异常的背景

我们曾经的代码中已经接触了一些 “异常” 了. 例如:

除以 0

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

数组下标越界

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

访问 null 对象

public class Test {
    public int num = 10;
    public static void main(String[] args) {
        Test t = null;
        System.out.println(t.num);
   }
}
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

这些异常指的就是程序在运行时出现错误时通知调用者的一种机制.

关键字 "运行时"

有些错误是这样的, 例如将 System.out.println 拼写错了, 写成了 system.out.println. 此时编译过程中就会出错, 这是 "编译期" 出错.

而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.

异常的种类有很多, 不同种类的异常具有不同的含义, 也有不同的处理方式

Java错误与异常的基本概念：

java中异常均继承自Throwable,其有两个重要的直接子类error与exception.

java错误error，大部分是由虚拟机爆出来的错误，是程序无法处理的错误,如OutOfMemoryError,当JVM需要更多内存空间而得不到满足时,就会爆出OutOfMemoryError。

Exception,异常，其下分类很多，如可查异常与不可查异常，运行时异常与非运行时异常，基本概念一样，只是说法不同罢了。其有个重要的子类即RuntimeException运行时异常，其它直接子类都归为非RuntimeException，如IOException,SQLException等。

非RuntimeException是在代码书写时，编译器给你检查提示你要进行try catch或throws处理。

RuntimeException,编译器不会帮你自动检查，当你运行程序时，虚拟机才会给你爆出错误让你去处理，这个往往是我们编码逻辑或不规范导致的

下面我们来看看java异常类结构层次图：

异常的基本用法

捕获异常

try{ 
 有可能出现异常的语句 ; 
}[catch (异常类型 异常对象) {
} ... ]
[finally {
 异常的出口
}]

try 代码块中放的是可能出现异常的代码.
catch 代码块中放的是出现异常后的处理行为.
finally 代码块中的代码用于处理善后工作, 会在最后执行.
其中 catch 和 finally 都可以根据情况选择加或者不加.

代码示例1 不处理异常

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

我们发现一旦出现异常, 程序就终止了. after 没有正确输出.

代码示例2 使用 try catch 后的程序执行过程

int[] arr = {1, 2, 3};
try {
    System.out.println("before");
    System.out.println(arr[100]);
    System.out.println("after");
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
    // 打印出现异常的调用栈
    e.printStackTrace();
}
System.out.println("after try catch");
// 执行结果
before
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100
 at demo02.Test.main(Test.java:10)
after try catch

我们发现, 一旦 try 中出现异常, 那么 try 代码块中的程序就不会继续执行, 而是交给 catch 中的代码来执行. catch 执行完毕会继续往下执行

关于 "调用栈"

方法之间是存在相互调用关系的, 这种调用关系我们可以用 “调用栈” 来描述. 在 JVM 中有一块内存空间称为 “虚拟机栈” 专门存储方法之间的调用关系. 当代码中出现异常的时候, 我们就可以使用 e.printStackTrace(); 的方式查看出现异常代码的调用栈

代码示例3 catch 只能处理对应种类的异常

我们修改了代码, 让代码抛出的是空指针异常.

int[] arr = {1, 2, 3};
try {
    System.out.println("before");
    arr = null;
    System.out.println(arr[100]);
    System.out.println("after");
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
    e.printStackTrace();
}
System.out.println("after try catch");
// 执行结果
before
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
 at demo02.Test.main(Test.java:11)

此时, catch 语句不能捕获到刚才的空指针异常. 因为异常类型不匹配.

代码示例4 catch 可以有多个

int[] arr = {1, 2, 3};
try {
    System.out.println("before");
    arr = null;
    System.out.println(arr[100]);
    System.out.println("after");
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
 System.out.println("这是个数组下标越界异常");
    e.printStackTrace();
} catch (NullPointerException e) {
    System.out.println("这是个空指针异常");
    e.printStackTrace();
}
System.out.println("after try catch");
// 执行结果
before
这是个空指针异常
java.lang.NullPointerException
 at demo02.Test.main(Test.java:12)
after try catch

一段代码可能会抛出多种不同的异常, 不同的异常有不同的处理方式. 因此可以搭配多个 catch 代码块.

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) {
 ...
}

代码示例5 也可以用一个 catch 捕获所有异常(不推荐)

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");
// 执行结果
before
java.lang.NullPointerException
 at demo02.Test.main(Test.java:12)
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.

备注: 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.

