java 异常

1. 异常¶

1.1 异常定义¶

异常，就是不正常的意思。在生活中:医生说,你的身体某个部位有异常,该部位和正常相比有点不同,该部位的功能将受影响.在程序中的意思就是。

异常：指的是程序在执行过程中，出现的非正常的情况，最终会导致JVM的非正常停止。在Java等面向对象的编程语言中，异常本身是一个类，产生异常就是创建异常对象并抛出了一个异常对象。Java处理异常的方式是中断处理。

异常指的并不是语法错误,语法错了,编译不通过,不会产生字节码文件,根本不能运行.

1.2 异常体系¶

异常机制其实是帮助我们找到程序中的问题，异常的根类是 java.lang.Throwable ，其下有两个子类： java.lang.Error 与 java.lang.Exception ，平常所说的异常指 java.lang.Exception 。

            |----- Error 
Throwable --|
            |----- Exception,由于使用不当导致，可以避免

Throwable体系：

Error:严重错误Error，无法通过处理的错误，只能事先避免，好比绝症。
Exception:表示异常，异常产生后程序员可以通过代码的方式纠正，使程序继续运行，是必须要处理的。好比感冒、阑尾炎。

Throwable中的常用方法：

public void printStackTrace() :打印异常的详细信息

包含了异常的类型,异常的原因,还包括异常出现的位置,在开发和调试阶段,都得使用printStackTrace。

public String getMessage() 获取发生异常的原因

提示给用户的时候,就提示错误原因。

public String toString() :获取异常的类型和异常描述信息(不用)。

1.3 异常分类¶

我们平常说的异常就是指Exception，因为这类异常一旦出现，我们就要对代码进行更正，修复程序。

异常(Exception)的分类:根据在编译时期还是运行时期去检查异常?

编译时期异常:checked异常。在编译时期,就会检查,如果没有处理异常,则编译失败。(如日期格式化异常)
运行时期异常:runtime异常。在运行时期,检查异常.在编译时期,运行异常不会编译器检测(不报错)。(如数学异常)

先运行下面的程序，程序会产生一个数组索引越界异常ArrayIndexOfBoundsException。我们通过图解来解析下异常产生的过程。

public class ArrayTools { 
    // 对给定的数组通过给定的角标获取元素。 
    public static int getElement(int[] arr, int index) { 
        int element = arr[index]; 
        return element; 
    }
}

public class ExceptionDemo { 
    public static void main(String[] args) { 
        int[] arr = { 34, 12, 67 }; 
        intnum = ArrayTools.getElement(arr, 4) 
        System.out.println("num=" + num); 
        System.out.println("over"); 
    }
}

2. 异常处理¶

2.1 抛出异常throw¶

Java异常处理的五个关键字：try、catch、finally、throw、throws

在编写程序时，我们必须要考虑程序出现问题的情况。比如，在定义方法时，方法需要接受参数。那么，当调用方法使用接受到的参数时，首先需要先对参数数据进行合法的判断，数据若不合法，就应该告诉调用者，传递合法的数据进来。这时需要使用抛出异常的方式来告诉调用者。

在java中，提供了一个throw关键字，它用来抛出一个指定的异常对象。那么，抛出一个异常具体如何操作呢？

创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。
需要将这个异常对象告知给调用者。怎么告知呢？怎么将这个异常对象传递到调用者处呢？通过关键字throw 就可以完成。throw 异常对象。 throw用在方法内，用来抛出一个异常对象，将这个异常对象传递到调用者处，并结束当前方法的执行。

使用格式

throw new 异常类名(参数);

例子

throw new NullPointerException("要访问的arr数组不存在"); 
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("该索引在数组中不存在，已超出范围");

demo

package edemo;

/**
 * @author summer
 * @create 2020-02-02 22:37
 */
public class ThrowDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个数组
        int[] arr = {1, 2, 3, 4}; //根据索引找对应的元素
        int index = 4;
        int element = getElement(arr, index);
        System.out.println(element);
        System.out.println("over");
    }
    /** 根据 索引找到数组中对应的元素 */
    public static int getElement(int[] arr,int index){
        //判断 索引是否越界
        if(index<0 || index>arr.length - 1){
            /*判断条件如果满足，当执行完throw抛出异常对象后，
            方法已经无法继续运算。 这时就会结束当前方法的执行，
            并将异常告知给调用者。这时就需要通过异常来解决。 */
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("哥们，角标越界了~~~");
        }
        int element = arr[index];
        return element;
    }
}

运行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 哥们，角标越界了~~~
at edemo.ThrowDemo.getElement(ThrowDemo.java:23)
at edemo.ThrowDemo.main(ThrowDemo.java:12)

注意：如果产生了问题，我们就会throw将问题描述类即异常进行抛出，也就是将问题返回给该方法的调用者。那么对于调用者来说，该怎么处理呢？一种是进行捕获处理，另一种就是继续讲问题声明出去，使用throws 声明处理。

2.2 声明异常throws¶

声明异常：将问题标识出来，报告给调用者。如果方法内通过throw抛出了编译时异常，而没有捕获处理（稍后讲解该方式），那么必须通过throws进行声明，让调用者去处理。关键字throws运用于方法声明之上,用于表示当前方法不处理异常,而是提醒该方法的调用者来处理异常(抛出异常).

