超详细的Java异常处理机制知识整理1

简介: 超详细的Java异常处理机制知识整理

异常的基本概念:

异常指程序在执行过程中出现,程序本身没有预料的情况,例如读取文件,操作时文件不存在访问数据库,是驱动程序,不存在进行算数,除法运算时除数为零等情情况。


这些情况的出现,可能会导致程序出现不正确的逻辑或者导致程序结束异常,是不可避免的,出现了什么样的异常,由谁来处理异常,如何处理异常?


传统面向过程的程序语言,例如C语言,通常根据程序返回的某个特殊值或标记,并且假定接受者会检查该返回值或标记,以此来判断异常是否发生这种处理方式,会在程序的许多地方逐一查某个特定的异常并加以处理,导致正常的业务流程和异常处理代码紧密耦合,不利于代码的阅读和维护。


相比于其他语言来讲,java提供的异常处理机制具有以下优点:


1:将描述业务逻辑的代码与处理异常的代码分离,从而使代码的可读性撰写,调试和维护都大大提高。


2:把错误传播给调用堆栈


3:按错误类型和错误差别分组


3:系统提供了对于一些无法预料的错误的捕获和处理


4:克服了传统方法的错误信息有限的问题


使用异常处理的目的就是用来在发生异常时高数程序如何控制自身的运行,防止错误进一步恶化,从而导致严重的后果


Java异常的体系结构:


Throwable是所有异常和错误的父类,它主要包含了三个方面的内容:


1:线程创建时执行堆栈的快照。


2:用于描述异常或错误出现位置的消息字符串。


3:异常或错误产生的原因


Throwable有两个直接子类:Error和Exception,分别表示错误和异常,其中异常Exception又包括两大类:运行时异常(RuntimeException)和非运行时异常。


运行时异常又称为编译器不检查的异常(Unchecked Exception),非运行时异常又称为编译器检查的异常(checked Exception)


Error与Exception:

Error类层次结构描述了Java运行时系统的内部错误和资源耗尽错误,例如Out-OfMemoryError(内存溢出错误),Java虚拟机不会检查Error是否被处理,除了通知给用户并且会尽力使程序安全的终止外,程序本身是无法处理这些错误的。


Exception分为两大类:运行时异常和非运行时异常,开发人员在代码中应当尽可能去处理这些异常,从而保证程序正确执行完毕。


下表为Exception的构造方法和常用方法:


运行时的异常和非运行时的异常


各种具体的运行时异常都是RuntimeException类或者其他子类的对象,例如ClassCase-Exception(强制类型转换异常),IndexOutBoundsException(下标越界类)等,因为这类异常只有在程序运行阶段才能体现出来,所以Java编译器在编译阶段对代码是否处理了该类型异常不做检查,编译能够正确通过,该类异常一般是由程序逻辑错误引起的,因此我们在编写代码的过程中应尽可能地避免这类型的错误。


常见的运行时异常:

ArithmeticException-------->算数除法运算中除数为0

举例:

public class a {
    public static void main(String[]args){
        int a=10,b=0;
        System.out.println(a/b);
    }
}


ArrayIndexOutOfBoundsException----------->数组下标超界

举例:

public class a {
    public static void main(String[]args){
        int a[]=new int[10];
        System.out.println(a[10]);
    }
}

NumberFormatException---------->数据格式化引发的异常

public class a {
    public static void main(String[]args){
        int i=Integer.parseInt("abc");
        System.out.println(i);
    }
}


ClassCastException---------->对象类型转换不兼容

举例:

public class a {
    public static void main(String[]args){
        a a=new a();
        B b=(B)a;
    }
}


NullPointerException----------->空引用引发的异常

public class a {
    public static void main(String[]args){
        a a=new a();
        a=null;
        a.getname();
    }
    public  void getname(){
        System.out.println("我是小芳");
    }
}

常见的非运行异常:

SQLException:操作数据库时查询表可能发生的异常
IOException:操作文件时发生的异常
FileNotFoundException:操作不存在文件时发生的异常
ClassNotFoundException:加载类而类不存在时发生的异常
EOFException:操作文件到文件末尾发生异常
IllegalArguementException:参数异常


Java异常处理:

异常处理是指当异常发生后,程序能够转向相关的异常处理代码中并执行尝试性修复处理,再根据修复处理的结果决定程序的走向,使应用程序能够正常运行,或降级运行或安全地终止应用程序的执行,以提高应用系统的可靠性。


try/catch/finally执行情况:

try代码段:


包含在try中的代码段可能有多条语句会产生异常,但程序的一次执行过程中如果产生异常,只可能是这些异常中的某一个,该异常对象由Java运行时系统生成并抛出,try中产生异常语句,之后的语句都不会被执行,如果这次执行过程中没有产生异常,那么try中所有的语句都会被执行。


catch代码段:

