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前言
所谓异常指的就是程序在运行时出现错误时通知调用者的一种机制。
有些错误是这样的, 例如将 System.out.println 拼写错了, 写成了system.out.println. 此时编译过程中就会出错, 这是 “编译期” 出错。而运行时指的是程序已经编译通过得到 class 文件了, 再由 JVM 执行过程中出现的错误。
异常的种类有很多, 不同种类的异常具有不同的含义, 也有不同的处理方式。
一、常见的异常
1.1算数异常
public static void main(String[] args) {
System.out.println(10/0);
}
执行结果：
1.2数组下标越界异常
public static void main(String[] args) {
int[] arr = { 1,2,3};
System.out.println(arr[9]);
}
执行结果：
1.3空指针异常
public class Test {
public int num = 10;
public static void main(String[] args) {
Test t = null;
System.out.println(t.num);
}
}
运行结果：
1.4克隆异常
class Person implements Cloneable{
public int age;
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
public class teat01 {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Person person = new Person();
Person person1 = (Person)person.clone();
}
1.5 输入不匹配异常
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int ret = scanner.nextInt();
System.out.println(ret);
}
要求输入数字，错误输入成字母。
运行结果：
二、防御式编程
错误在代码中是客观存在的. 因此我们要让程序出现问题的时候及时通知程序员. 这里有两种主要的方式：
LBYL:Look Before You Leap. 在操作之前就做充分的检查.EAFP:It's Easier to Ask Forgiveness than Permission. “事后获取原谅比事前获取许可更容易”. 也就是先操作, 遇到问题再处理.
异常的核心思想就是 EAFP。
三、异常的基本用法
3.1捕获异常
基本语法：
try{
有可能出现异常的语句 ;
}catch (异常类型 异常对象) {
}
finally {
异常的出口
}
try代码块中放的是可能出现异常的代码.catch代码块中放的是出现异常后的处理行为.finally代码块中的代码用于处理善后工作, 会在最后执行.
其中catch和finally都可以根据情况选择加或者不加.
示例：
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1,2,3};
try{
System.out.println(arr[9]);
System.out.println("nihao");//这行代码不会被执行
}catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
e.printStackTrace();
System.out.println("捕获到数组越界异常");
}
System.out.println("niHao");
}
运行结果：
一旦 try 中出现异常, 那么 try 代码块中的程序就不会继续执行, 而是交给 catch 中的代码来执行. catch 执行完毕会继续往下执行。如果不处理异常，那么这个异常机会交给JVM处理，一旦交给JVM处理，程序就立马终止了。
3.2关于异常的处理方式
异常的种类有很多, 我们要根据不同的业务场景来决定。
- 对于比较严重的问题(例如和算钱相关的场景), 应该让程序直接崩溃, 防止造成更严重的后果。
- 对于不太严重的问题(大多数场景), 可以记录错误日志, 并通过监控报警程序及时通知程序猿。
- 对于可能会恢复的问题(和网络相关的场景), 可以尝试进行重试。
在我们当前的代码中采取的是经过简化的第二种方式. 我们记录的错误日志是出现异常的方法调用信息, 能很快速的让我们找到出现异常的位置。
3.3关于 “调用栈”
方法之间是存在相互调用关系的, 这种调用关系我们可以用 调用栈"来描述. 在 JVM 中有一块内存空间称为 "虚拟机栈" 专门存储方法之间的调用关系. 当代码中出现异常的时候, 我们就可以使用 e.printStackTrace(); 的方式查看出现异常代码的调用栈。
可以使用catch捕获多个异常：
当try发生了异常之后，要在对应的catch里面捕获对应的异常。如果没有捕获这个异常，程序就会交给JVM处理，一旦交给JVM处理，程序就会终止。
例：
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1,2,3};
try{
arr = null;
System.out.println(arr[9]);
}catch (ArrayIndexOutOfBoundsException | NullPointerException e){
System.out.println("捕获到数组越界异常/空指针异常");
}
System.out.println("执行后续程序");
}
也可以用一个 catch 捕获所有异常由于 Exception 类是所有异常类的父类. 因此可以用这个类型表示捕捉所有异常。但是不建议这样写，这样的话捕获到的异常太大了。
在这种情况下，catch 进行类型匹配的时候, 不光会匹配相同类型的异常对象, 也会捕捉目标异常类型的子类对象。
catch在捕获异常的时候，从上往下，最好是子类->父类。
3.4 finally 表示最后的善后工作, 例如释放资源
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
try{
int n = scanner.nextInt();
System.out.println(10/n);
}catch (InputMismatchException e){
e.printStackTrace();
System.out.println("输入有误");
}catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
e.printStackTrace();
System.out.println("算数异常，可能0作为了除数");
}finally {
//一般用作资源的关闭
scanner.close();
System.out.println("finally执行了");
}
}
无论是否存在异常, finally 中的代码一定都会执行到. 保证最终一定会执行到 Scanner 的 close 方法.
