JAVA异常处理

Posted 2020-12-21 linfuxian

目录

• 1. 异常的概念
• 2. 异常体系
  • 2.1 Throwable的常用方法
  • 2.2 Throwable的分类
• 3. 异常的处理
  • 3.1 抛出异常throw
  • 3.2 声明异常throws
  • 3.3 捕获异常try…catch
  • 3.4 finally代码块
  • 3.5 异常使用注意事项
• 4. 自定义异常
  • 4.1为什么需要自定义异常类？
  • 4.2 如何自定义异常类
  • 4.3 实例代码

1. 异常的概念

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。

异常发生的原因有很多，通常包含以下几大类：

• 用户输入了非法数据。
• 要打开的文件不存在。
• 网络通信时连接中断，或者JVM内存溢出。

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。

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 ，它有两个子类： java.lang.Error 与 java.lang.Exception ，平常所说的异常指 java.lang.Exception 。

2.1 Throwable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。
• 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(很少用)。

2.2 Throwable的分类

• Error：表示严重错误，发生在系统内部无法处理的错误，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、发烧等。

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。

Exception分为编译时期异常和运行时期异常：

• 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)。

3. 异常的处理

Java用五个关键字来处理异常：try、catch、finally、throw、throws。

3.1 抛出异常throw

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？

1. 创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。
2. 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。

抛出异常代码格式举例：

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");

在实际应用代码中使用：

public static void main(String[] args) {
    //创建一个数组
    int[] arr = {2,4,52,2};
    //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("数组角标越界");
    }
    int element = arr[index];
    return element;
}

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。

3.2 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)。

声明异常代码格式举例：

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();
    }
}

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。

3.3 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，即对异常进行捕获。

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。

实际应用代码：

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");
}
    /*
    *
    * 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
        throw new FileNotFoundException("文件不存在");
    }
}

3.4 finally代码块

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。

比如在我们用IO流读写文件时，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代码参考如下：

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");
}

public static void read(String path) throws FileNotFoundException {
    if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件
        throw new FileNotFoundException("文件不存在");
    }
}

3.5 异常使用注意事项

在程序中有多个异常需要捕获时，有三种处理方式：

• 多个异常多次捕获，分别处理。
• 多个异常一次捕获，多次处理。
• 多个异常一次捕获一次处理。

我们一般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。

异常注意事项：

• 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catch里有return，会先执行finally里的语句再执行catch的return;如果finally有return语句，不会再执行catch里的return了，应尽量避免这种情况发生。
• 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

4. 自定义异常

4.1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。

4.2 如何自定义异常类

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

4.3 实例代码

要求：我们模拟注册操作，如果用户名已存在，则抛出异常并提示：亲，该用户名已经被注册。 首先定义一个登陆异常类RegisterException：

// 业务逻辑异常
public class RegisterException extends Exception {
    /**
    * 空参构造
    */
    public RegisterException() {
    }
    /**
    *
    * @param message 表示异常提示
    */
	public RegisterException(String message) {
    	super(message);
    }
}

模拟登陆操作，使用数组模拟数据库中存储的数据，并提供当前注册账号是否存在方法用于判断。

// 模拟数据库中已存在账号
private static String[] names = {"bill","hill","jill"};
public static void main(String[] args) {
    //调用方法
    try{
        // 可能出现异常的代码
        checkUsername("nill");
        System.out.println("注册成功");//如果没有异常就是注册成功
    }catch(RegisterException e){
        //处理异常
        e.printStackTrace();
    }
}
//判断当前注册账号是否存在
//因为是编译期异常，又想调用者去处理 所以声明该异常
public static boolean checkUsername(String uname) throws LoginException{
    for (String name : names) {
        if(name.equals(uname)){//如果名字在这里面 就抛出登陆异常
            throw new RegisterException("亲"+name+"已经被注册了！");
        }
    }
    return true;
}