异常
即使再小的帆也能远航~
一.目录
异常的概念
异常体系
异常的分类
异常产生的过程分析
异常的处理
抛出异常throw
声明异常throws
捕获异常try…catch
finally代码块
异常注意事项
自定义异常
二.内容
异常的概念
异常，在程序中的意思是：程序在执行过程中，出现的非正常的情况，最终会导致JVM的非正常停止。
Java的异常机制主要依赖于try、catch、finally、throw和throws五个关键字
其中try关键字后面紧跟着一个花括号括起来的代码块，它里面放置可能会引发异常的代码块。catch后面对应异常类型和一个代码块，用于表明该catch块用于处理这种异常类型的代码块，多个catch块后面还可以跟一个finally块，用于回收在try块里打开的物理资源，异常机制会保证finally块一定被执行。
throws关键字主要在方法签名中使用，用于声明该方法可能抛出的异常；
而throw用于抛出一个实际的异常，throw可以单独作为语句使用，抛出一个具体的异常对象。
在Java等面向对象的编程语言中，异常本身是一个类，产生异常就是创建并抛出了一个异常对象。Java处理异常的方式是中断处理。异常指的并不是语法错误，语法错了编译不能通过，不会产生字节码文件，根本不能运行。
异常体系
Error：严重错误Error，无法通过处理的错误，只能事先避免，比如内存溢出。
Exception：表示异常，异常产生后程序员可以通过代码的方式纠正，使程序继续运行，是必须要处理的
常见的非检查性错误
异常的分类
我们平常说的异常就是指Exception，因为这类异常一旦出现，我们就要对代码进行更正，修复程序。
异常(Exception)的分类：根据在编译时期还是运行时期去检查异常。
编译时期异常：checked异常。在编译时期就会检查，如果没有处理异常,则编译失败。(如日期格式化异常)运行时期异常：
runtime异常。在运行时期，检查异常。在编译时期，运行期异常不会被编译器检测(不报错)。(如数学异常)
异常产生的过程分析
1.JVM（java virtual machine）会检测出程序出现的异常，JVM会做两件事情。
1).JVM会根据异常产生的原因创建一个异常对象，这个异常对象包含了异常产生的（内容，原因，位置）。
2).在方法中，没有异常处理的逻辑（try-catch），那么JVM就会把异常对象抛出给方法的调用者main方法来处理这个异常.
2.MAIN方法接受到这个异常对象，MAIN方法也没有异常的处理逻辑，继续把对象抛出给MAIN方法的调用者JVM处理（MAIN方法把异常对象抛出给JVM）
3.JVM接受到这个异常对象，做了两件事情。
1).把异常对象（内容，原因，位置）以红色的字体打印在控制台
2）.JVM会终止当前正在执行的java程序 ?中断处理
异常的处理
Java异常处理的五个关键字：try、catch、finally、throw、throws。
抛出异常throw
在编写程序时，我们必须要考虑程序出现问题的情况。比如，在定义方法时，方法需要接受参数。那么，当调用方法使用接受到的参数时，首先需要先对参数数据进行合法的判断，数据若不合法，就应该告诉调用者，传递合法的数据进来。这时需要使用抛出异常的方式来告诉调用者。
在java中，提供了一个throw关键字，它用来抛出一个指定的异常对象。那么，抛出一个异常具体如何操作呢？
1.创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。
2.需要将这个异常对象告知给调用者。怎么告知呢？怎么将这个异常对象传递到调用者处呢？通过关键字throw就可以完成。
throw用在方法内，用来抛出一个异常对象，将这个异常对象传递到调用者处，并结束当前方法的执行。
格式
throw new 异常类名(参数);
//例:
public class ThrowDemo{
public static void main(String[]args){
//创建一个数组
int[]arr={9,5,2,7};
//根据索引找对应元素
int index = 4;
int element = getElement(arr,index);
System.out.println(element);
System.out.println("over!");
}
public static int getElement(int arr[],int index){
//判断索引是否越界
if(index<0||index>arr.length-1){
/*
*判断条件如果满足,当执行完throw抛出异常对象后,方法已经无法继续运算.