捕获try中抛出的异常并在其代码段中做相应的处理,catch语句带一个Throwable类型的参数,表示可能捕获异常的类型。一般情况下,catch代码段的数量由try中所抛出的异常个数决定,当try中代码产生的异常被抛出后,catch代码段按照从上到下的书写顺序将异常类型与自己参数所指向的异常类型进行匹配,若匹配成功程序转而表示异常被捕获,程序转而执行当前catch中的代码,后面所有的catch代码段都不会被执行,如果匹配不成功,交给下一个catch进行匹配,如果所有catch都不匹配,表示当前方法不具备处理该异常的能力


对于这种情况如果是一个非运行时异常,为了编译器通过,必须使用throws关键字声明输出。


finally代码段:

该代码段不是必须有的,但是如果有一定紧跟在最后一个catch代码段后面,作为异常处理机制的统一出口(做善后处理).

无论try中是否产生异常,finally中的代码总在当前方法返回之前无条件执行。

注意:如果在某个catch代码段中已经执行了要终止程序的System.exit()方法,那么此时finally中的代码不会执行。



throw关键字:

用来在方法体内部创建异常对象并将其抛出,如果是非运行时异常,还必须结合throws关键字在方法头部声明抛出该异常,表明当前方法没有处理该异常,将异常的处理任务延迟到当前方法的调用者,当前方法的调用者就必须检查,处理,或者继续抛出被调用方法抛出的异常


如果所有方法都层层上抛获取的异常,最终会在main方法中寻找对应的catch代码段。如果main方法中也没有对异常进行捕获,那么JVM将通过控制台打印该异常消息和堆栈信息,同时程序也会终止。

throws关键字:

用来在方法头部声明方法可能会抛出的某些异常,仅当抛出了非运行时异常,该方法的调用者才必须处理或者重新抛出该异常。

如果方法的调用者无法处理该异常,应该继续抛出而不是再catch中向控制台打印异常发生时的堆栈信息,原因是堆栈信息对于用户来说没什么实在的意义。

try {
    可能出现异常的程序代码
   }catch(异常类型1 异常对象名1){
   异常类型1对应的异常处理代码
} catch(异常类型2 异常对象名2){
   异常类型2对应的异常处理代码
} finally{
   无论是否发生异常,程序都必须执行的代码(善后代码)
}


try,catch,finally关键字的使用:

这三个关键字既可以同时出现在程序中,也可以两两组合出现。

try+catch:
try{
//可能抛出异常的代码
}
catch(异常类型 异常对象名){
//针对异常的处理代码
}


举例:

public class a {
    public static void main(String[]args) {
        int []arr=new int[5];
        int i;
        //数组下标为0-4的元素都根据默认值正常输出了,但下标为5的元素不存在,所以便产生了数组下标越界的异常
        try{
            for( i=0;i<=arr.length;i++)
                System.out.println(arr[i]);
        }
        //随后catch捕获到try中产生的异常,catch代码段调用异常对象的`printStackTrace()方法输出异常发生时堆栈中的信息
        catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("程序结束!");
    }
}

输出:

0
0
0
0
0
程序结束!
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 5 out of bounds for length 5
  at Employee.a.main(a.java:9)


通过打印出的堆栈信息,java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 5 out of bounds for length 5at Employee.a.main(a.java:9),我们可以看出具体错误的信息,catch代码段执行完毕后,继续执行未执行的代码。


注意:catch代码段用于处理异常,如果没有catch代码段就代表异常没有被处理,如果该异常是非运行异常,那么必须声明输出,否则编译不通过


try+finally:
try{
//可能抛出异常的代码
}
finally{
无论异常是否发生,都无条件执行的代码
}


举例:

还是上述实例,我们此时将catch换成了finally:

public class a {
    public static void main(String[]args) {
        int []arr=new int[5];
        int i;
        try{
            for( i=0;i<=arr.length;i++)
                System.out.println(arr[i]);
        }
        finally{
            System.out.println("我是finally代码段");
        }
        System.out.println("程序结束!");
    }
}

输出:

0
0
0
0
0
我是finally代码段
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 5 out of bounds for length 5
  at Employee.a.main(a.java:9)


对比两种组合输出的结果,看起来好像是一样的,但是仔细看,会发现try+finally这种组合,并没有执行finally下面的语句,也就是没有“程序结束”该语句的输出,原因即为try中发生了异常,但是该程序不存在catch代码段去捕获异常,所以发生异常后面的语句都不会被执行。


那么有的人会说finally中的语句为什么可以输出呢?

有这个疑问的小伙伴上去再看一下finally的用法。


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