Java基础学习（七）

Java基础学习（七）：异常机制

目录

• Java基础学习（七）：异常机制
  • 概念
  • 简单分类
  • 异常体系结构
  • 异常处理机制
  • 异常中的常见方法
  • 自定义异常

本文为个人学习记录，内容学习自 狂神说Java 和 黑马程序员

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概念

异常指程序运行中出现的不期而至的各种状况，如：文件找不到、网络连接失败、非法参数等

异常发生在程序运行期间，它影响了正常的程序执行流程

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简单分类

异常 vs 错误

• 异常（Exception）

  • 异常是开发者可以在程序中进行处理的（可以通过编写异常处理语句，在出现异常时进行处理以恢复程序的正常运行）

  • 检查性异常：在编译时由编译器强制检查的异常，开发者必须处理这些异常才能编译通过

  • 运行时异常：在编译时可以被忽略的异常，程序运行时才会出现

• 错误（Error）

  • 错误是开发者无法在程序中进行处理的（错误发生时就无力回天了，只能避免错误的发生）
  • 当出现错误时，JVM 一般会直接终止线程

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异常体系结构

• Java 把异常当作对象来处理，并定义了一个基类 Java.lang.Throwable 作为所有异常的超类（即最顶层的类）

• 在 Java API 中已经定义了许多异常类，这些异常类分成两大类 —— 错误和异常

• 下图给出了一些常见错误Error和异常Exception，仅表示大体结构，例如 RuntimeException 和 ArrayIndexOutOfBoundsException 中间还省略了一些子/父类

• RuntimeException 本身和其所有子类构成了运行时异常，其余所有异常均为编译时异常

  

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异常处理机制

• 抛出异常

  int a = 1;
  int b = 0;
  System.out.println(a/b);							// 由于0不能作为除数，程序会抛出异常
  =========================================================================================================
  输出结果：
  Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
  

• 捕获异常

  可以通过 try-catch 语句捕获异常，从而使程序在有异常的情况下继续执行

  int a = 1;
  int b = 0;
  try {
      System.out.println(a/b);						// 将可能抛出异常的语句放入try修饰的代码块中
  }catch (ArithmeticException e){						// 指明想捕获的异常类型
      System.out.println("程序出现异常才会执行");		// 如果捕获到了指定异常会执行的语句，通常是处理语句
  }finally {											// finally代码块是可选项，无论是否捕获到异常都会执行
      System.out.println("无论如何都会执行");
  }
  System.out.println("继续执行");						// 就算存在异常，程序也会继续执行下去
  

  几点补充：

  1. 想捕获的异常类型也可以是具体异常类的父类，例如写 catch (Throwable e) 时能够捕获到其下所有的错误和异常

  2. catch 语句可以存在多个，类似于 else if 语句，从上往下执行当捕获到异常后就不会执行剩余的 catch 语句了

  3. 如果在 try 语句块内没有捕获到异常，那么 try 语句块中内容能正常执行，而 catch 语句块中的内容不会被执行

  4. 如果在 try 语句块内捕获到了指定异常，那么 try 语句块中异常之前的内容能正常执行，异常之后的内容不会再被执行

  5. finally 语句块内的内容一定会执行，不管是不存在异常/存在异常且成功捕获/存在异常但未成功捕获，都会执行；如果 try 语句块中有 return，那么 finally 语句块会在 try 的 return 之前执行，所以此时若 finally 语句块中也有 return，那么后者会覆盖前者。但需要注意，try 中 return 的返回值在执行 finally 语句块前就确定了，只是先跳转到 finally 中执行完后再返回而已

  6. JDK7 新增功能：如果存在多个 catch 语句块，且这些语句块的执行内容相同，那么可以在 catch 中同时捕获多个异常，例如：

     catch (ArrayIndexOutOfBoundsException | ArithmeticException e) {}
     

• 主动抛出异常

  注意：主动抛出异常后，剩余代码将不会继续执行，除非使用 try-catch 语句捕获异常（和程序自动抛出的异常同理）

  • 方法内抛出异常（使用 throw 关键字）

    throw new ArithmeticException();				// 主动抛出一个算术异常
    

  • 方法上抛出异常（使用 throws 关键字）

    • 写在方法定义处，用于告诉调用者本方法可能会有哪些异常，多个异常之间用逗号隔开
    • 如果是编译时异常则必须要写，运行时异常可以省略不写

    public static void main(String[] args) {
        int a = 1;
        int b = 0;
        try {
            test(a, b);
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("");
        }
    }
    public static void test(int a, int b) throws ArithmeticException{		// 使用throws关键字指定异常类型
        System.out.println(a/b);
    }
    

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异常中的常见方法

Throwable 的成员方法：

方法名	说明
public String getMessage()	返回此异常的消息
public String toString()	返回此异常的描述
public void printStackTrace()	把异常的错误信息输出在控制台

示例：

int[] arr = {1, 2, 3};
try {
    System.out.println(arr[10]);
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
    String str1 = e.getMessage();
    String str2 = e.toString();
    e.printStackTrace();
}

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自定义异常

• 使用 Java 内置的异常类可以描述编程时出现的大部分异常情况

• 自定义异常的作用：让控制台的报错信息更加直观

• 自定义异常类的步骤：

  1. 定义异常类：起名需要见名知意

  2. 写继承关系：如果是编译时异常则继承 Exception 类，如果是运行时异常则继承 RuntimeException 类

  3. 构造函数：直接使用 alt+Insert 生成空参构造和形参为字符串的带参构造

  4. 示例：一个起名格式的自定义异常

     public class NameFormatException extends RuntimeException {
         // 空参构造
         public NameFormatException() {
         }
     
         // 带参构造
         // 抛出异常时，可以通过throw new NameFormatException("名字格式有误")创建异常对象
         // 这样在调用e.printStackTrace()时就可以输出自定义的异常信息
         public NameFormatException(String message) {
             super(message);
         }
     }