JavaSE异常

JavaSE异常

一、异常的概念

在Java中，将程序执行过程中发生的不正常行为称为异常

• 常见逻辑异常：

1. 算数异常

System.out.println(10 / 0);
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero

2. 数组越界异常

int[] arr = {1, 2, 3};
System.out.println(arr[100]);
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100

3. 空指针异常

int[] arr = null;
System.out.println(arr.length);
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

二、异常的体系结构

• Java内部维护了一个异常的体系结构：

• 说明：

1. Throwable：是异常体系的顶层类，其派生出两个重要的子类, Error 和 Exception
2. Error：指的是Java虚拟机无法解决的严重问题，比如：JVM的内部错误、资源耗尽等，典型代表：StackOverflowError和OutOfMemoryError，一旦发生回力乏术
3. Exception：异常产生后程序员可以通过代码进行处理，使程序继续执行

三、异常的分类

• 根据发生的时机不同，可以将异常分为：

1. 编译时异常：在程序编译期间发生的异常，称为编译时异常，也称为受检查异常
   
2. 运行时异常：在程序执行期间发生的异常，称为运行时异常，也称为非受检查异常RunTimeException以及其子类对应的异常，都称为运行时异常
   

• 注意：

3. 编译时出现的语法性错误，不能称之为异常
4. 运行时指的是程序已经编译通过得到class 文件了, 再由 JVM 执行过程中出现的错误

四、异常的处理

1. 防御式编程LBYL：在操作之前就做充分的检查
   
2. 事后认错型：EAFP先操作, 遇到问题再处理
   

注：异常处理的核心思想就是 EAFP

在Java中，异常处理主要的5个关键字：throw、try、catch、final、throws

• throw关键字：抛出一个指定的异常对象，将错误信息告知给调用者

throw new XXXException("异常产生的原因");

• 注意：

1. throw必须写在方法体内部
   
2. 抛出的对象必须是Exception 或者 Exception 的子类对象
   
3. 如果抛出的是 RunTimeException 或者 RunTimeException 的子类，则可以不用处理，直接交给JVM来处理
   
4. 如果抛出的是编译时异常，用户必须处理，否则无法通过编译
   
5. 异常一旦抛出，其后的代码就不会执行
   

• throws：将异常抛给方法的调用者来处理

修饰符 返回值类型 方法名(参数列表) throws 异常类型1，异常类型2...{
}

public void OpenConfig(String filename) throws FileNotFoundException{
    if(filename.equals("config.ini")){
    throw new FileNotFoundException("配置文件名字不对");
    } 
    // 打开文件
}

注：调用声明抛出异常的方法时，调用者必须对该异常进行处理，或者继续使用throws抛出

• try-catch捕获并处理：真正要对异常进行处理

try{
  // 将可能出现异常的代码放在这里
}catch(要捕获的异常类型 e){
  // 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
}[catch(异常类型 e){
  // 对异常进行处理
}finally{
  // 此处代码一定会被执行到
}]
// 后序代码
// 当异常被捕获到时，异常就被处理了，这里的后序代码一定会执行
// 如果捕获了，由于捕获时类型不对，那就没有捕获到，这里的代码就不会被执行

public static void main(String[] args) {
    Config config = new Config();
    try {
        config.openConfig("config.txt");
        System.out.println("文件打开成功");
    } catch (IOException e) {
        // 异常的处理方式
        //System.out.println(e.getMessage()); // 只打印异常信息
        //System.out.println(e); // 打印异常类型：异常信息
        e.printStackTrace(); // 打印信息最全面
    } 
    // 一旦异常被捕获处理了，此处的代码会执行
    System.out.println("异常如果被处理了，这里的代码也可以执行");
}

• 注意：

1. []中表示可选项，可以添加，也可以不用添加
2. try中的代码可能会抛出异常，也可能不会
3. try块内抛出异常位置之后的代码将不会被执行
4. 如果抛出异常类型与catch时异常类型不匹配，即异常不会被成功捕获，也就不会被处理，继续往外抛，直到JVM收到后中断程序----异常是按照类型来捕获的
5. try中可能会抛出多个不同的异常对象，则必须用多个catch来捕获----即多种异常，多次捕获
6. 如果异常之间具有父子关系，一定是子类异常在前catch，父类异常在后catch，否则语法错误

try {
  //...
} catch (Exception e) { // Exception可以捕获到所有异常
  e.printStackTrace();
}catch (NullPointerException e){ // 永远都捕获执行到
  e.printStackTrace();
}

7. 可以通过一个catch捕获所有的异常，即多个异常，一次捕获(不推荐)

try {
  //...
} catch (Exception e) {
  e.printStackTrace();
}

注：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

• finally：有些特定的代码，不论程序是否发生异常，都需要执行可以使用finally，比如程序中打开的资源

try{
// 可能会发生异常的代码
}catch(异常类型 e){
// 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
} 
// 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

注：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

• 关于异常的处理方式

1. 异常的种类有很多, 我们要根据不同的业务场景来决定
2. 对于比较严重的问题(例如和算钱相关的场景), 应该让程序直接崩溃, 防止造成更严重的后果对于不太严重的问题(大多数场景), 可以记录错误日志, 并通过监控报警程序及时通知程序猿
3. 对于可能会恢复的问题(和网络相关的场景), 可以尝试进行重试
4. 在我们当前的代码中采取的是经过简化的第二种方式. 我们记录的错误日志是出现异常的方法调用信息, 能很快速的让我们找到出现异常的位置. 以后在实际工作中我们会采取更完备的方式来记录异常信息

• 异常处理流程总结

1. 程序先执行 try 中的代码
2. 如果 try 中的代码出现异常, 就会结束 try 中的代码, 看和 catch 中的异常类型是否匹配
3. 如果找到匹配的异常类型, 就会执行 catch 中的代码
4. 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
5. 无论是否找到匹配的异常类型, finally 中的代码都会被执行到(在该方法结束之前执行)
6. 如果上层调用者也没有处理的了异常, 就继续向上传递
7. 一直到 main 方法也没有合适的代码处理异常, 就会交给 JVM 来进行处理, 此时程序就会异常终止

五、自定义异常类

Java 中虽然已经内置了丰富的异常类, 但是并不能完全表示实际开发中所遇到的一些异常，此时就需要维护符合我们实际情况的异常结构

• 具体方式：

1. 自定义异常类，然后继承自Exception 或者 RunTimeException
   
2. 实现一个带有String类型参数的构造方法，参数含义：出现异常的原因
   

class UserNameException extends Exception {
    public UserNameException(String message) {
      super(message);
    }
}
class PasswordException extends Exception {
    public PasswordException(String message) {
      super(message);
    }
}
public class LogIn {
    private String userName = "xxx";
    private String password = "xxx";
    public static void loginInfo(String userName, String password)
    throws UserNameException,PasswordException{
        if (!userName.equals(userName)) {
          throw new UserNameException("用户名错误！");
        } if(!password.equals(password)) {
          throw new PasswordException("用户名错误！");
        } 
        System.out.println("登陆成功");
    }
    public static void main(String[] args) {
        try {
          loginInfo("admin", "123456");
        } catch (UserNameException e) {
          e.printStackTrace();
        } catch (PasswordException e) {
          e.printStackTrace();
        }
    }
}

注：自定义异常通常会继承自 Exception 或者 RuntimeException：继承自 Exception 的异常默认是受查异常；继承自 RuntimeException 的异常默认是非受查异常