Java异常详解及自定义异常

认识异常，掌握异常处理主要的5个关键字：throw、try、catch、final、throws并掌握自定义异常

1、异常概念与体系结构

1、1异常的概念

1、2异常体系结构

1、3异常的分类

编译时异常：

运行时异常：

2、异常处理

2、1防御式编程

2、2异常的抛出

2.3 异常的捕获

2.3.1 异常声明throws

2.3.2 try-catch捕获并处理

2.3.3 finally

3、自定义异常类

1、异常概念与体系结构

1、1异常的概念

在Java中，将程序执行过程中发生的不正常的行为称为异常。

比如写代码经常遇到的：

算数异常

System.out.println(10 / 0);

// 执行结果 Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero

数组越界异常

int[] arr = {1, 2, 3};

System.out.println(arr[100]);

// 执行结果 Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100

空指针异常

int[] arr = null;

System.out.println(arr.length);

// 执行结果 Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

从上述过程中可以看到，java中不同类型的异常，都有与其对应的类来进行描述。

1、2异常体系结构

异常种类繁多，为了对不同异常或者错误进行很好的分类管理，Java内部维护了一个异常的体系结构：

从上图中可以看到：

Throwable：是异常体系的顶层类，其派生出两个重要的子类, Error 和 Exception
Error：指的是Java虚拟机无法解决的严重问题，比如：JVM的内部错误、资源耗尽等，典型代表： StackOverflowError和OutOfMemoryError，一旦发生回力乏术。
Exception：异常产生后程序员可以通过代码进行处理，使程序继续执行。比如：感冒、发烧。我们平时所说的异常就是Exception。

1、3异常的分类

编译时异常：

在程序编译期间发生的异常，称为编译时异常，也称为受检查异常(Checked Exception）

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Person person=new Person("zhangsan",18);
        Person person2=(Person) person.clone();
        System.out.println(person2);
    }
}
//java: 未报告的异常错误java.lang.CloneNotSupportedException; 必须对其进行捕获或声明以便抛出

运行时异常：

在程序执行期间发生的异常，称为运行时异常，也称为非受检查异常(Unchecked Exception)

RunTimeException以及其子类对应的异常，都称为运行时异常。比如：NullPointerException、 ArrayIndexOutOfBoundsException、ArithmeticException。

注意：编译时出现的语法性错误，不能称之为异常。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

2、异常处理

2、1防御式编程

1、LBYL: Look Before You Leap. 在操作之前就做充分的检查. 即：事前防御型

boolean ret = false;

ret = 登陆游戏();

if (!ret) {

处理登陆游戏错误;

return;

}

ret = 开始匹配();

if (!ret) {

处理匹配错误;

return;

}

ret = 游戏确认();

if (!ret) {

处理游戏确认错误;

return;

}

ret = 选择英雄();

if (!ret) {

处理选择英雄错误;

return;

}

ret = 载入游戏画面();

if (!ret) {

处理载入游戏错误;

return;

}

缺陷：正常流程和错误处理流程代码混在一起, 代码整体显的比较混乱。

2、 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. 即：事后认错型

下面学习EAFP处理异常。

在Java中，异常处理主要的5个关键字：throw、try、catch、final、throws。

2、2异常的抛出

在编写程序时，如果程序中出现错误，此时就需要将错误的信息告知给调用者。

在Java中，可以借助throw关键字，抛出一个指定的异常对象，将错误信息告知给调用者。

if (null == array) {
    throw new NullPointerException("空指针异常");
}
if (index < 0 || index > array.length) {
    throw new ArrayIndexBoundsException("数组越界异常");
}

【注意事项】

throw必须写在方法体内部
抛出的对象必须是Exception 或者 Exception 的子类对象
如果抛出的是 RunTimeException 或者 RunTimeException 的子类，则可以不用处理，直接交给JVM来处理
如果抛出的是编译时异常，用户必须处理，否则无法通过编译
异常一旦抛出，其后的代码就不会执行

2.3 异常的捕获

异常的捕获，也就是异常的具体处理方式，主要有两种：异常声明throws 以及 try-catch捕获处理。

2.3.1 异常声明throws

处在方法声明时参数列表之后，当方法中抛出编译时异常，用户不想处理该异常，此时就可以借助throws将异常抛给方法的调用者来处理。即当前方法不处理异常，提醒方法的调用者处理异常

public int getElement(int[] array, int index) throws NullPointerException, ArrayIndexBoundsException {
    if (null == array) {
        throw new NullPointerException("空指针异常");
    }
    if (index < 0 || index > array.length) {
        throw new ArrayIndexBoundsException("数组越界异常");
    }
    return array[index];
}

