异常

作者: c_gentle | 来源:发表于2021-01-18 15:47 被阅读0次

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一、异常

异常就是程序在运行时出现的意外的，不正常的情况或结果。
若异常产生后没有正确的处理，会导致程序的中断，以致造成损失。所以我们在开发中要尽量考虑到各种可能会发生的异常，并对其作出正确的处理，确保程序的正常执行。主流编程语言大多都提供了异常处理机制。

1、异常继承体系

image.png

Throwable类有两个子类Error和Exception，分别表示错误和异常。
Exception 和Error的子类大都是以Error或Exception作为类名后缀。

2、Error

Error，表示代码运行时 JVM（Java 虚拟机）出现的问题。如系统崩溃或内存溢出等，不需要处理Error，
常见的Error。

StackOverflowError：当应用程序递归太深而发生堆栈溢出时，抛出该错误。比如死循环或者没有出口的递归调用。
OutOfMemoryError：因为内存溢出或没有可用的内存提供给垃圾回收器时，Java 虚拟机无法分配一个对象，这时抛出该错误。比如new了非常庞大数量的对象而没释放。

3、Exception

Exception，表示程序在运行时出现的一些不正常情况，一般大多数表示轻度到中度的问题，属于可预测、可恢复问题。如除数为0，数组索引越界等，这种情况下，程序员通过合理的异常处理，确保程序的正常运行直到结束，常见的Exception。

ArrayIndexOutOfBoundsException：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。
ArithmeticException: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。
NullPointerException：当应用程序试图在需要对象的地方使用 null 时，抛出该异常。这种情况包括：
调用 null 对象的实例方法。
访问或修改 null 对象的字段。
将 null 作为一个数组，获得其长度等。
Student stu = null;
stu.getName();//空指针异常
stu.getC().getName();

二、捕获异常

一旦出现异常，程序会立即终止，所以在开发中我们一定要处理异常，处理异常有两种方式：
一种是自己（当前方法）处理异常，一种是自身抛出（其他方法）异常，不处理。

1、捕获单个异常

处理异常代码格式：

try{
    //可能出现异常的代码
} catch(要捕获的异常类型 变量）{
    //处理捕获到的异常的代码
}
//后面如果还有代码，无论try中的代码有没有异常，这里都会继续执行

异常一旦产生，首先会实例化一个该类型异常对象，并把该对象赋值给对应的catch语句块里的异常类变量。

public class CatchDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("begin");
        //divide方法会出现错误，但是因为divide方法已经处理，不会影响到调用方法的继续向下执行。
        divide(17, 0);
        System.out.println("ending");//能够执行到ending
    }
    public static void divide(int a, int b) {
        try {
            System.out.println(a / b);
        } catch (ArithmeticException e) {  //捕获ArithmeticException类型的异常
            System.out.println("除法运算数有错误");
        }
    }
}

当然也可以使用Exception接受所有的异常对象（多态）。开发中不建议捕获异常的时候使用Throwable，当然使用Throwable是没有一点问题的，只不过Throwable分为Error和Exception，而Error是没必要处理的，所以也没必要使用Throwable。

2、访问异常信息

常用方法	方法说明
String getMessage()	返回异常信息
void printStackTrace()	打印异常类型名和异常信息，以及程序中出现异常的位置。

getMessage方法只获取异常的错误信息，一般获取之后，把错误信息给用户查看。
printStackTrace方法，用于打印异常具体信息，包含了异常信息，错误类型，错误位置，方便程序开发阶段的调试（一般要打开），也是JVM默认的异常处理机制。

public static void divide(int a, int b) {
    try {
        System.out.println(a / b);
    } catch (ArithmeticException e) {
        e.printStackTrace();
        System.out.println("异常信息："+e.getMessage());
    }
}

目前就直接使用e.printStackTrace()就可以了。千万不能忘！！！！

3、捕获多个异常

处理多种类型异常代码格式：

try{
    //可能出现异常的代码
}catch(异常类型A 变量){
    //处理A类型异常的代码
}catch(异常类型B 变量){   
    //处理B类型异常的代码
}
...

若程序中还有未知的异常，我们可以在最后使用Exception进行统一捕获。

public class CatchDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("begin");
        divide("17", "0");
        System.out.println("ending");
    }

    public static void divide(String a, String b) {
        try {
            int x = Integer.parseInt(a);
            int y = Integer.parseInt(b);
            System.out.println(x / y);
        } catch (NumberFormatException e) {
            //处理数字格式化异常的代码
            e.printStackTrace();
        } catch (ArithmeticException e) {
            //处理算术异常的代码
            e.printStackTrace();
        } catch (Exception e) {
            //处理其他未知的异常
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4、finally语句块

在处理多种异常类型时，必须先捕获子类型异常，后捕获父类型异常。
try-catch-finally格式

try{
    //可能抛出异常的代码
}catch(异常类型 变量){
    //处理异常代码
}finally{
    //无论有没有异常，最后都会执行的代码
}

try语句块必须和catch语句块或try和finally同在，不能单独存在try或catch或finally。
finally块总会执行，不论是否有错误出现。但如果try语句块中或catch语句块存在JVM退出代码（System.exit(0);），finally块就不会被执行了。
一般，我们把关闭资源的代码放在finally里面，保证资源总是能关闭。

