初识Java异常-阿里云开发者社区

一、异常的概念与体系结构

1.1 异常的概念

在Java中，将程序执行过程中发生的不正常行为成为异常。比如写代码时经常遇到的

1.算数异常

System.out.println(20/0);
 
//Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero

2.数组越界异常

 int []arr={1,3,4,5};
 System.out.println(arr[23]);
//Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 23

3.空指针异常

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

从上述过程中可以看到，Java中不同类型的异常，都有与其对应的类来进行描述。

1.2 异常的体系结构

异常种类繁多，为了对不同异常或者错误进行很好的分类管理，Java内部维护了一个异常体系结构

从上图中可以看到：

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。比如：感冒、发烧。我们平时所说的异常就是Exception。

二、异常的处理

2.1防御试编程

错误在代码中是客观存在的，因此我们要让程序出现现问题的时候及时通知程序猿. 主要的方式

1.LBYL：Look Before You Leap.在操作之前就做充分的检查。即：事前防御型

        boolean ret =false;
        ret=登录游戏();
        if(!ret){
            处理登录游戏错误;
            return ;
        }
        ret=开始匹配();
        if(!ret){
            处理匹配错误;
            return ;
        }
        ret=游戏确认();
        if(!ret){
            处理游戏确认错误;
            return ;
        }
        ret=选择英雄();
        if(!ret){
            处理选择英雄错误;
            return ;
        }
        ret=载入游戏画面();
        if(!ret){
            处理载入游戏画面错误;
            return ;
        }
        ......

缺陷：正常和错误处理流程代码混在一起，代码整体显得比较混乱。

2.EAPP:It's Easier to Forgiveness than Permission"事后获取原谅比事前获取许可更容易",也就是先操作，遇到问题在处理，即：事后认错型

        try {
            登陆游戏();
            开始匹配();
            游戏确认();
            选择英雄();
            载入游戏画面();
...
        } catch (登陆游戏异常) {
            处理登陆游戏异常;
        } catch (开始匹配异常) {
            处理开始匹配异常;
        } catch (游戏确认异常) {
            处理游戏确认异常;
        } catch (选择英雄异常) {
            处理选择英雄异常;
        } catch (载入游戏画面异常) {
            处理载入游戏画面异常;
        }

优势：正常流程和错误流程是分开的，程序员更关注正常流程，代码更清晰，容易理解代码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、finalf、throws。

2.2 异常的抛出

在编写程序时，如果程序中出现错误，此时就需要将错误的信息告知给调用者，比如：参数检测。在Java中，可以借助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。具体语法如下

throw new xxxException("异常产生的原因")；

实例：

    public static int getElement(int [] array,int index){
        if(null==array){
            throw new NullPointerException("传递的数组为null");
        }
        if(index<0||index>=array.length){
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("传递的数组下标越界");
        }
        return array[index];
    }
    public static void main(String[] args){
       int []array={1,2,3};
       getElement(array,3);
    }

【注意事项】

1.throw必须写在方法内部

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

2.3 异常的捕获

异常的捕获，也就是异常的具体处理方式，主要有两种：异常声明Throws以及try-catch捕获处理。

2.3.1 异常声明throws

处在方法声明时参数列表之后，当方法中抛出编译时异常，用户不想处理该异常，此时就可以借助throws将异常抛给方法的调用者来处理。即当前方法不处理异常，提醒方法的调用者处理异常

语法格式：

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 static void test1(int[]a)throws CloneNotSupportedException {
        //当我们没有解决这个异常的时候，我们就会把这个异常交给JVM处理，一旦交给JVM程序就崩溃了。
        throw new CloneNotSupportedException();
    }
 
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        int []arr=null;
        test1(arr);//不会接着往下执行
        System.out.println("===");
    }

【注意事项】

1. throws必须跟在方法的参数列表之后

2. 声明的异常必须是 Exception 或者 Exception 的子类

3. 方法内部如果抛出了多个异常，throws之后必须跟多个异常类型，之间用逗号隔开，如果抛出多个异常类型具有父子关系，直接声明父类即可。

public class Config {
File file;
// public void OpenConfig(String filename) throws IOException,FileNotFoundException{
// FileNotFoundException 继承自 IOException
public void OpenConfig(String filename) throws IOException{
if(filename.endsWith(".ini")){
throw new IOException("文件不是.ini文件");
}
if(filename.equals("config.ini")){
throw new FileNotFoundException("配置文件名字不对");
}
// 打开文件
}
public void readConfig(){
}
}

2.3.2 try-catch捕获并处理

throws对异常并没有真正处理，而是将异常报告给抛出异常方法的调用者，由调用者处理。如果真正要对异常进行处理，就需要try-catch。

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 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
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

