[Java知识库]013Java基础之异常

1、异常概述

Java语言中，将程序执行过程中发生的不正常情况称之为“异常”，（开发过程中的语法错误或逻辑错误不是异常）
（这里更正一下自己以前的误解：异常发生是，如果不进行处理，程序将会终止，如果采用了try-catch，捕获异常后用e.printStackTrace();程序或答应出报错信息，而且不会终止）

2、异常体系

执行过程中所发生的异常事件可分为两大类

1、error（错误）

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（栈溢出）、OOM（out of memory）内存溢出、Error是严重错误，系统会崩溃

2、Exception

其他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，例如空指针异常、试图读取不存在的文件、网络连接中断等等，exception分为两大类：

1、运行时异常

程序运行时发生的异常，编译器检查不出来，一般是指编程的逻辑错误，是程序员应该避免其出现的异常，java.lang.RuntimeException及其子类都是运行时异常。对于运行时异常，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

1、常见的运行时异常

（1） NullPointerException 空指针异常
（2）ArithmeticException 数学运算异常
（3）ArrayIndexOutOfBoundsException 数组下标越界异常
（4）ClassCastException 类型转换异常
（5） NumberFormatException 数字格式不正确异常[]

2、编译时异常

编程时，编译器检查出的异常，要求程序员必须进行处理（个人理解，是因为在调用JDK提供的方法时，该方法抛出了异常，所以编译器能够检测到，变要求进行处理 ）

3、异常处理

异常处理就是当异常发生时，对异常处理的方式

1、异常处理的方式

有两种异常处理方式

1、try-catch-finally

程序员在代码中捕获发生的异常，自行处理
语法：

try{
//可能发生异常的代码
}catch(Exception e){
//捕获异常，当异常发生时，系统会将异常对象封装成Exception对象e，传递给catch；
//得到异常对象后，程序员自己处理
}finally{
//finally是无论异常发生与否都会执行的代码块
}

注意事项和细节
（1）如果异常发生了，则异常发生后面的代码不会执行，直接进入到catch块
（2）如果异常没有发生，则顺序执行try的代码块，不会进入到catch
（3）如果希望不管是否发生异常，都执行某段代码（比如关闭连接，释放资源等），就是用finally代码块
（4）可以有多个catch语句，捕获不同的异常（进行不同的业务处理），要求父类异常在后，子类异常在前，比如Exception在后，NullPointerException在后，如果发生异常，只会匹配一个catch执行。
（5）如果没有出现异常，则执行try块中的所有语句，不执行catch块中的语句，如果有finally，还必须执行finally中的语句，如果finally中也有return，则最后返回的结果是finally中的，而不是try中的。
（6）如果出现异常，则try块中异常发生后，后面的代码不会执行，直接跳到catch中，如果有finally，也必须执行finally中的语句。
（7）可以进行try-finlly的配合使用，这种用法相当于没有捕获异常，因此程序会直接崩掉。应用场景：就是执行一段代码，不管异常是否发生，都必须执行某一段逻辑

package com.francis.try_;

/**
 * @author Francis
 * @create 2021-07-16 10:59
 */
public class TryCatchDetail {
    public static void main(String[] args) {
//ctrl + atl + t快捷键将可能发生异常的代码包裹起来
//1. 如果异常发生了，则异常发生后面的代码不会执行，直接进入到 catch 块
//2. 如果异常没有发生，则顺序执行 try 的代码块，不会进入到 catch
//3. 如果希望不管是否发生异常，都执行某段代码(比如关闭连接，释放资源等)则使用如下代码- finally
        try {
            String str = "hello world";
            int a = Integer.parseInt(str);
            System.out.println("数字：" + a);
        } catch (NumberFormatException e) {
            System.out.println("异常信息=" + e.getMessage());
        } finally {
            System.out.println("finally 代码块被执行...");
        }
        System.out.println("程序继续...");
    }

}

package com.francis.try_;

/**
 * @author Francis
 * @create 2021-07-16 21:39
 */
public class TryCatchDetail01 {
    public static void main(String[] args) {
//1.如果 try 代码块有可能有多个异常
//2.可以使用多个 catch 分别捕获不同的异常，相应处理
//3.要求子类异常写在前面，父类异常写在后面
        try {
            Person person = new Person();
//person = null;
            System.out.println(person.getName());//NullPointerException
            int n1 = 10;
            int n2 = 0;
            int res = n1 / n2;//ArithmeticException
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("空指针异常=" + e.getMessage());
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("算术异常=" + e.getMessage());
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        } finally {
        }
    }
}
class Person {
    private String name = "jack";
    public String getName() {
        return name;
    }
}