三、抛出异常

一旦出现异常，程序会立即终止，所以在开发中我们一定要处理异常，处理异常有两种方式：
一种是直接使用try-catch处理异常（已讲），一种是自身抛出异常，不处理，而抛出异常，有两种：

方法里面会出现异常，但方法不想处理这个异常，使用throw抛出异常对象。
方法里面可能会产生异常，自身不想处理，提醒调用该方法的方法做需要处理，使用throws关键字。

1、throws关键字

在可能出现异常的方法上声明抛出可能会出现异常的类型，格式：

修饰符 返回值类型 方法名(参数列表..) throws 异常类A,异常类B...{
}

抛出异常的原因：该方法自身处理不了该异常，只能使用throws提醒该方法的调用者需要处理异常。当然调用者也有两种处理方式：自己捕获处理或再次抛出（要么try...catch ,要么也throws）。

public class ThrowsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            divide(3, 1);
            divide(1, 0);//调用divide方法，调用者必须处理或再次抛出
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    //divide方法可能有异常，divide处理不了该异常，就抛出，让divide方法的调用者来处理
    public static void divide(int a, int b) throws Exception {
        System.out.println(a / b);
    }
}

若某方法内可能出现多个异常，那么也可以同时声明抛出对多个异常类型，异常类之间使用逗号隔开。

2、throw关键字

当方法内，需要返回一个错误结果给调用者时，一般使用throw关键字在方法内手动抛出一个具体的异常对象。

public class ThrowDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            isExist("will");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());//对不起，用户名will已经存在
        }
    }

    public static boolean isExist(String userName) throws Exception {
        String[] data = { "will", "lucy", "lily" };//// 模拟已经注册的用户名
        if (userName != null && userName.length() > 0) {
            for (String name : data) {
                if (name.equals(userName)) {//// 用户名相同，证明该用户已经存在
                    // 手动抛出一个错误表明提示代码的逻辑错误了
                    throw new Exception("对不起，用户名" + userName + "已经存在");
                }
            }
        }
        return false;
    }
}

上述代码中throws和throw并不冲突，他们各自的作用是不一样的：
throw：当传入的参数已经存在，就返回一个错误结果给isExist方法的调用者。
throws：用于提醒isExist方法的调用者，需要处理异常。
throws和throw的区别
throws用于方法声明上，表示该方法不需要处理某种类型异常，也在提醒该方法调用者需要处理异常。
throw用于返回一个错误结果，抛出具体异常类的对象给调用者。

四、异常分类

异常体系分成：checked（编译）异常和runtime（运行）异常。
划分规则是，RuntimeException和其子类属于运行异常，异常除了运行异常，其他都是编译异常。

1、运行异常

runtime异常，顾名思义在编译时期不被检测，只有在运行时期才会被检查出来。
运行异常可以不使用try...catch处理，但一旦出现异常就将由JVM处理（打印堆栈信息）。RuntimeException（运行时异常）通常是指因设计或实现方式不当而导致的问题。程序员小心谨慎是可以避免的异常。如：事先判断对象是否为null就可以避免NullPointerException异常，事先检查除数不为0就可以避免ArithmeticException异常。
运行异常特点：
在编译阶段，Java编译器检查不出来。一般的，程序可以不用使用try-catch和throws处理运行异常。

2、编译异常

编译被检查异常，顾名思义就是在编译时期就会被检测到的异常。除了RuntimeException以及子类以外，其他的Exception及其子类都是编译异常，有时候也称之为非runtime异常。
特点：
在编译阶段，Java编译器会检查出异常，也就说程序中一旦出现这类异常，要么使用try-catch语句捕获，要么使用throws语句声明抛出它，否则编译就不会通过。
简而言之：程序要求必须处理编译异常，使用try-catch或throws处理。

3、自定义异常

一个异常类只表示某一种特定的异常类型，在项目开发中，可能会出现特定的逻辑错误，此时开发者可以对这些错误进行封装成异常。比如我们可以定义一个LogicException用于表示业务逻辑异常。

自定义异常的两种方式，可以继承Exception类或RuntimeException类。一般推荐继承RuntimeException类。
继承异常类之后，一般的，需要提供无参构造方法和带一个String类型参数的构造器。
定义一个客户类，表示一个客户。

public class Customer {
    String name;

    public Customer(String name) {
        this.name = name;
    }
}

定义一个客户异常，专门表示抛出给用户看的异常类型。

public class CustomerException extends RuntimeException {
    //错误中可以添加自定义的属性，代表这个错误是针对哪个客户产生的。
    private Customer customer;

    public CustomerException(String message, Customer customer) {
        super(message); //勿忘,表示把传递的异常信息存储到异常对象中
        this.customer = customer;
    }
}

测试类:

public class ExceptionDemo {
    //定义一个方法，模拟在处理某个客户的时候出现了客户相关的逻辑错误
    public static boolean someCustomerLogic(String name) {
        Customer c = new Customer(name)；
         //省略了若干业务代码
        throw new CustomerException("客户逻辑错误", new Customer(name));
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            someCustomerLogic("will");
        } catch (Exception e) {
            //通过判断错误的类型，可以把错误强行转成CustomerException
            if (e instanceof CustomerException) {
                CustomerException ce = (CustomerException) e;
                System.out.println(ce.customer);//就可以得到错误中的客户对象了。
            }
        }
    }
}