【Java SE】异常的认识(下)

简介: 在我们程序执行的过程中,发生不正常的行为称为异常,就比如我们常见的数组下标越界,对空引用进行使用也就是空指针异常,再者还碰到过除数为 0 时发生的算数异常。

4.2.2 try 和 catch 关键字

通过上述的 throws 的讲解,我们发现他并没有真正的解决异常,而是将异常报告给抛出异常方法的调用者,由调用者去解决,如果一层层往上抛,最终会交给JVM解决,所以我们如果要真正的解决异常,就需要使用 try - catch 关键字:

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 ex) {

       // 对捕获的异常进行处理

}

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!

这里 try 代码块中也可能不会抛出异常!

这里我们举一个例子,上面写过获取数组对应下标的值,这里我们就改造一下,获取对应数组两个下标的值,把这两个值放到 ret 数组中并返回,首先这个程序是可能会出现异常的,比如传过来的数组是 null,或者获取的下标越界了,我们就考虑这两个异常,那么改如何实现这个代码呢?

public class TestDemo {
    public static int[] getArrayValue (int[] array, int index1, int index2) {
        int[] ret = new int[2];
        try {
            ret[0] = array[index1];
            ret[1] = array[index2];
            return ret;
        } catch (NullPointerException ex) {
            System.out.println("getArrayValue::传递的数组为空!");
            ex.printStackTrace();
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException ex) {
            System.out.println("getArrayValue::数组下标越界了!");
            ex.printStackTrace();
        }
        System.out.println("测试抛出异常捕获并处理后会不会执行后续代码!");
        return null;
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = { 1,2,3,4,5 };
        int[] ret = getArrayValue(array, 3, 10);
        System.out.println(Arrays.toString(ret));
    }
}

如果我们执行这个 main 方法的话,捕获到的会是数组越界的异常,而捕获到之后,还会不会执行此方法后续的代码呢?我们来运行看答案:

通过测试我们发现,我们捕获的确实是数组越界异常,而仍然可以执行后续的代码,而且程序是正常退出!那么这就是捕获并处理异常,这样做的好处是什么?我们不会因为一个异常而终止我整个程序的运行!对于不太严重的问题,可以记录错误日志,通过监控报警程序可以及时通知程序员,对于可能会恢复的问题(网络相关的场景),可以进行重试。

那么看到这,或许有的小伙伴有一个问题,那要是我上面的 main 方法传过去的是空数组并且越界还越界了呢?会抛出两个异常吗?

答案是不会的!在很前面我们就介绍了,当程序抛出异常,中断程序,但是这里我们捕获了异常,所以在 try 代码块内,try 中抛出的异常之后的代码不会执行,直接去 catch 去匹配,只要捕获了,后面代码就可以执行,上述例子输出也能看得出来。

注意:

如果抛出的异常与 catch 时异常类型不匹配,即异常不会被成功捕获,也不会被处理,继续往外抛,直到 JVM 收到后中断程序,异常是按类型来捕捉的!

如果上述情况异常的处理方式是相同的,我们在 catch 中也可也这样写:

//数组越界异常或空指针异常
catch (ArrayIndexOutOfBoundsException | NullPointerException ex) {
    //...code
}

那么既然数组越界异常和空指针异常的父类都是 Exception 类,那么能不能直接一次性捕获多个异常呢?由于 Exception 类是所有异常类的父类,因此可以用这个类型表示捕捉所有异常,没有任何问题,但是不推荐!这样代码的可读性会大大降低!

//一次性捕获多个异常
catch (Exceptionn ex) {
    //...code
}

注意:catch 进行类型匹配的时候, 不光会匹配相同类型的异常对象, 也会捕捉目标异常类型的子类对象

那么我们推荐怎么写呢?如果异常之间具有父子关系,一定是子类异常在前面的 catch,父类异常在后面的 catch 不然语法会报错,因为如果父类异常在前,表示着出异常永远不会走到子类异常那里去,如果从逻辑上讲,你就可以这么理解,当我们前面所有的子类都没有捕获到这个异常,我们再交给父类去解决,如下演示:

public static int[] getArrayValue (int[] array, int index1, int index2) {
        int[] ret = new int[2];
        try {
            ret[0] = array[index1];
            ret[1] = array[index2];
            return ret;
        } catch (NullPointerException ex) {
            System.out.println("getArrayValue::传递的数组为空!");
            ex.printStackTrace();
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException ex) {
            System.out.println("getArrayValue::数组下标越界了!");
            ex.printStackTrace();
        } catch (Exception ex) { //前面我们考虑的异常都没有捕获最后再交给父类解决
            ex.printStackTrace();
        }
        System.out.println("测试抛出异常捕获并处理后会不会执行后续代码!");
        return null;
    }

4.2.3 finally 关键字

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。

语法格式:

try {

       // 可能会发生异常的代码

} catch(要捕获的异常类型 ex) {

       // 对捕获到的异常进行处理

} finally {        

       // 此处的语句无论是否发生异常,都会被执行到

}

//...code 如果没有抛出异常,或者异常被捕获处理了,这里的代码也会执行

在我们上面的学习中,只要异常被捕获了,try - catch 后面的代码也可也执行,那为什么还需要 finally 呢?

