Java中的异常(Exception)

一、什么是异常(Exception)？

二、解决方案：try-catch

三、异常的概念

四、异常的体系图(重点)

小结：

五、常见的五大运行时异常

1、NullPointerException空指针异常

2、ArithmeticException数学运算异常

3、ArrayIndexOutOfBoundsException数组下标越界异常

4、ClassCastException类型转换异常

5、NumberFormatException数字格式不正确异常

六、编译异常

七、异常处理机制

1、try-catch-finally

编辑

2、throws

八、自定义异常

九、throw和throws的区别

目录的图片：

一、什么是异常(Exception)？

下面代码中的注释写的很清楚。

package com.hspedu.Exception;

public class Exception01 {
    public static void main(String[] args) {
        int num1 = 10;
        int num2 = 0;

        //1.当执行到num1/num2，因为num2 = 0，程序就会抛出异常ArithmeticException。Arithmetic(adj 算术的)
        //2.抛出异常后，程序就退出，因为崩溃了，下面的代码不再执行。
        //3.在2中叙述的情况，在现实中不合理，不应该因为出现了一个不算致命的问题，就导致整个系统崩溃。
        //4.因此java设计者提供了一个叫 异常处理机制 来解决该问题。
        int res = num1/num2;
        System.out.println("程序继续运行......");  //不会输出该句
    }
}

二、解决方案：try-catch

如果一段代码可能出现异常，可以使用try-catch异常处理机制来解决，从而保证程序的健壮性。

下面是try-catch机制的小例子：

package com.hspedu.Exception;

public class Exception01 {
    public static void main(String[] args) {
        int num1 = 10;
        int num2 = 0;

        //1.当执行到num1/num2，因为num2 = 0，程序就会抛出异常ArithmeticException。Arithmetic(adj 算术的)
        //2.抛出异常后，程序就退出，因为崩溃了，下面的代码不再执行。
        //3.在2中叙述的情况，在现实中不合理，不应该因为出现了一个不算致命的问题，就导致整个系统崩溃。
        //4.因此java设计者提供了一个叫 异常处理机制 来解决该问题。
        //5.有了try-catch机制后，即使出现了异常，程序仍然能够运行
        try {
            int res = num1/num2;
        } catch (Exception e){
            //e.printStackTrace();  //这种是标准写法
            System.out.println("出现异常的原因= " + e.getMessage());  //e.getMessage()就是获取异常信息，这样写更舒服一点
        }
        System.out.println("程序继续运行......");  //不会输出该句
    }
}

三、异常的概念

前面的例子就是运行时异常。

四、异常的体系图(重点)

对下图的解读(只是部分)：Throwable类实现了Serializable接口，并继承了父类Object。Error和Exception都是Throwable类的子类，Exception下又分为运行时异常(RuntimeException)和编译时异常(像FileNotFoundException和ClassNotFoundException都是编译时异常)。虚线代表实现类接口，实现是代表继承，该图清晰的体现了继承和实现接口关系。

小结：

五、常见的五大运行时异常

1、NullPointerException空指针异常

在需要使用对象的地方用null时，抛出该异常。

继承关系如下图：

下面是案例：

package com.hspedu.Exception;
//这就是一个空指针异常
public class NullPointerException {
    public static void main(String[] args) {
        String name = null;
        System.out.println(name.length());
    }
}

2、ArithmeticException数学运算异常

当出现异常的运算条件时，抛出该异常，eg：整数除以0的时候。（上面有案例）

继承关系如下图：

3、ArrayIndexOutOfBoundsException数组下标越界异常

索引为负数or超出数组范围，抛出该异常。

继承关系如下图：

4、ClassCastException类型转换异常

将对象强制转换为不是实例的子类时，抛出该异常。（涉及到对象的多态）

继承关系如下图：

5、NumberFormatException数字格式不正确异常

将字符串转换成数值的时，不能适当转换，抛出该异常。

继承关系如下图：

六、编译异常

编译异常是指在编译期间，就必须处理的异常，否则代码不能通过编译。

常见的编译异常：

SQLException //操作数据库时，查询表可能发生异常
IOException //操作文件时，发生的异常
FileNotFoundException //当操作一个不存在的文件时，发生异常
ClassNotFoundException //加载类，而该类不存在时，发生的异常
EOFException //操作文件，到文件末尾发生异常
IIIegalArgumentException //参数异常