*这时就会结束当前方法的执行,并将异常告知给调用者,这时就需要通过异常来解决.
*/
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("哥们,角标越界了!!!");
}
int element=arr[index];
return element;
}
}
注意：如果产生了问题，我们就会throw将问题描述类即异常进行抛出，也就是将问题返回给该方法的调用者。
那么对于调用者来说，该怎么处理呢？一种是进行捕获处理，另一种就是继续讲问题声明出去，使用throws声明处理。
声明异常throws
声明异常：将问题标识出来，报告给调用者。如果方法内通过throw抛出了编译时异常，而没有捕获处理（稍后讲解该方式），那么必须通过throws进行声明，让调用者去处理。
关键字throws运用于方法声明之上,用于表示当前方法不处理异常,而是提醒该方法的调用者来处理异常(抛出异常)
声明异常格式：
修饰符 返回值类型 方法名 (参数列表) throws 异常类名1,异常类名2... { }
//示例代码
public class ThrowsDemo{
public static void main(String[]args) throws FileNotFoundException {
read("a.txt");
}
//定义功能时有问题发生需要报告给调用者.可以通过在方法上使用throws关键字进行声明
public static void read(String path) throws FileNotFoundException{
if(!path.equals("a.txt")){
//如果不是a.txt就认为文件不存在是一个异常抛出问题!
throw new FileNotFoundException("文件不存在");
}
}
}
throws用于进行异常类的声明，若该方法可能有多种异常情况产生，那么在throws后面可以写多个异常类，用逗号隔开。
public class ThrowsDemo2 {
public static void main(String[]args) throwsIOException {
read("a.txt");
}
//定义功能时有问题发生需要报告给调用者.可以通过在方法上使用throws关键字进行声明
public static void read(String path) throws FileNotFoundException , IOException {
if(!path.equals("a.txt")) {
//如果不是a.txt就认为文件不存在是一个异常抛出问题!
throw new FileNotFoundException("文件不存在");
}
if(!path.equals("b.txt")){
throw new IOException();
}
}
}
捕获异常try…catch
如果异常出现的话,会立刻终止程序,所以我们得处理异常:
1.该方法不处理,而是声明抛出,由该方法的调用者来处理(throws)。
2.在方法中使用try-catch的语句块来处理异常。
try-catch的方式就是捕获异常。
捕获异常：Java中对异常有针对性的语句进行捕获，可以对出现的异常进行指定方式的处理。
捕获异常语法
try {
编写可能会出现异常的代码
}catch(异常类型 e){
处理异常的代码
//记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
}
try：该代码块中编写可能产生异常的代码。
catch：用来进行某种异常的捕获，实现对捕获到的异常进行处理。
注意:
- try和catch都不能单独使用,必须连用。
- try里面还可以有try…catch
示例代码:
public class TryCatchDemo {
public static void main (String[]args) {
try {//当产生异常时,必须有处理方式,要么捕获要么声明
read("a.txt");
}catch(FileNotFoundException e){//try中抛出什么异常,括号中就定义什么类型
System.out.println(e);
}
System.out.println("OVER!");
}
//定义功能时有问题发生需要报告给调用者.可以通过在方法上使用throws关键字进行声明
public static void read (String path) throws FileNotFoundException {
if(!path.equals("a.txt")){
//如果不是a.txt就认为文件不存在是一个异常抛出问题!
throw new FileNotFoundException("文件不存在");
}
}
}
如何获取异常信息:
Throwable类中定义了一些查看方法:
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。
示例代码:
public static void main(String[]args){
try {
String str=null;
System.out.println(str.length());
}catch(Exceptione){
e.printStackTrace();//打印异常的堆栈追踪信息
}
System.out.println("OVER!");
}
//运行结果:
java.lang.NullPointerException
at com.langsin.exception.ExceptionDemo.main(ExceptionDemo.java:7)
OVER!