【注意事项】

1.try 块内抛出异常位置之后的代码将不会被执行（try块外的代码仍会执行）

2.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。

    public static void main(String[] args){
        int[]arr={1,2,3};
        try {
            System.out.println(arr[20]);
        }catch (NullPointerException e){//此时只有空指针异常，其他的异常无法被捕捉到，最终会交给JVM处理，在此时结束代码，不会执行try-catch后的代码
            e.printStackTrace();
        }/*catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
            e.printStackTrace();//当异常被捕获，后续代码才会执行
        }*/
        System.out.println("====");
    }

3.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

    public static void main(String[] args){
        int[]arr={1,2,3};
        try {
            //try语句会逐个执行
            System.out.println("first");//
            //arr=null;//若此时有异常，将不会再执行try代码块中的程序
            System.out.println(arr[20]);
            System.out.println("last");
        }catch (NullPointerException e){
            System.out.println("空指针异常");
            e.printStackTrace();
        }catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
            System.out.println("数组下标越界异常");
            e.printStackTrace();
        }
        
        System.out.println("after try-catch");
    }

如果多个异常的处理方式是完全相同，也可以写成这样：

catch (ArrayIndexOutOfBoundsException | NullPointerException e) {
...
}
//缺点:无法准确的知道是哪个异常

如果异常之间具有父子类关系，一定是子类异常在前catch，父类异常在后catch，否则语法错误

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {1, 2, 3};
    try {
        System.out.println("before");
        arr = null;
        System.out.println(arr[100]);
        System.out.println("after");
    } catch (Exception e) { // Exception可以捕获到所有异常
        e.printStackTrace();
    }catch (NullPointerException e){ // 永远都无法捕获执行到
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("after try catch");
}
Error:(33, 10) java: 已捕获到异常错误java.lang.NullPointerException

4.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）

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {1, 2, 3};
    try {
        System.out.println("before");
        arr = null;
        System.out.println(arr[100]);
        System.out.println("after");
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("after try catch");

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

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. 如刚才的代码, NullPointerException 和 ArrayIndexOutOfBoundsException 都是 Exception 的子类, 因此都能被捕获到.

2.3.3 finally

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：

public static void main(String []args){
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
}

问题：既然try-catch-finally和try-catch后的代码都会执行，那为什么还要有finally呢？

需求：实现getData方法，内部输入一个整形数字，然后将该数字返回，并再main方法中打印

    public static int getData(){
        Scanner sc=null;
        try {
            sc=new Scanner(System.in);
            int data=sc.nextInt();
            return data;//如果正常输入，成功输入后程序就返回了，try-catch-finally之后的代码根本没有执行，即输入流就没有被释放，造成资源浪费，此时便可把释放的代码块放入finally中。
        }catch (InputMismatchException e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            System.out.println("finally中的代码");
        }
        //如果正常输入，下面代码不会执行
        if(null!=sc){
            sc.close();
        }
        return 0;
    }
    public static void main(String[] args){
        int data=getData();
        System.out.println(data);
}

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

    public static int func(){
        try{
            return 10;
        }finally {
            return 20;
        }
    }
    public static void main(String[] args){
        System.out.println(func());
    }

finally执行的时机（在方法返回之前try或者catch中如果有return会在这return之前执行finally），但是如果finally中也存在return语句，那就会执行finally中的return，从而不会执行到try中原有的return。

一般不建议在finally中写return。

【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。

3.自定义异常

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。

例如：实现一个用户

class userNameException extends Exception{
    public userNameException(String message){
        super(message);
    }
}
class passWordException extends Exception{
    public passWordException(String s){
        super(s);
    }
}
class Login{
    public static String userName="admin";
    public static String password="12345";
    public static void loginInfo(String userName, String password) throws userNameException, passWordException {
        if(!Login.userName.equals(userName)){
            throw new userNameException("userName 错误");
        }
        if(!Login.password.equals(password)){
            throw new passWordException("password 错误");
        }
        System.out.println("登录成功");
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws userNameException, passWordException {
        Login.loginInfo("admi","123456");
    }
}

【注意事项】

1.自定义异常通常会继承自Exception或者RuntimeException

2.继承自Exception的异常默认是受查异常

3.继承自RuntimeException的异常默认是非受查异常

初识Java异常

一、异常的概念与体系结构

1.1 异常的概念

二、异常的处理

2.1防御试编程

2.2 异常的抛出

2.3 异常的捕获

2.3.1 异常声明throws

2.3.2 try-catch捕获并处理

2.3.3 finally

3.自定义异常

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