声明异常格式

修饰符 返回值类型 方法名(参数) throws 异常类名1,异常类名2…{ }

声明异常代码code

public class ThrowsDemo1 {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        read("a.txt");
    }
    // 如果定义功能时有问题发生需要报告给调用者。可以通过在方法上使用throws关键字进行声明
    public static void read(String path) throws FileNotFoundException {
        if (!path.equals("a.txt")) {
            //如果不是 a.txt这个文件
            // 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常 throw
            throw new FileNotFoundException("文件不存在");
        }
    }
}

throws用于进行异常类的声明，若该方法可能有多种异常情况产生，那么在throws后面可以写多个异常类，用逗号隔开。

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

/**
 * @author summer
 * @create 2020-02-02 22:43
 */
public class ThrowsDemo1 {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        try {
            read("a.txt");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    // 如果定义功能时有问题发生需要报告给调用者。可以通过在方法上使用throws关键字进行声明
    public static void read(String path) throws FileNotFoundException, IOException {
        if (!path.equals("a.txt")) {
            //如果不是 a.txt这个文件
            // 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常 throw
            throw new FileNotFoundException("文件不存在");
        }
        if (!path.equals("b.txt")) {
            throw new IOException(); 
        }
    }
}

2.3 捕获异常try…catch¶

如果异常出现的话,会立刻终止程序,所以我们得处理异常:

该方法不处理,而是声明抛出,由该方法的调用者来处理(throws)。
在方法中使用try-catch的语句块来处理异常。

try-catch的方式就是捕获异常。

捕获异常：Java中对异常有针对性的语句进行捕获，可以对出现的异常进行指定方式的处理。

捕获异常语法如下：

try{ 
    编写可能会出现异常的代码 
}catch(异常类型 e){ 
    处理异常的代码 //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常 
}

try：该代码块中编写可能产生异常的代码。

catch：用来进行某种异常的捕获，实现对捕获到的异常进行处理。

注意:try和catch都不能单独使用,必须连用。

package edemo;

import java.io.FileNotFoundException;

/**
 * @author summer
 * @create 2020-02-02 22:49
 */
public class TryCatchDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {// 当产生异常时，必须有处理方式。要么捕获，要么声明。
            read("b.txt");
        }catch (FileNotFoundException e){// 括号中需要定义什么呢？
            //try中抛出的是什么异常，在括号中就定义什么异常类型
            System.out.println(e);
        }
            System.out.println("over");
    }
    public static void read(String path) throws FileNotFoundException {
        if (!path.equals("a.txt")) {
            //如果不是 a.txt这个文件 // 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常
            throw new FileNotFoundException("文件不存在");
        }
    }
}
运行结果
java.io.FileNotFoundException: 文件不存在
over

如何获取异常信息：

Throwable类中定义了一些查看方法：

public String getMessage() :获取异常的描述信息,原因(提示给用户的时候,就提示错误原因。
public String toString() :获取异常的类型和异常描述信息(不用)。
public void printStackTrace() :打印异常的跟踪栈信息并输出到控制台。

包含了异常的类型,异常的原因,还包括异常出现的位置,在开发和调试阶段,都得使用printStackTrace。

2.4 finally¶

finally：有一些特定的代码无论异常是否发生，都需要执行。另外，因为异常会引发程序跳转，导致有些语句执行不到。而finally就是解决这个问题的，在finally代码块中存放的代码都是一定会被执行的。

什么时候的代码必须最终执行？当我们在try语句块中打开了一些物理资源(磁盘文件/网络连接/数据库连接等),我们都得在使用完之后,最终关闭打开的资源。 finally的语法: try...catch....finally:自身需要处理异常,最终还得关闭资源。

注意:finally不能单独使用。比如在我们之后学习的IO流中，当打开了一个关联文件的资源，最后程序不管结果如何，都需要把这个资源关闭掉。

finally

package edemo;

import java.io.FileNotFoundException;

