则抛出 if(!path.contains(".txt")){ throw new FileNotFoundException("文件后缀名不是.txt"); } if(!path.contains("c:")) { throw new IOException("文件路径错误"); } }
2.7 异常处理注意事项
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多个异常使用捕获又该如何处理呢？
- 多个异常分别处理。
- 多个异常一次捕获，多次处理。
- 多个异常一次捕获一次处理
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一般我们是使用一次捕获多次处理方式，格式如下：
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格式：
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。
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运行时异常被抛出可以不处理。即不捕获也不声明抛出（JVM默认会进行处理）。
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如果finally有return语句,永远返回finally中的结果,避免该情况.
public static void main(String[] args) { int num = getNum(); System.out.println(num); // 100 } // 读取文件的方法 public static int getNum() { int a = 10; try { return a; }catch (Exception e){} finally { a = 100; return a; } } -
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。
class Fu{ // 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。 public void show1() throws IndexOutOfBoundsException{}; } class Zi extends Fu{ // 子类重写父类方法时,抛出和父类相同的异常 // public void show1() throws IndexOutOfBoundsException{}; // 或者是父类异常的子类ArrayIndexOutOfBoundsException 继承 IndexOutOfBoundsException // public void show1() throws ArrayIndexOutOfBoundsException{}; // 不抛出异常 public void show1() {}; }
第三章：自定义异常类
3.1 为什么要自定义异常类？
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。
3.2 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。
3.3 如何定义异常类
- 自定义一个编译期异常: 自定义类 并继承于 java.lang.Exception 。
- 自定义一个运行时期的异常类:自定义类 并继承于 java.lang.RuntimeException 。
3.4 代码
要求：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。
public static void main(String[] args) {
// 接收用户注册的用户名
String name = new Scanner(System.in).next();
try{
check(name);
}catch (RegisterException e){
e.printStackTrace();
return;
}
System.out.println("注册成功");
}
public static void check(String n) throws RegisterException{
String[]users={"张三","李四","王五"};
for (int i = 0; i < users.length; i++) {
if (n.equals( users[i])) {
throw new RegisterException("亲，该用户名已经注册");
}
}
}
public class RegisterException extends Exception{
public RegisterException(){
super();
}
public RegisterException(String message){
super(message);
}
}