finally代码块
finally：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。
什么时候的代码必须最终执行？
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。
注意:finally不能单独使用。
比如在我们之后学习的IO流中，当打开了一个关联文件的资源，最后程序不管结果如何，都需要把这个资源关闭掉。
try catch 语句中有return 的各类情况
首先给出一道题目：
下面代码的运行结果为？
public class test {
public int add(int a,int b) {
try {
return a+b;
}catch(Exception e){
System.out.println("catch语句块");
}finally {
System.out.println("finally语句块");
}
return 0;
}
public static void main(String[] args) {
test t=new test();
System.out.println("和是"+t.add(9, 34));
}
}
A、catch语句块 和是43
B、编译异常
C、finally语句块 和是43
D、和是43 finally语句块
正确答案：C
由于学习过编译原理的课程，知道了System.out.println中要执行add()方法与前面的“和是”字符串拼接后才会输出，因此首先执行add()方法。
add()方法中try语句块中有return语句，那么是否执行完try语句块就直接退出方法了呢？
上述代码在Eclipse下运行此代码结果为：
看来尽管try语句块中有return，还是会执行finally语句块。
看到了合理的解释是，在try中执行到return语句时，不会真正的return，即只是会计算return中的表达式（本题为执行a+b），之后将结果保存在一个临时栈中，接着执行finally中的语句，最后才会从临时栈中取出之前的结果返回。
下面我们在这道题的finally语句中加入这么一行代码：
a=1;
public class test {
public int add(int a,int b) {
try {
return a+b;
}catch(Exception e){
System.out.println("catch语句块");
}finally {
System.out.println("finally语句块");
a=1;
}
return 0;
}
public static void main(String[] args) {
test t=new test();
System.out.println("和是"+t.add(9, 34));
}
}
下面是运行结果截图：
从结果看出来结果并没有发生改变，这也验证了finally中的语句不会影响到临时栈中的值，即在执行finally之前，临时栈中的值已经确定为43了，执行finally语句将a的值变为1，对结果没有产生影响，执行完finally后的输出结果仍为43.
finally块中的内容会先于try中的return语句执行，如果finall语句块中也有return语句的话，那么直接从finally中返回了，这也是不建议在finally中return的原因。下面来看这几种情况。
情况一（try中有return，finally中没有return）：
public class TryTest{
public static void main(String[] args){
System.out.println(test());
}
private static int test(){
int num = 10;
try{
System.out.println("try");
return num += 80;
}catch(Exception e){
System.out.println("error");
}finally{
if (num > 20){
System.out.println("num>20 : " + num);
}
System.out.println("finally");
}
return num;
}
}
输出结果如下：
try
num>20 : 90
finally
90
分析：显然“return num += 80”被拆分成了“num = num+80”和“return num”两个语句，线执行try中的“num = num+80”语句，将其保存起来，在try中的”return num“执行前，先将finally中的语句执行完，而后再将90返回。
情况二（try和finally中均有return）：
public class TryTest{
public static void main(String[] args){
System.out.println(test());
}
private static int test(){
int num = 10;
try{
System.out.println("try");
return num += 80;
}catch(Exception e){
System.out.println("error");
}finally{
if (num > 20){
System.out.println("num>20 : " + num);
}
System.out.println("finally");
num = 100;
return num;
}
}
}
输出结果如下：
try
num>20 : 90
finally
100
分析：try中的return语句同样被拆分了，finally中的return语句先于try中的return语句执行，因而try中的return被”覆盖“掉了，不再执行。
情况三（finally中改变返回值num）：
public class TryTest{
public static void main(String[] args){
System.out.println(test());
}
private static int test(){
int num = 10;
try{
System.out.println("try");
return num;
}catch(Exception e){
System.out.println("error");
}finally{
if (num > 20){
System.out.println("num>20 : " + num);
}
System.out.println("finally");
num = 100;
}
return num;
}
}
输出结果如下：
try
finally
10
分析：虽然在finally中改变了返回值num，但因为finally中没有return该num的值，因此在执行完finally中的语句后，test（）函数会得到try中返回的num的值，而try中的num的值依然是程序进入finally代码块前保留下来的值，因此得到的返回值为10。
?
