异常

1. 异常概念
- 程序开发中常见异常
2. 异常的体系结构
- 2.1 异常体系核心父类
- - 异常的另外划分模式
3. 异常的处理流程
- 3.1 异常的捕获并处理try-catch-finally代码块
- - 组合一：try catch
  - 组合二：finally代码块
  - - finally不执行的特殊情况
- 3.2 throw 和 throws
- 3.3 自定义异常

1. 异常概念

异常：程序执行过程中的不正常行为。异常是发生在程序执行过程中，遇到某些代码执行不下去，称之为异常。语法的错误并不属于异常，在编译阶段就会进行报错。

程序开发中常见异常

越界异常
索引下标非法：访问了数组中不存在的位置，越界异常

int[] num=new int[3];
System.out.println(num[3]);

NPE空指针异常
通过一个值为null的引用调用成员方法/属性

int[] num=new int[3];
num=null;
System.out.println(num[1]);

类型转换异常
发生在两个毫无关系的类之间对象的转换（要发生向下转型首先得发生向上转型）

int[] num=new int[3];
num=null;
System.out.println(num[3]);

异常的出现是具有逻辑顺序的，面对空指针异常和越界异常，在程序运行时，只要碰到异常，通常会选择第一个异常进行抛出，终止程序运行。

2. 异常的体系结构

在Java中，异常也是类，一切皆对象。程序所抛出的异常，抛出的就是异常对象，只不过该对象是由JVM产生并返回给程序的！

2.1 异常体系核心父类

Error：JVM无法解决的严重问题，当出现Error类问题，程序是无法解决的，只能退出。
StackOverFlowError(栈溢出) OutMemoryError(堆溢出)
Exception：异常产生后，程序员可以通过异常的处理流程来解决此类问题，使得程序能够继续执行。

异常的另外划分模式

受查异常/编译时异常
在程序编译时必须显示进行异常处理的异常，称为受查异常。受查异常若不进行处理，则程序会卡在编译阶段，无法运行。
例如：IOException、ClassNotFoundException、SqlException…除了非受查异常之外的都是受查异常。
以clone()方法为例：
非受查异常/运行时异常
程序编译时没有产生任何错误，但是程序执行时发生的异常称为非受查异常。
例如：Error、RuntimeException以及其子类（Arithmetic Exception、ClassCastException、IlegalArgumentException…）、NPE问题，属于程序执行起来出现的异常，非受查异常/运行时异常

3. 异常的处理流程

异常处理的5个主要关键字：try catch finally throw throws

3.1 异常的捕获并处理try-catch-finally代码块

try{
//可能产生的异常放在try代码块中
}[catch(异常类型 异常对象)][0...N]{
//若捕获到了相应类型的异常对象，如何处理
//放在catch代码块中
}[finally]{
//无论是否有异常产生或者是否处理异常，最终一定会执行的代码放在finally代码块中
//finally中的代码块一定会被执行到
}

组合一：try catch

try{

}catch(异常类型 异常对象){

}catch....{

}

a. 当没有异常产生时，不走catch块，程序正常执行结束
b. 当异常产生，且被正确的捕获到，则走相应的catch代码块，try代码块中从出现异常之后的代码不再执行；但是异常体系之后的代码会正常执行！
在这里插入图片描述
有异常处理之后，保证程序抛出异常之后，正确捕获该异常，就可以使得异常体系结构之后的代码继续执行。

c. 关于catch块捕获异常的说明

当try中可能会产生多种异常时，可以使用多个代码块进行捕获；
也可以捕获异常的父类，通过向上转型来进行异常捕获（不推荐，具体异常不明确，只要不是error，都可以进行捕获）
输出异常产生的原因及位置，调用异常对象的printStackTrace()方法，异常出现时，由JVM产生异常对象并返回给程序。

try{
//异常代码
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}

若catch代码块有多个分支，且多个分支有父子关系的情况，一定是子类异常的捕获要写在父类异常捕获之前。

try{
//异常代码
num=null;
System.out.println(num[100]);
System.out.println("其他代码");
}catch(NullPointerException e){
System.out.println("捕获到空指针异常");
e.printStackTrace();
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("异常之后代码");

