Java异常处理
Java异常处理
一、异常概述与异常体系结构
1.1 Java 引入异常的原因：
在进行项目开发的过程中，即使程序员把代码写得完美， 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。
1.2 异常的概念：
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）
1.3 Java中的异常事件的分类：
- Error：Java 虚拟机无法解决的严重问题。
例如：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（狭义的异常，Java中所讲的异常处理即处理 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，就考虑到错误的检测、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。 所以捕获的异常也分为：编译时异常和运行时异常。
比如：除数为0，数组下标越界等。
1.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。
2.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。
-
所有的异常类是从 java.lang.Exception 类继承的子类。
Exception 类是 Throwable 类的子类。除了Exception类外，Throwable 还有一个子类Error 。
二、常见异常
| 异常 | 中文介绍 | 描述 |
|---|---|---|
| ArithmeticException | 运算异 常 | 当出现异常的运算条件时，抛出此异常。例如，一个整数"除以零"时，抛出此类的一个实例。 |
| InputMismatchException | 输入不匹配异常 | 当用户输入的数据类型与程序定义的数据类型不匹配时所报的异常。 |
| NumberFormatException | 数据格式异常 | 当应用程序试图将字符串转换成一种数值类型，但该字符串不能转换为适当格式时，抛出该异常。 |
| ClassCastException | 类型转换异常 | 当试图将对象强制转换为不是实例的子类时，抛出该异常。 |
| ArrayIndexOutOfBoundsException | 数组下标越界异常 | 用非法索引访问数组时抛出的异常。如果索引为负或大于等于数组大小，则该索引为非法索引。 |
| StringIndexOutOfBoundsException | 字符串下标越界异常 | 此异常由 String 方法抛出，指示索引或者为负，或者超出字符串的大小。 |
| NullPointerException | 空指针异常 | 当应用程序试图在需要对象的地方使用 null 时，抛出该异常。 |
public class ExceptionTest {
//******************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();
}
//******************以下是运行时异常***************************
//ArithmeticException
@Test
public void test6(){
int a = 10;
int b = 0;
System.out.println(a / b);
}
//InputMismatchException
@Test
public void test5(){
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int score = scanner.nextInt();
System.out.println(score);
scanner.close();
}
//NumberFormatException
@Test
public void test4(){
String str = "123";
str = "abc";
int num = Integer.parseInt(str);
}
//ClassCastException
@Test
public void test3(){
Object obj = new Date();
String str = (String)obj;
}
//IndexOutOfBoundsException
@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
@Test
public void test1(){
String str = "abc";
str = null;
System.out.println(str.charAt(0));
}
}
三、Java 异常处理机制：
3.1 简介：
-
Java 提供的是异常处理的抓抛模型。
过程一："抛"：
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。一旦抛出对象以后，其后的代码就不再执行。
过程二："抓"：
可以理解为异常的处理方式：① try-catch-finally ② throws
-
异常对象的生成：
-
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——自动抛出
-
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。
-
-
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。
3.2 Java 异常处理机制之一：try-catch-finally
- 语法格式：
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
}
....// 注意：省略号表示其他catch语句，而不是所有语句
finally{
// 一定会执行的代码（finally可选）
}
-
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。且 try 里出现异常语句后的语句不再执行。
（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，则声明顺序无所谓。
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提前声明。否则会报错。
（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。
（8）try-catch-finally 结构一定是连在一起的。比如 try{} 、catch{}、finally{} 之间不能有其他的语句。
（9）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。
（10）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。
-
例子1：
public class FinallyTest {
@Test
public void test(){
FileInputStream fis = null;
try {
File file = new File("hello.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-catch-fianlly里可以嵌套使用
try {
if(fis != null)
fis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
@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("一定会被执行");
return 3; // 当没有此语句是num输出为 2，当有此语句时输出为 3。
}
}
}
体会：
使用try-catch-finally处理编译时异常，是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。
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。
例子2：
public class ReturnExceptionDemo {
static void methodA() {
try {
System.out.println("进入方法A");
throw new RuntimeException("制造异常"); // 创建了一个异常对象，但没被捕获和输出
}finally {
System.out.println("调用A方法的finally");
}
}
static void methodB() {
try {
System.out.println("进入方法B");
return;
} finally {
System.out.println("调用B方法的finally");
}
}
public static void main(String[] args) {
try {
methodA(); // 输出：进入方法A && 调用A方法的finally
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage()); // 输出：制造异常
}
methodB(); // 输出：进入方法B && 调用B方法的finally
}
}
/* 运行结果：
进入方法A
用A方法的finally
制造异常
进入方法B
调用B方法的finally
*/
3.3 Java 异常处理机制之二：throws + 异常类型
- 语法格式：
public void method() throws 异常类型{
}
- 说明：
（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）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。
（3）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。
四、手动抛出异常（throw）
注意：throw 后没有 s。
public class StudentTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Student s = new Student();
s.regist(-1001);
System.out.println(s);
} catch (Exception e) {
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！");
// 或者 throw new Exception("您输入的数据非法！");
}
}
}
简述 throw 和 throws 的区别：
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，声明在方法声明处。
五、用户自定义异常类
如何自定义异常类？
-
继承于现有的异常结构：RuntimeException、Exception。
-
提供全局常量：serialVersionUID。（序列化版本号，用来唯一识别自定义异常类）。
-
提供几个重载的构造器。
-
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。
例子：
//自定义异常类
public class EcDef extends Exception {
static final long serialVersionUID = -33875164229948L; // 序列化版本号
public EcDef() { // 重载的构造器
}
public EcDef(String msg) { // 重载的构造器
super(msg);
}
}
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
public class EcmDef {
public static void main(String[] args) {
try{
int i = Integer.parseInt(args[0]);
int j = Integer.parseInt(args[1]);
int result = ecm(i,j);
System.out.println(result);
}catch(NumberFormatException e){
System.out.println("数据类型不一致");
}catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){
System.out.println("缺少命令行参数");
}catch(ArithmeticException e){
System.out.println("分母不能为0");
}catch(EcDef e){
System.out.println(e.getMessage());
}
}
public static int ecm(int i,int j) throws EcDef{
if(i < 0 || j < 0){
throw new EcDef("分子或分母不能负数");
}
return i / j;
}
}
