第7章-第1节-Java中的异常处理

1、异常Exception概述：

1）、异常的概念：

现实生活中万物在发展和变化会出现各种各样不正常的现象。

例如：人的成长过程中会生病。实际工作中，遇到的情况不可能是非常完美的。

比如：你写的某个模块，用户输入不一定符合你的要求、你的程序要打开某个文件，这个文件可能不存在或者文件格式不对，你要读取数据库的数据，数据可能是空的等。我们的程序再跑着，内存或硬盘可能满了等等。软件程序在运行过程中，非常可能遇到刚刚提到的这些异常问题，我们叫异常，英文是： Exception ，意思是例外。这些，例外情况，或者叫异常，怎么让我们写的程序做出合理的处理，安全的退出，而不至于程序崩溃。

2）、实际开发中异常的理解：

实际开发中，异常从面向对象的角度考虑也是一类事物，我们可以向上抽取为异常类。这个异常类可以对一些不正常的现象进行描述，并封装为对象。

2、异常体系：

JDK 中定义了很多异常类，这些类对应了各种各样可能出现的异常事件，所有异常对象都是派生于 Throwable 类的一个实例。如果内置的异常类不能够满足需要，还可以创建自己的异常类。 Thorwable 类（表示可抛出）是所有异常和错误的超类，两个直接子类为 Error （错误）和 Exception （异常）。

先来看看 java 中异常的体系结构图解：

1）、Error类：

Error是 java 所有错误类的父类，描述了 java 运行时系统内部错误和资源耗尽错误。这类错误是我们无法控制的，同时也是非常罕见的错误，表明系统 JVM 已经处于不可恢复的崩溃状态中，它是由 JVM 产生和抛出的，比如 OutOfMemoryError 、 ThreadDeath 等。所以错误是很难处理的，一般与硬件及运行实际环境有关，一般来说程序员是无法处理这些错误的，我们在编程中，可以不去处理这类错误。例如内存溢出，需要的内存超出了 java 虚拟机管理的内存范围

//递归模拟内存溢出
public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        A(0);
    }
}
    
public static void A(int num){
    num += 1;
    A(num);
}

Error与Exception的区别：

Error错误，就好像我们开车去上班，结果半路车坏了，那么这种问题我们是没办法提前预知道的
Exception 就好像，我们开车去上班，我们广播中已经提示了A路线堵车，那么我们就可以换条路线即可。

2）、Exception类：

Exception 类所有异常类的父类，其子类对应了各种各样可能出现的异常事件。 Error 是程序无法处理的错误，但是 Exception 是程序本身可以处理的异常，在程序中应当尽可能去处理这些异常。

3）、运行时异常RuntimeException：

RuntimeException 和他的所有子类异常，都属于运行时期异常。

例如： NullPointerException 、 ClassCastException 、 IndexOutOfBoundsException 、 ArithmeticException 等。因为程序编译时异常不能被检查出，所以又称为不检查异常（ UnCheckedException ）。运行时异常一般是由程序逻辑错误引起的，所以在编写程序时，我们应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。当出现 RuntimeException 的时候，系统将自动检测并将它们交给缺省的异常处理程序（虚拟机接管并处理），用户可以不必对其处理。

比如：我们从来没有人去处理过 NullPointerException 异常，它就是运行时异常，并且这种异常还是最常见的异常之一。 ArithmeticException 异常，异常算术条件时抛出。例如： “ 除以零 ” 的整数会抛出此类的一个实例。

//空指针异常
public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        int [] nums = null;
        System.out.println(nums.length);
    }
}

4）、编译时异常：

要求程序员在编写程序阶段必须预先对这些异常进行处理，如果不处理编译器报错，因此得名编译时异常

public class BianYiDemo {
    public static void main(String[] args) throws ParseException {
        String str = "2022-07-09";
        SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
        Date date = format.parse(str);

        System.out.println(date);
    }
}

3、异常处理

1）、throws抛出异常：

public static void main(String[] args)throws ParseException{
    B(); //此处爆出红线
}

public static void B() throws ParseException{
    Date parse = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").parse("2024-01-05 00:00:00");
    System.out.println(parse);
}

throws 关键字表示，抛出异常，跟在方法后，后可跟多个异常，当前虽然可以抛出不处理，抛出异常的方法被调用处，还是要处理！

【注意】

throws虽然抛出异常，当前代码块中的红线消失可以运行，但是如果代码逻辑或者数据错误，还是会爆出异常，这是因为，throws是负责将异常向上抛出，谁调用此方法谁就负责处理这个异常，那么此处的main方法将异常继续向上抛出，那么main方法是JVM调用的，所以就相当于异常抛给了JVM，然而JVM没有处理这个异常，所以异常信息还是会打印出来！