七、异常处理机制

异常处理就是当异常发生时，处理异常的方式。

1、try-catch-finally

在代码中捕获发生的异常，自行处理。

模板：

try{
    //代码(可能有异常)
}catch (Exception e){
    //捕获到异常：
    //1.异常发生
    //2.系统将异常封装成Exception对象e，传递给catch代码块
    //3.得到异常对象后，程序员自行处理，在这里可以添加业务逻辑，
    // 或者只是单纯的打印异常也行
    //4.如果没有发生异常，catch代码块不执行
}finally {
    //1.不管try代码块是否有异常发生，始终都要执行final
    //2.所以通常将关闭连接、释放资源的代码，放在finally里面
}

Tips：

(1)如果try代码块可能有多个异常，可以使用多个catch分别捕获不同类型的异常，并作出相应处理。但是要求子类异常写在前面，不然会报错，例如下面的catch(Exception e)就写在了最后，因为如果catch(Exception e)写在前面，在这个catch代码块就直接捕获了所有异常，下面再写catch不同类型的异常，没有意义。

(2)可以try-finally配合使用，这种做法相当于没有捕获异常，程序会直接崩掉。应用场景是：执行一段代码，不管是否发生异常，都必须执行某个业务逻辑。

try{
    //代码
}finally{
    //总是执行
}

(3)当try块中的异常发生后，try块中剩下的语句就不再执行，将执行catch块中的语句，如果有finally，还要再执行finally块中的语句。

2、throws

将发生的异常抛出，交给调用者(方法)处理，最顶级的处理者是JVM。

如果一个方法中可能出现异常，但是无法确定怎么处理该异常，则该方法应显式的声明抛出异常，表明该方法不对这些异常进行处理，而是由该方法的调用者负责处理。

解释：JVM调用main方法，main方法调用f1方法，f1方法调用f2方法。当f2方法中出现异常，有两种选择（1.在f2方法中try-catch-finally；2.throws给f1方法），后面的以此类推，最高可以抛给JVM。(JVM处理异常的方式很暴力(JVM说：都不管我也不管)，1.输出异常信息；2.退出程序。)（村里除了问题，村长抛给县长，县长抛给市长，市长抛给省长，直到最高层(JVM)）

模板：

    //1.在方法声明中用throws语句抛出异常，throws关键字后面的异常类型可以是方法中产生的异常类型，
    //例如FileNotFoundException，也可以是它的父类Exception。
    //2.throws关键字后也可以是异常列表，即可以抛出多个异常。
    // eg:public void f2() throws FileNotFoundException, NullPointerException, ArithmeticException
    public void f2() throws FileNotFoundException, NullPointerException, ArithmeticException {
        //创建了一个文件流对象
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("d://a.txt");
    }

Tips：

(1)对于运行时异常，程序中如果没有处理，默认就是throws的方式处理。
(2)子类重写父类的方法时，规定：子类重写的方法，所抛出的异常类型要么和父类抛出的异常一致，要么就是父类抛出的异常的类型的子类型。

(3)在throws过程中，如果有方法try-catch，就相当于处理异常，可以不用throws。

八、自定义异常

当程序中出现某些错误，但该错误信息并没有在Throwable子类中描述处理，此时可以自己设计异常类，用于描述该错误信息。

自定义异常的步骤：

例子：（看下面的例子就能明白自定义异常）

要求是接收Person对象年龄时，要求范围在18~120之间，否则抛出一个自定义异常(要求继承RuntimeException)，并给出提示信息。

package com.hspedu.Exception;

public class customException {
    public static void main(String[] args) {
        int age = 80;
        //要求范围在18~120之间，否则抛出一个自定义异常
        if (!(age >= 18 && age <= 120)){
            //这里我们可以通过构造器，设置信息
            //注意这里是throw！！不是throws！！
            throw new AgeException("年龄需要在18~120之间");
        }
        System.out.println("你的年龄范围正确");
    }
}

//自定义一个异常
//1.一般情况下，我们的自定义异常是继承RuntimeException，即把自定义异常做成是运行时异常
//好处是，可以使用默认的默认处理机制
class AgeException extends RuntimeException{
    public AgeException(String message) {  //构造器
        super(message);
    }
}