文章目录

🥽 异常概述
🥽 异常的分类
🥽 异常的处理
🌊 异常处理机制一：try-catch-finally
💦 语法结构
💦 try-catch
💦 finally
💦 try-catch-finally处理异常的执行流程

🌊 编译时异常与运行时异常的不同处理
🌊 异常处理机制二：throws+异常类型
🌊 重写方法异常抛出的规则
🌊 异常处理方式的选择

🥽 手动抛出异常对象
🥽 用户自定义异常类

🥽 异常概述

异常：在Java语言中，将程序执行中发生的不正常情况称为“异常”。(开发过程中的语法错误和逻辑错误不是异常)
Java程序在执行过程中所发生的异常事件可分为两类：
- Error：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和OOM。一般不编写针对性的代码进行处理。
- Exception(异常): 其它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：
  - 空指针访问
  - 试图读取不存在的文件
  - 网络连接中断
  - 数组角标越界
对于这些错误，一般有两种解决方法：一是遇到错误就终止程序的运行。另一种方法是由程序员在编写程序时，就考虑到错误的检测、错误消息的提示，以及错误的处理。
捕获错误最理想的是在编译期间，但有的错误只有在运行时才会发生。比如：除数为0，数组下标越界等。

🥽 异常的分类

异常的分类：编译时异常和运行时异常

运行时异常
- 是指编译器不要求强制处置的异常。一般是指编程时的逻辑错误，是程序员应该积极避免其出现的异常。java.lang.RuntimeException类及它的子类都是运行时异常。
- 对于这类异常，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。
编译时异常
- 是指编译器要求必须处置的异常。即程序在运行时由于外界因素造成的一般性异常。编译器要求Java程序必须捕获或声明所有编译时异常。
- 对于这类异常，如果程序不处理，可能会带来意想不到的结果。

在这里插入图片描述

🥽 异常的处理

Java采用的异常处理机制，是将异常处理的程序代码集中在一起，与正常的程序代码分开，使得程序简洁、优雅，并易于维护。
Java提供的是异常处理的抓抛模型。
- 抛：Java程序的执行过程中如出现异常，会生成一个异常类对象，该异常对象将被提交给Java运行时系统，这个过程称为抛出(throw)异常。一旦抛出异常对象，抛出异常对象位置之后的代码不再执行。
- 抓：异常的处理方式
  - try-catch-finally
  - throws
异常对象的生成
- 由虚拟机自动生成：程序运行过程中，虚拟机检测到程序发生了问题，如果在当前代码中没有找到相应的处理程序，就会在后台自动创建一个对应异常类的实例对象并抛出——自动抛出
- 由开发人员手动创建：Exception exception = new ClassCastException();——创建好的异常对象不抛出对程序没有任何影响，和创建一个普通对象一样
如果一个方法内抛出异常，该异常对象会被抛给调用者方法中处理。如果异常没有在调用者方法中处理，它继续被抛给这个调用方法的上层方法。这个过程将一直继续下去，直到异常被处理。这一过程称为捕获(catch)异常。
如果一个异常回到main()方法，并且main()也不处理，则程序运行终止。
程序员通常只能处理Exception，而对Error无能为力。

在这里插入图片描述

🌊 异常处理机制一：try-catch-finally

💦 语法结构

try{
...... //可能产生异常的代码
}
catch( ExceptionName1 e ){
...... //当产生ExceptionName1型异常时的处置措施
}
catch( ExceptionName2 e ){
...... //当产生ExceptionName2型异常时的处置措施
}
......
[ finally{
...... //无论是否发生异常，都无条件执行的语句
} ]

💦 try-catch

try
- 捕获异常的第一步是用try{…}语句块选定捕获异常的范围，将可能出现异常的代码放在try语句块中。
catch (Exceptiontype e)
- 在catch语句块中是对异常对象进行处理的代码。每个try语句块可以伴随一个或多个catch语句，用于处理可能产生的不同类型的异常对象。
- 如果明确知道产生的是何种异常，可以用该异常类作为catch的参数；也可以用其父类作为catch的参数。比如：可以用 ArithmeticException 类作为参数的地方，就可以用RuntimeException类作为参数，或者用所有异常的父类Exception类作为参数。但不能是与ArithmeticException类无关的异常，如NullPointerException（catch中的语句将不会执行）。
- 捕获异常的有关信息：
  - 与其它对象一样，可以访问一个异常对象的成员变量或调用它的方法。
  - getMessage() 获取异常信息，返回字符串
  - printStackTrace() 获取异常类名和异常信息，以及异常出现在程序中的位置。返回值void。该方法会将获取到的信息在控制台进行打印。