/**
 * @author summer
 * @create 2020-02-02 22:56
 */
public class TryCatchDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            read("a.txt");
        } catch (FileNotFoundException e) {
            //抓取到的是编译期异常 抛出去的是运行期
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            System.out.println("不管程序怎样，这里都将会被执行。");
        }
        System.out.println("over");
    }
    /*** 我们 当前的这个方法中 有异常 有编译期异常 */
    public static void read(String path) throws FileNotFoundException {
        if (!path.equals("a.txt")) {
            //如果不是 a.txt这个文件 // 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常
            throw new FileNotFoundException("文件不存在");
        }
    }
}
运行结果
不管程序怎样，这里都将会被执行。
over

当只有在try或者catch中调用退出JVM的相关方法,此时finally才不会执行,否则finally永远会执行。

2.5 异常注意事项¶

多个异常使用捕获又该如何处理呢？

1. 多个异常分别处理。
1. 多个异常一次捕获，多次处理。
1. 多个异常一次捕获一次处理。

一般我们是使用一次捕获多次处理方式，格式如下：

try{ 
    编写可能会出现异常的代码 
}catch(异常类型A e){ 当try中出现A类型异常,就用该catch来捕获. 
    处理异常的代码 
    //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常 
}catch(异常类型B e){ 当try中出现B类型异常,就用该catch来捕获. 
    处理异常的代码 
    //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常 
}

注意:这种异常处理方式，要求多个catch中的异常不能相同，并且若catch中的多个异常之间有子父类异常的关系，那么子类异常要求在上面的catch处理，父类异常在下面的catch处理。

运行时异常被抛出可以不处理。即不捕获也不声明抛出。
如果finally有return语句,永远返回finally中的结果,避免该情况.
如果父类抛出了多个异常,子类重写父类方法时,抛出和父类相同的异常或者是父类异常的子类或者不抛出异常。
父类方法没有抛出异常，子类重写父类该方法时也不可抛出异常。此时子类产生该异常，只能捕获处理，不能声明抛出

2.6 自定义异常¶

为什么需要自定义异常类:

我们说了Java中不同的异常类,分别表示着某一种具体的异常情况,那么在开发中总是有些异常情况是SUN没有定义好的,此时我们根据自己业务的异常情况来定义异常类。例如年龄负数问题,考试成绩负数问题等等。在上述代码中，发现这些异常都是JDK内部定义好的，但是实际开发中也会出现很多异常,这些异常很可能在JDK中没有定义过,例如年龄负数问题,考试成绩负数问题.那么能不能自己定义异常呢？

什么是自定义异常类:

在开发中根据自己业务的异常情况来定义异常类. 自定义一个业务逻辑异常: RegisterException。一个注册异常类。

异常类如何定义:

自定义一个编译期异常: 自定义类并继承于 java.lang.Exception 。
自定义一个运行时期的异常类:自定义类并继承于 java.lang.RuntimeException 。

我已判断性别为例，先定义一个异常类ExceptionGender[名字自定义]，继承Exception

// 业务逻辑异常 
public class ExceptionGender extends Exception {
    public ExceptionGender(){
        System.out.println("性别异常");
    }
    public ExceptionGender(String msg){
        System.out.println(msg);
    }
}

模拟性别判断，

package trytest;

/**
 * @author summer
 * @create 2020-02-04 14:24
 */
public class testException {
    public static void main(String[] args) {
        // 开始捕获该异常
        try {
            show();
        } catch (ExceptionGender e) {
            e.printStackTrace();
        }
    } 
    //                                抛出这异常
    public static void show() throws ExceptionGender{
        String gender = "12";
        if(gender.equals("男")){
            System.out.println("男");
        }else if(gender.equals("女")){
            System.out.println("女");
        }else {
            throw new ExceptionGender("性别错误");
        }
    }
}

运行结果

性别错误
trytest.ExceptionGender
    at trytest.testException.show(testException.java:22)
    at trytest.testException.main(testException.java:10)

自定义异常总结

在java的api中提供了非常丰富的异常类，但是在某些情况下不太满足我们的需求，此时需要自定义异常
步骤：
   1、继承Exception类
   2、自定义实现构造方法
   3、需要使用的时候，使用throw new 自定义异常的名称；
什么时候需要自定义异常？
   一般情况下不需要
   但是在公司要求明确，或者要求异常格式规范统一的时候是必须要自己实现的

2.7 常见异常¶

异常类型	说明
`Exception`	异常层次结构的父类
`ArithmeticException`	算术错误情形，如以零作除数
`ArrayIndexOutOfBoundsException`	数组下标越界
`NullPointerException`	尝试访问 null 对象成员
`ClassNotFoundException`	不能加载所需的类
`IllegalArgumentException`	方法接收到非法参数
`ClassCastException`	对象强制类型转换出错
`NumberFormatException`	数字格式转换异常，如把"abc"转换成数字