2、throws

将发生的异常抛出，交给调用者（方法）来处理，最顶级的处理就是JVM
（1）如果一个方法可能发生异常，但不能确定如何处理这种异常，则此方法应显式地声明抛出异常，表名该方法不对这些异常进行处理，而由该方法的调用者进行处理，
（2）在方法中声明异常用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，也可以是其父类

如果异常传递到了JVM，JVM会把异常信息打印出来，直接退出程序（这是误解的本质所在，切记切记）
注意事项和细节
（1）对于编译异常，程序中必须处理，比如try-catch或者throws
（2）对于运行时异常，程序中如果没有处理，默认就是throws方式处理
（3）子类重写父类的方法时，对抛出异常的规定：
子类重写的方法，所抛出的异常类型要么和父类中的一致，要么为父类抛出异常类型的子类
（4）在throws过程中，如果有try-catch方法，就相当于处理了异常，就可以不必throws

package com.francis.throws_;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;

/**
 * @author Francis
 * @create 2021-07-16 22:23
 */
public class ThrowsDetail {
    public static void main(String[] args) {
        f2();
    }
    public static void f2() /*throws ArithmeticException*/ {
//1.对于编译异常，程序中必须处理，比如 try-catch 或者 throws
//2.对于运行时异常，程序中如果没有处理，默认就是 throws 的方式处理
        int n1 = 10;
        int n2 = 0;
        double res = n1 / n2;
    }
    public static void f1() throws FileNotFoundException {
//这里大家思考问题 调用 f3() 报错
//1. 因为 f3() 方法抛出的是一个编译异常
//2. 即这时，就要 f1() 必须处理这个编译异常
//3. 在 f1() 中，要么 try-catch-finally ,或者继续 throws 这个编译异常
        f3(); // 抛出异常
    }
    public static void f3() throws FileNotFoundException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream("d://aa.txt");
    }
    public static void f4() {
//1. 在 f4()中调用方法 f5() 是 OK
//2. 原因是 f5() 抛出的是运行异常
//3. 而 java 中，并不要求程序员显示处理,因为有默认处理机制
        f5();
    }
    public static void f5() throws ArithmeticException {
    }
}
class Father { //父类
    public void method() throws RuntimeException {
    }
}
class Son extends Father {//子类
    //3. 子类重写父类的方法时，对抛出异常的规定:子类重写的方法，
// 所抛出的异常类型要么和父类抛出的异常一致，要么为父类抛出的异常类型的子类型
//4. 在 throws 过程中，如果有方法 try-catch , 就相当于处理异常，就可以不必 throws
    @Override
    public void method() throws ArithmeticException {
    }
}

4、自定义异常

当程序中出现了某些“错误”，但该信息并没有在Throwable子类中描述处理，这个时候可以自己设计异常类，用于描述该错误信息

1、自定义异常的步骤

（1）定义类：自定义异常类名，继承Exception或RuntimeException
（2）如果继承Exception,属于编译异常
（3）如果继承RuntimeException,属于运行异常

package com.francis.custom;

/**
 * @author Francis
 * @create 2021-07-16 23:01
 */
public class CustomException {
    public static void main(String[] args) /*throws AgeException*/ {
        int age = 180;
//要求范围在 18 – 120 之间，否则抛出一个自定义异常
        if(!(age >= 18 && age <= 120)) {
//这里我们可以通过构造器，设置信息
            throw new AgeException("年龄需要在 18~120 之间");
        }
        System.out.println("你的年龄范围正确.");
    }
}
    //自定义一个异常
//1. 一般情况下，我们自定义异常是继承 RuntimeException
//2. 即把自定义异常做成 运行时异常，好处时，我们可以使用默认的处理机制
//3. 即比较方便
class AgeException extends RuntimeException {
    public AgeException(String message) {//构造器
        super(message);
    }
}

一般情况下，自定义异常继承于RuntimeException

5、throw 和 throws 的区别