但是我们来看下面的情况（将num的值包装在Num类中）：
public class TryTest{
public static void main(String[] args){
System.out.println(test().num);
}
private static Num test(){
Num number = new Num();
try{
System.out.println("try");
return number;
}catch(Exception e){
System.out.println("error");
}finally{
if (number.num > 20){
System.out.println("number.num>20 : " + number.num);
}
System.out.println("finally");
number.num = 100;
}
return number;
}
}
class Num{
public int num = 10;
}
输出结果如下：
try
finally
100
从结果中可以看出，同样是在finally中改变了返回值num的值，在情况三中，并没有被try中的return返回（test（）方法得到的不是100），但在这里却被try中的return语句返回了。
对以上情况的分析，需要深入JVM虚拟机中程序执行exection_table中的字节码指令时操作栈的的操作情况，可以参考htp://www.2cto.com/kf/201010/76754.html)这篇文章，也可以参考《深入Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践》第6章中对属性表集合的讲解部分。
对于含有return语句的情况，这里我们可以简单地总结如下：
try语句在返回前，将其他所有的操作执行完，保留好要返回的值，而后转入执行finally中的语句，而后分为以下三种情况：
情况一：如果finally中有return语句，则会将try中的return语句”覆盖“掉，直接执行finally中的return语句，得到返回值，这样便无法得到try之前保留好的返回值。
情况二：如果finally中没有return语句，也没有改变要返回值，则执行完finally中的语句后，会接着执行try中的return语句，返回之前保留的值。
情况三：如果finally中没有return语句，但是改变了要返回的值，这里有点类似与引用传递和值传递的区别，分以下两种情况，：
1）如果return的数据是基本数据类型或文本字符串，则在finally中对该基本数据的改变不起作用，try中的return语句依然会返回进入finally块之前保留的值。
2）如果return的数据是引用数据类型，而在finally中对该引用数据类型的属性值的改变起作用，try中的return语句返回的就是在finally中改变后的该属性的值。
异常注意事项
多个异常使用捕获又该如何处理呢？
1.多个异常分别处理。
2.多个异常一次捕获，多次处理。
3.多个异常一次捕获一次处理。
一般我们是使用一次捕获多次处理方式，格式如下：
try{
//编写可能出现异常的代码
}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。
运行时异常被抛出可以不处理。即不捕获也不声明抛出。
如果finally有return语句,永远返回finally中的结果,避免该情况。
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
父类方法没有抛出异常，子类重写父类该方法时也不可抛出异常。此时子类产生该异常，只能捕获处理，不能声明抛出。
自定义异常
概述
为什么需要自定义异常类:
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。
在上述代码中，发现这些异常都是JDK内部定义好的，但是实际开发中也会出现很多异常,这些异常很可能在JDK中没有定义过,例如年龄负数问题,考试成绩负数问题.那么能不能自己定义异常呢？
在开发中根据自己业务的异常情况来定义异常类.比如:自定义一个业务逻辑异常:RegisterException。一个注册异常类。
异常类如何定义:
1.自定义一个编译期异常:自定义类并继承于java.lang.Exception。
2.自定义一个运行时期的异常类:自定义类并继承于java.lang.RuntimeException。
自定义异常演示
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。
首先定义一个注册异常类RegisterException：
public class RegisterException extends Exception{
/**
*空参构造
*/
public RegisterException (){
}
/**
*
*@parammessage异常提示*/
public RegisterException(String message){
super (message);
}
}
模拟登陆操作，使用数组模拟数据库中存储的数据，并提供当前注册账号是否存在方法用于判断。
public class Demo {
private static String[]names={"lyan","zhyuqi","xdongdong"};
public static void main(String[]args) {
try{
//可能出现异常的代码
checkUsername("zhyuqi");
System.out.println("用户名可用!");//没有异常则用户名没有重复,可用
}catch(RegisterException e){
//处理异常
e.printStackTrace();
}
}
//因为RegisterException是编译期异常,又想调用者去处理,所以在方法上声明该异常
public static boolean checkUsername(String uname) throws RegisterException{for(Stringname:names){
if(name.equals(uname)){//如果名字在数组里面就抛出注册异常
throw new RegisterException("亲"+uname+"已经被注册了!");
}
}
return true;
}
}