多个catch块只会走一个，从上至下，匹配多个catch块，直至碰见第一个满足的catch代码块就进入，其他的代码块不再执行！跳转至异常体系之后的代码执行。

组合二：finally代码块

try{

}catch(异常类型 异常对象){

}finally{
无论是否产生异常，都会执行的代码块
}

未捕获异常：当产生异常后，没有被捕获的情况下，程序需要退出，程序退出之前，finally代码块需要先执行，再退出程序。
对异常进行捕获后：当try catch finally都有返回值时，使用catch对异常进行捕获，程序此时能够正常执行，在方法结束之前，先执行finally中的代码块，再进行返回值return。
无论是否产生异常，且是否具有返回值，finally中的代码块一定是会执行的！
位置1和位置2的代码有什么区别？
当有异常产生时，1,2都会执行，return 3；
如果没有异常产生，catch中的语句不会执行，执行finally之后，直接return 1从try中结束调用，不会执行2对应的代码。

总结：
所有关于资源关闭的操作，都会放在finall代码块中，文件的关闭，数据库连接的关闭，统一都放在finally代码块中，确保该资源一定会被关闭。

若finally有return语句，无论是否有异常产生，都会返回finally的返回值，因此一般不在finally中写return语句。

finally不执行的特殊情况

在这里插入图片描述
正常编码，finally一定会正常执行；若出现导致JVM进程直接退出的情况，finally才不会执行，eg:System.exit(0);

3.2 throw 和 throws

若出现异常，不会进行处理，将异常抛回给调用者处理。

throws：用在方法声明上，明确表示该方法可能产生某些异常，但是该方法不处理，若出现异常，将异常对象抛回给调用者处理

在这里插入图片描述

若在整个调用过程中没有一个位置进行异常处理，最终这个异常对象就会抛回给JVM，整个程序退出。

关键点：
（1）throws 关键字在方法列表之后进行定义；
（2）throws 可以抛出多个异常，多个异常使用‘,’进行分隔，若有父子关系，只需要抛出父类异常即可；
（3）throws 抛出的必须是Exception以及其子类。

特殊说明：

若throws抛出的是受查异常，则调用者必须进行显式的异常处理（要么使用try catch捕获，要么继续通过throws向上抛出）
clone抛出CloneNotSupportedException （受查异常）代码示例

在这里插入图片描述

throw：用在方法内部，程序员在出现异常时，自己产生异常对象并向外抛出，（原来异常对象是由JVM产生，现在程序员自己产生异常对象），一般搭配自定义异常使用。
手动产生非受查异常，编译不报错，程序执行到此，相当于JVM产生了异常对象，可以使用异常的处理流程进行处理

对于异常未作处理，相当于throws向外抛出的情况
在这里插入图片描述 使用try catch对自己产生的异常进行捕获处理
总结：
无论是哪种方式产生的对象（JVM产生还是自己throw new的对象）与异常产生的方式无关。
是否需要进行显式处理，需要判断异常对象是受查异常还是非受查异常；只要是受查异常就必须进行显式异常处理！！！

3.3 自定义异常

以简单用户登录为例：

public class MyException {
    static String userName="张三";
    static String passWord="123";
    public static void main(String[] args) throws UserNameException {
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入您的用户名：");
        String user=sc.nextLine();
        System.out.println("请输入您的密码：");
        String pass=sc.nextLine();
        login(user,pass);
    }

    public static void login(String userName,String passWord) throws UserNameException {
        if(!userName.equals(MyException.userName))
        {
            //抛出用户名错误异常
            throw new UserNameException("用户名错误！");
        }
        if(!passWord.equals(MyException.passWord))
        {
            //抛出密码错误异常
            throw new PassWordException("密码错误");
        }
          System.out.println("登录成功！");
    }
}
//用户名属于受查异常
class UserNameException extends Exception{
    //只需要提供构造方法即可
    public UserNameException(String msg){
        super(msg);
    }
}
//密码错误属于非受查异常
class PassWordException extends RuntimeException{
    public PassWordException(String msg){
        super(msg);
    }
}