    @Test
    public void test1() {
        String str = "123";
        str = "abc";
        int num = 0;
        try {
            num = Integer.parseInt(str);
            System.out.println("hello-----1");
        } catch (NumberFormatException e) {
            //System.out.println("出现数值转换异常了，不要着急....");
            //String getMessage():
            //System.out.println(e.getMessage());
            //printStackTrace():
            e.printStackTrace();
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("出现空指针异常了，不要着急....");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("出现异常了，不要着急....");
        }
        System.out.println(num);
        System.out.println("hello-----2");
    }

在这里插入图片描述

finally是可选的。
使用try将可能出现异常代码包装起来，在执行过程中，一旦出现异常，就会生成一个对应异常类的对象，根据此对象的类型，去catch中进行匹配
一旦try中的异常对象匹配到某一个catch时，就进入catch中进行异常的处理。一旦处理完成，就跳出当前的 try-catch结构（在没有写finally的情况）。继续执行其后的代码
catch中的异常类型如果没有子父类关系，则谁声明在上，谁声明在下无所谓。 catch中的异常类型如果满足子父类关系，则要求子类一定声明在父类的上面。否则，报错
常用的异常对象处理的方式： ① String getMessage() ② printStackTrace()
在try结构中声明的变量，在出了try结构以后，就不能再被调用

使用try-catch-finally处理编译时异常，是得程序在编译时就不再报错，但是运行时仍可能报错。相当于我们使用try-catch-finally将一个编译时可能出现的异常，延迟到运行时出现。

💦 finally

捕获异常的最后一步是通过finally语句为异常处理提供一个统一的出口，使得在控制流转到程序的其它部分以前，能够对程序的状态作统一的管理。
不论在try代码块中是否发生了异常事件，catch语句是否执行，catch语句是否有异常，try语句或catch语句中是否有return，finally块中的语句都会被执行。
finally语句是可选的

    @Test
    public void testMethod() {
        int num = method();
        System.out.println(num);
    }

    public int method() {
        try {
            int[] arr = new int[10];
            System.out.println(arr[10]); // 出现异常，生成异常对象进入对应的catch语句
            return 1;
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            e.printStackTrace();
            return 2; // 由于有finally语句(一定会执行)，所以进入finally语句再回来执行return
        } finally {
            System.out.println("我一定会被执行");
            return 3; // 由于在finally语句中进行了return，直接结束该方法返回3
        }
    }

在这里插入图片描述

    @Test
    public void test2() {
        FileInputStream fis = null;
        try {
            File file = new File("hello1.txt");
            fis = new FileInputStream(file);
            int data = fis.read();
            while (data != -1) {
                System.out.print((char) data);
                data = fis.read();
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                // 避免空指针异常
                // fis = new FileInputStream(file); 可能报异常而创建失败会使得fis为null
                if (fis != null) fis.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

像数据库连接、输入输出流、网络编程Socket等资源，JVM是不能自动的回收的，我们需要自己手动的进行资源的释放。此时的资源释放，就需要声明在finally中。
try-catch-finally结构可以嵌套

💦 try-catch-finally处理异常的执行流程

在这里插入图片描述

🌊 编译时异常与运行时异常的不同处理

开发中，由于运行时异常比较常见，所以我们通常就不针对运行时异常编写try-catch-finally了。针对于编译时异常，我们说一定要考虑异常的处理。
对于运行时异常一般是代码的逻辑出现问题，所以一般不采用try-catch，因为是代码本身出现问题，所以一般采用修改代码处理出现的运行时异常。编译时异常一般情况下不是由于代码出现问题，所以一般采用try-catch处理编译时异常。

🌊 异常处理机制二：throws+异常类型

如果一个方法(中的语句执行时)可能生成某种异常，但是并不能确定如何处理这种异常，则此方法应显示地声明抛出异常，表明该方法将不对这些异常进行处理，而由该方法的调用者负责处理。