【注意事项】

throws必须跟在方法的参数列表之后
声明的异常必须是 Exception 或者 Exception 的子类
方法内部如果抛出了多个异常，throws之后必须跟多个异常类型，之间用逗号隔开，如果抛出多个异常类型具有父子关系，直接声明父类即可。
调用声明抛出异常的方法时，调用者必须对该异常进行处理，或者继续使用throws抛出，如：
public static void main(String[] args) throws NullPointerException, ArrayIndexBoundsException {
    int[]array={1,2,3,4,5};
    ArrayException arrayException=new ArrayException();
   arrayException.getElement(array,6);
}

2.3.2 try-catch捕获并处理

throws对异常并没有真正处理，要将异常报告给抛出异常方法的调用者，由调用者处理。如果真正要对异常进行处理，就需要try-catch。

语法格式：

 try{
// 将可能出现异常的代码放在这里
        }catch(要捕获的异常类型 e){
// 如果try中的代码抛出异常了，此处catch捕获时异常类型与try中抛出的异常类型一致时，或者是try中抛出异常的基类
            时，就会被捕获到
// 对异常就可以正常处理，处理完成后，跳出try-catch结构，继续执行后序代码
        }[catch(异常类型 e){
// 对异常进行处理
        }finally{
// 此处代码一定会被执行到
        }]
// 后序代码
// 当异常被捕获到时，异常就被处理了，这里的后序代码一定会执行
// 如果捕获了，由于捕获时类型不对，那就没有捕获到，这里的代码就不会被执行
        注意：
        1. []中表示可选项，可以添加，也可以不用添加
        2. try中的代码可能会抛出异常，也可能不会

【注意事项】

try块内抛出异常位置之后的代码将不会被执行
如果抛出异常类型与catch时异常类型不匹配，即异常不会被成功捕获，也就不会被处理，继续往外抛，直到 JVM收到后中断程序----异常是按照类型来捕获的
try中可能会抛出多个不同的异常对象，则必须用多个catch来捕获----即多种异常，多次捕获
如果多个异常的处理方式是完全相同, 也可以写成这样：

catch ( ArrayIndexOutOfBoundsException | NullPointerException e ) {

...

}

如果异常之间具有父子关系，一定是子类异常在前catch，父类异常在后catch，否则语法错误：
可以通过一个catch捕获所有的异常，即多个异常，一次捕获(不推荐)

2.3.3 finally

在写程序时，有些特定的代码，不论程序是否发生异常，都需要执行，比如程序中打开的资源：网络连接、数据库连接、IO流等，在程序正常或者异常退出时，必须要对资源进进行回收。另外，因为异常会引发程序的跳转，可能导致有些语句执行不到，finally就是用来解决这个问题的。

public static void main(String[] args) {
    try{
        int[] arr = {1,2,3};
        arr[100] = 10;
        arr[0] = 10;
    }catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
        System.out.println(e);
    }finally {
        System.out.println("finally中的代码一定会执行");
    }
    System.out.println("如果没有抛出异常，或者异常被处理了，try-catch后的代码也会执行");
}

如果正常输入，成功接收输入后程序就返回了，try-catch-finally之后的代码根本就没有执行，即输入流就没有被释放，造成资源泄漏。所以，一般在finally中进行一些资源清理的扫尾工作，因为finally中的代码一定会执行的，

【异常处理流程总结】

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.

3、自定义异常类

Java 中虽然已经内置了丰富的异常类, 但是并不能完全表示实际开发中所遇到的一些异常，此时就需要维护符合我们实际情况的异常结构.

例如, 我们实现一个用户登陆功能.

定义异常类

步骤：

1、自定义异常类，然后继承自Exception 或者 RunTimeException

2、实现一个带有String类型参数的构造方法，参数含义：出现异常的原因

public class PassWordException extends Exception{
    public PassWordException() {
        super();
    }

    public PassWordException(String message) {
        super(message);
    }
}

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

2、定义登录类

步骤：

1、提供成员变量与构造方法

2、提供抛出异常的方法

class Login{
    private String useName;
    private String passWord;

    public Login(String useName, String passWord) {
        this.useName = useName;
        this.passWord = passWord;
    }

    public String getUseName() {
        return useName;
    }

    public void setUseName(String useName) {
        this.useName = useName;
    }

    public String getPassWord() {
        return passWord;
    }

    public void setPassWord(String passWord) {
        this.passWord = passWord;
    }

    public void logInfo(String useName,String passWord) throws UseNameException,PassWordException {
        if(!this.useName.equals(useName)){
            throw new UseNameException("用户名错误");
        }
        if(!this.passWord.equals(passWord)){
            throw new PassWordException("密码错误");
        }
        System.out.println("登陆成功");
    }
}

3、定义测试类，捕获异常

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Login login= new Login("27589","26163");

        try{
            login.logInfo("27589","2616");
        } catch (PassWordException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (UseNameException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

//com.exception.PassWordException: 密码错误
// at com.exception.Login.logInfo(Test.java:32)

//at com.exception.Test.main(Test.java:43)