2）、try-catch捕获异常：

public static void main(String[] args) {
    try {   // try块可能为出现异常的代码段
        B();
    } catch (ParseException e) {  // catch 块为捕获异常（要捕获的异常类型）
        //处理异常的方式
        System.err.println("您的时间格式错误！请修正！！");
    }
}
    
public static void B() throws ParseException {
    Date parse = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").parse("2024=01-05 00:00:00");
    System.out.println(parse);
}

try块表示发生异常的代码；

catch表示捕获异常，随后打印异常信息，也可以继续向上抛出！

3）、try-catch-finally：

try catch 后还可接finally块，而finally块中代码无论异常是否发生，都会执行！！常用于关闭资源等操作！

public static void main(String[] args) {
    try {
        C();
    } catch (ArithmeticException e) {
        System.err.println("分母为0了！！！！快去检查！！！！！");
    }finally {
        //常常用于关闭关键资源
        System.out.println("我是 finally 数据块！，如果出现异常，那就让我关闭数据库资源！");
    }
}

//定义一个方法  模拟分母为0的异常情况
public static void C() throws ArithmeticException {
    int num1 = 10;
    int num2 = 0;
    System.out.println("我正常打开了数据库资源！！！！");
    System.out.println(num1/num2);
    System.out.println("我正常关闭数据库资源！！！！");
}

【思考】

1.如果异常没有抓住或者没有出现异常的情况下，finally 还会执行嘛？都会执行

2.如果遇见return 关键字，那么finally 还会执行嘛？ finally 不会收到return影响的！

【finally块不会被执行的情况】有4种特殊情况，finally块不会被执行：

1.finally语句块中发生了异常（中断了）

2.前面的代码中执行了System.exit()退出程序

3.程序中所在的线程死亡

4.关闭CPU

4）、try-finally：

不去处理异常，但是finally还是会执行

try {
    C();
} finally {
    //常常用于关闭关键资源
    System.out.println("我是 finally 数据块！我关闭数据库资源！");
}
//....

5）、getMessage和e.PrintStackTrace区别：

try {
    C();
} catch (ArithmeticException e) {
    System.err.println("分母为0了！！！！快去检查！！！！！");
    //System.out.println(e.getMessage());
    e.printStackTrace();
} finally {
    //常常用于关闭关键资源
    System.out.println("我是 finally 数据块！我关闭数据库资源！");
}
//.....

getMessage：获取异常简单的描述信息。

语法格式：String msg = exception.getMessage();

PrintStackTrace：打印异常追踪的堆栈信息，比较适合于程序的调试阶段

语法格式：exception.printStackTrace();

6）、throw关键字：

throw关键字为手动抛出异常

通过自己判断出现异常的地方，来手动throw抛出异常，因为是运行时异常，在调用处可以不去处理.

在后面的学习中，我们会慢慢发现，throw通常会提供一种方法的多样性，常常搭配if结构一起使用！

public static void main(String[] args) {
    try {
            C();
    } catch (Exception e) {
            System.out.println("分母为0！！！");
    }
}
    
//定义一个方法  模拟分母为0的异常情况
public static void C() {
    int num1 = 10;
    int num2 = 2;
    if(num2==0){
        throw new ArithmeticException("我是throw关键字 --->   分母为0啦！");
    } else {
        System.out.println(num1/num2);
    }
}

7）、throw和throws：

不同点：

位置不同。throws用在方法上，后边跟的是异常类，可以跟多个异常类。throw用在方法内，后面跟的是异常对象
功能不同。
1. throws用来声明异常，让调用者只知道该功能可能出现的问题，throws表示出现异常的一种可能性，并不一定会发生这些异常
2. throw抛出具体的问题对象。执行throw则一定抛出了某种异常对象

相同点：两者都是消极处理异常的方式

4、自定义异常：

1）、定义：继承Throwable或者他的子类Exception的用户自己定义的异常类。前面的内容提到的都是系统有的异常类。

2）、在程序中使用自定义异常的步骤：

创建自定义异常类
编写异常信息
通过throw关键字使用自定义异常类

例如：

class AgeException extends Exception {
    public AgeException(String message) {
        super(message);
    }
}

public class Test03 {

    //用户输入年龄方法
    public static void input() {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入姓名：");
        String name = scanner.next();//接收键盘上姓名的输入
        System.out.println("请输入年龄：");

        while (scanner.hasNext()) {
            //Scanner类中的hasNext()方法可以判断下一个输入是否为整数，整数才会进入到循环体，该程序利用这个特点并且结合if判断语句来控制年龄的输入是否<0
            try {
                int age = scanner.nextInt();//接收键盘上年龄的输入
                if (age < 0) {
                    throw new AgeException("年龄不能为负数");//２、一旦出现年龄输入为< 0的情况，就会通过throw抛出一个AgeException类的对象并且捕获处理
                }
                System.out.println("姓名" + name);
                System.out.println("年龄" + age);
                break;

            } catch (AgeException e) {
                System.out.println(e.getMessage() + "请重新输入：");
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        input();
    }
}

5、final、finally、finalize的区别：