这里我们用一个例子来看一下,实现一个 getData 方法,方法内部输入一个数字,并返回这个数字:

public static int getData() {
        Scanner scanner = null;
        try {
            scanner = new Scanner(System.in);
            int data = scanner.nextInt();
            return data;
        } catch (InputMismatchException ex) {
            ex.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println("finally中代码");
        }
        System.out.println("try-catch-finally之后代码");
        if (null != scanner) {
            scanner.close();
        }
        return 0;
}

那这里我们有一个问题,如果你是正常输入的,那么将会直接返回 data,并不会走到后面的代码,也就是不会释放输入流,造成资源浪费,所以我们可以把释放输入流语句放到 finally 中,因为 不管是否抛出异常,是否被捕获,finally 中的语句都会被执行。

finally 中的代码一定会执行的,一般在 finally 中进行一些资源清理的扫尾工作。

4.2.4 finally 的执行时机是什么?

我们先来看下面这段代码:

public class TestDemo {
    public static int func() {
        try {
            return 1;
        } finally {
            return 2;
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(func());
    }
}

首先我们要弄清楚,finally 执行的时机是在方法返回之前,如果 try 或 catch 中有 return 语句,会在这个 return 之前执行 finally,如果 finally 中也存在 return 语句,那么就会执行 finally 中的 return 从而不会执行 try 或 catch 原有的 return,一般我们不建议在 finally 中写 return 语句,会被编译器当成是一个警告!

4.3 异常处理的流程

先是执行 try 中的代码,如果里面的代码发生了异常,就会立刻结束 try 中的代码,不会执行 try 中后续代码,接着会去看 catch 中的异常类型与 try 中发生异常的类型能否匹配,如果找到了匹配的异常类型,则会执行对应 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,无论是否发生异常,是否匹配,finally 中的代码都会在方法结束前执行!如果上层调用者也没有处理这个异常,就继续向上传递,一直到 main 方法也没有合适的代码处理,就会交给 JVM 来进行处理,这个时候,程序就会异常终止!

5、自定义异常类

有了上面的学习,我们发现Java中的异常其实都是类,虽然提供很多的异常类,但是不能完全满足我们在开发中的需求,所以就需要我们自定义一些异常类,维护符合我们实际情况的一个异常结构,假设说这里我们模拟简单实现一个登录功能:

这里我们就先输入用户名,再输入密码,这里的逻辑怎么做呢?假设用户名错误,就不会去判断密码是否正确,就直接抛出用户名错误异常,只有用户名匹配上了,我们再去判断对应的密码是否正确,如果不正确,则抛出密码错误异常。

那么具体怎么自定义一个异常呢?

  • 自定义一个类,然后继承 Exception 或者 RuntimeException 类
  • 实现一个带有 String 类型参数的构造方法,参数也就是出现异常的原因

这里我们就简单的照葫芦画瓢自定义一个异常类:

public class UserNameException extends RuntimeException {
    public UserNameException(String message) {
        super(message);
    }
}

这里可以看到这个异常类我们继承了 RuntimeException 异常类,接着里面有一个构造方法,调用父类的构造传递了一个字符串,至于父类的实现我们目前可以不管,那么这样,就简单的自定义了一个异常类,现在我们模拟实现下登录系统:

public class TestDemo {
    class UserNameException extends RuntimeException {
        public UserNameException(String message) {
            super(message);
        }
    }
    class UserPasswordException extends RuntimeException {
        public UserPasswordException(String message) {
            super(message);
        }
    }
    class Login {
        private String userName = "Mike";
        private String userPassword = "123456";
        public void loginInfo(String userName, String userPassword) {
            if (!this.userName.equals(userName)) {
                throw new UserNameException("用户名错误!");
            } else if (!this.userPassword.equals(userPassword)) {
                throw new UserPasswordException("用户密码错误!");
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Login login = new Login();
        while (true) {
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            System.out.print("请输入用户名: ");
            String name = scanner.nextLine();
            System.out.print("请输入密码: ");
            String password = scanner.nextLine();
            try {
                login.loginInfo(name, password);
                break;
            } catch (UserNameException ex) {
                ex.printStackTrace();
            } catch (UserPasswordException ex) {
                ex.printStackTrace();
            }
            System.out.println("登录失败,请重新登录!");
        }
        System.out.println("登陆成功,执行后续代码....");
    }
}

测试结果:

以上代码就是在 loginInfo 方法中可能会抛出用户名错误或者密码错误的异常,然后在 main 方法中去处理了这个异常,直到输入正确才执行 main 方法后续的代码,这只是简单的巩固下异常的运用。

注意:

如果自定义异常类继承了 Exception类,默认是受检查异常(编译时异常)

如果自定义异常类继承了 RuntimeException,默认是不受检查异常(运行时异常)

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