3.5使用 try 负责回收资源
上面的代码可以有一种等价写法, 将 Scanner 对象在 try 的 ( ) 中创建, 就能保证在 try 执行完毕后自动调用 Scanner的 close 方法。
public static void main(String[] args) {
try (Scanner scanner = new Scanner(System.in)) {
int n = scanner.nextInt();
System.out.println(10 / n);
} catch (InputMismatchException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("输入有误");
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("算数异常，可能0作为了除数");
} finally {
System.out.println("finally执行了");
}
}
如果本方法中没有合适的处理异常的方式, 就会沿着调用栈向上传递，如果向上一直传递都没有合适的方法处理异常, 最终就会交给 JVM 处理, 程序就会异常终止(和我们最开始未使用 try catch 时是一样的)。
异常的抛出也可以使用throw来手动抛出某个异常。
例：
public static void func1(int x) throws RuntimeException{
if (x == 10){
throw new RuntimeException("x=" + x);//throw抛出自定义的异常
}
}
throw（抛出自定义的异常）和throws（声明这个异常）一般成对出现。使用 throws 关键字, 把可能抛出的异常显式的标注在方法定义的位置. 从而提醒调用者要注意捕获这些异常
尽量避免在finally当中使用return（被编译器当做一个警告）。
public static int func(){
int a = 10;
try{
return a;
}catch (ArithmeticException e){
e.printStackTrace();
}finally {
return 20;//最后输出的结果为20
}
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(func());//20
}
finally 执行的时机是在方法返回之前(try 或者 catch 中如果有 return 会在这个 return 之前执行 finally). 但是如果finally 中也存在 return 语句, 那么就会执行 finally 中的 return, 从而不会执行到 try 中原有的 return.
3.6异常处理流程
- 程序先执行
try中的代码 - 如果
try中的代码出现异常, 就会结束try中的代码, 看和catch中的异常类型是否匹配. - 如果找到匹配的异常类型, 就会执行
catch中的代码 - 如果没有找到匹配的异常类型, 就会将异常向上传递到上层调用者.
- 无论是否找到匹配的异常类型,
finally中的代码都会被执行到(在该方法结束之前执行). - 如果上层调用者也没有处理的了异常, 就继续向上传递.
- 一直到
main方法也没有合适的代码处理异常, 就会交给JVM来进行处理, 此时程序就会异常终止.
四、Java 异常体系
Java 内置了丰富的异常体系, 用来表示不同情况下的异常。
- 顶层类
Throwable派生出两个重要的子类,Error和Exception - 其中
Error指的是Java运行时内部错误和资源耗尽错误. 应用程序不抛出此类异常. 这种内部错误一旦出现，除了告知用户并使程序终止之外, 再无能为力. 这种情况很少出现. Exception是我们程序猿所使用的异常类的父类.其中Exception有一个子类称为RuntimeException, 这里面又派生出很多我们常见的异常类
NullPointerException,IndexOutOfBoundsException等.
Java语言规范将派生于Error类或RuntimeException类的所有异常称为 非受查异常, 所有的其他异常称为受查异常.
如果一段代码可能抛出受查异常, 那么必须显式进行处理：
a) 使用 try catch 包裹起来
b) 在方法上加上异常说明, 相当于将处理动作交给上级调用者
五、自定义异常类
Java 中虽然已经内置了丰富的异常类, 但是我们实际场景中可能还有一些情况需要我们对异常类进行扩展, 创建符合我们实际情况的异常。
例：实现一个用户登录功能。
class NameException extends RuntimeException{
public NameException(String message){
super(message);
}
}
class PasswordException extends RuntimeException{
public PasswordException(String message){
super(message);
}
}
public class test02 {
private static final String name = "zhang";
private static final String password = "123";
public static void login(String name,String password)throws NameException,PasswordException{
if (!test02.name.equals(name)){
// System.out.println("用户名错误");
throw new NameException("用户名错误");
}
if (!test02.password.equals(password)){
// System.out.println("密码错误");
throw new PasswordException("密码错误");
}
}
public static void main(String[] args) {
try{
login("zhang","1236");
}catch (NameException e){
e.printStackTrace();
System.out.println("用户名错误了");
}catch (PasswordException e){
e.printStackTrace();
System.out.println("密码错误了");
}
finally {
System.out.println("finally执行了！");
}
}
}
- 自定义异常通常会继承自
Exception或者RuntimeException。 - 继承自
Exception的异常默认是受查异常。 - 继承自
RuntimeException的异常默认是非受查异常。