“throws + 异常类型” 写在方法的声明处。指明此方法执行时，可能会抛出的异常类型。一旦当方法体执行时，出现异常，仍会在异常代码处生成一个异常类的对象，此对象满足throws后异常类型时，就会被抛出。异常代码后续的代码，就不再执行！

    public static void main(String[] args) {
        // method2没有对method1抛出的异常进行处理
        // 而是继续抛出异常，所以此处需要异常处理
        try {
            method2();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 由于method3中对异常进行处理了，没有抛出异常
        // 此处不用异常处理
        // method3();
    }
    
    public static void method3() {
        try {
            method2();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    public static void method2() throws IOException {
        method1();
    }
    
    public static void method1() throws FileNotFoundException, IOException {
        File file = new File("hello1.txt");
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        int data = fis.read();
        while (data != -1) {
            System.out.print((char) data);
            data = fis.read();
        }
        fis.close();
        // 由于文件不存在
        // File file = new File("hello1.txt"); 此处就会生成异常对象
        // File file = new File("hello1.txt"); 后的代码不会执行
        System.out.println("hahaha!");
    }

try-catch-finally:真正的将异常给处理掉了。 throws的方式只是将异常抛给了方法的调用者。并没有真正将异常处理掉。

🌊 重写方法异常抛出的规则

子类重写的方法抛出的异常类型不大于父类被重写的方法抛出的异常类型。

public class OverrideTest {
    public static void main(String[] args) {
        OverrideTest test = new OverrideTest();
        // 此时将子类作为形参传递给接收父类类型参数的方法
        // 如果子类重写方法抛出的异常小于等于父类被重写方法抛出的异常
        // 则在调用方法中可以对异常继续捕获处理
        // 如果子类重写方法抛出的异常大于父类被重写方法抛出的异常
        // 则在调用方法中不能对异常继续捕获处理，抛出的异常类型大于catch中捕获的异常
        test.display(new SubClass());
    }

    public void display(SuperClass s) {
        try {
            s.method();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class SuperClass {
    public void method() throws IOException {
        
    }
}

class SubClass extends SuperClass {
    public void method() throws FileNotFoundException {

    }
}

🌊 异常处理方式的选择

如果父类中被重写的方法没有throws方式处理异常，则子类重写的方法也不能使用throws，意味着如果子类重写的方法中有异常，必须使用try-catch-finally方式处理。
执行的方法a中，先后又调用了另外的几个方法，这几个方法是递进关系执行的。我们建议这几个方法使用throws的方式进行处理。而执行的方法a可以考虑使用try-catch-finally方式进行处理。

🥽 手动抛出异常对象

public class StudentTest {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			Student s = new Student();
			s.regist(-1001); 
			// 如果在regist方法中出现逻辑不允许的异常
			// 手动生成一个异常对象，并将该异常对象抛出
			// 可以阻止后续代码的执行，阻止逻辑错误后继续运行
			System.out.println(s);
		} catch (Exception e) {
//			e.printStackTrace();
			System.out.println(e.getMessage());
		}
	}
}


class Student{
	
	private int id;
	
	// 抛出手动生成的异常对象
	public void regist(int id) throws Exception {
		if(id > 0){
			this.id = id;
		}else{
			//System.out.println("您输入的数据非法！");
			//手动抛出异常对象
			//throw new RuntimeException("您输入的数据非法！");
			//传入的字符串相当于为e.getMessage()读取的属性赋值
			throw new Exception("您输入的数据非法！");
		}
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Student [id=" + id + "]";
	}
}

🥽 用户自定义异常类

如何自定义异常类？
1. 继承于现有的异常结构：RuntimeException 、Exception
2. 提供全局常量：serialVersionUID，用于唯一标识一个类，序列化时用于不同类的识别
3. 提供重载的构造器，一般一个无参构造器和一个需要传入异常信息为形参的构造器

public class MyException extends Exception{
	// serialVersionUID，用于唯一标识一个类，序列化时用于不同类的识别
	static final long serialVersionUID = -7034897193246939L;
	
	public MyException(){
		
	}
	
	public MyException(String msg){
		super(msg); // 调用父类相应的构造器为e.getMessage()读取的属性赋值
	}
}

public class StudentTest {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			Student s = new Student();
			s.regist(-1001);
			System.out.println(s);
		} catch (Exception e) {
//			e.printStackTrace();
			System.out.println(e.getMessage());
		}
	}
}


class Student{
	
	private int id;
	
	public void regist(int id) throws Exception {
		if(id > 0){
			this.id = id;
		}else{
//			System.out.println("您输入的数据非法！");
			//手动抛出异常对象
//			throw new RuntimeException("您输入的数据非法！");
//			throw new Exception("您输入的数据非法！");
			// 抛出自定义异常对象
			// 手动抛出的只能是异常体系的对象
			throw new MyException("不能输入负数");
		}
		
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Student [id=" + id + "]";
	}
}