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

代码示例6 finally 表示最后的善后工作, 例如释放资源

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();
} finally {
    System.out.println("finally code");
}
// 执行结果
before
java.lang.NullPointerException
 at demo02.Test.main(Test.java:12)
finally code

无论是否存在异常, finally 中的代码一定都会执行到. 保证最终一定会执行到 Scanner 的 close 方法.

代码示例7 使用 try 负责回收资源

刚才的代码可以有一种等价写法, 将 Scanner 对象在 try 的 ( ) 中创建, 就能保证在 try 执行完毕后自动调用 Scanner的 close 方法.

try (Scanner sc = new Scanner(System.in)) {
    int num = sc.nextInt();
    System.out.println("num = " + num);
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

代码示例8 如果本方法中没有合适的处理异常的方式, 就会沿着调用栈向上传递

public static void main(String[] args) {
    try {
        func();
   } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
        e.printStackTrace();
   }
    System.out.println("after try catch");
}
public static void func() {
    int[] arr = {1, 2, 3};
    System.out.println(arr[100]);
}
// 直接结果
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100
 at demo02.Test.func(Test.java:18)
 at demo02.Test.main(Test.java:9)
after try catch

代码示例9 如果向上一直传递都没有合适的方法处理异常, 最终就会交给 JVM 处理, 程序就会异常终止(和我们最开始未使用 try catch 时是一样的).

public static void main(String[] args) {
    func();
       System.out.println("after try catch");
}
public static void func() {
    int[] arr = {1, 2, 3};
    System.out.println(arr[100]);
}
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100
 at demo02.Test.func(Test.java:14)
 at demo02.Test.main(Test.java:8)

可以看到, 程序已经异常终止了, 没有执行到 System.out.println(“after try catch”); 这一行.

异常处理流程

程序先执行 try 中的代码

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.

如果找到匹配的异常类型, 就会执行 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).

如果上层调用者也没有处理的了异常, 就继续向上传递.

一直到 main 方法也没有合适的代码处理异常, 就会交给 JVM 来进行处理, 此时程序就会异常终止.

抛出异常

除了 Java 内置的类会抛出一些异常之外, 程序猿也可以手动抛出某个异常. 使用 throw 关键字完成这个操作.

public static void main(String[] args) { 
 System.out.println(divide(10, 0)); 
} 
public static int divide(int x, int y) { 
 if (y == 0) { 
 throw new ArithmeticException("抛出除 0 异常"); 
 } 
 return x / y; 
} 
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: 抛出除 0 异常
 at demo02.Test.divide(Test.java:14) 
 at demo02.Test.main(Test.java:9)

在这个代码中, 我们可以根据实际情况来抛出需要的异常. 在构造异常对象同时可以指定一些描述性信息.

异常说明

我们在处理异常的时候, 通常希望知道这段代码中究竟会出现哪些可能的异常.

我们可以使用 throws 关键字, 把可能抛出的异常显式的标注在方法定义的位置. 从而提醒调用者要注意捕获这些异常.

public static int divide(int x, int y) throws ArithmeticException { 
 if (y == 0) { 
 throw new ArithmeticException("抛出除 0 异常"); 
 } 
 return x / y; 
}

自定义异常

Java 中虽然已经内置了丰富的异常类, 但是我们实际场景中可能还有一些情况需要我们对异常类进行扩展, 创建符合我们实际情况的异常.

自定义异常几步骤：

自定义一个类，继承自Exception

重写父类Exception的公共方法（根据需求）

重载构造函数

例如, 我们实现一个用户登陆功能.

class UserError extends Exception {
    public UserError(String message){
        super(message);
    }
}
class PasswordError extends Exception {
    public PasswordError(String message){
        super(message);
    }
}
public class Login {
    private static String userName = "kobe";
    private static String password = "824";
    public static void main(String[] args) {
        try {
            login("kobe", "248");
        } catch (UserError userError) {
            userError.printStackTrace();
        } catch (PasswordError passwordError) {
            passwordError.printStackTrace();
        }
    }
    public static void login(String userName, String password) throws UserError, PasswordError {
        if (!Login.userName.equals(userName)) {
            throw new UserError("用户名错误");
        }
        if (!Login.password.equals(password)) {
            throw new PasswordError("密码错误");
        }
        System.out.println("登陆成功");
    }
}

【Java】认识异常及自定义异常

异常的背景

Java错误与异常的基本概念：

异常的基本用法

捕获异常

异常处理流程

抛出异常

异常说明

自定义异常

热门文章

最新文章

相关课程

相关电子书

相关实验场景

热门

活动广场

任务中心

开发者评测

高校计划

乘风者计划

训练营

阿里云MVP

话题

直播

下载

镜像站

技术资料

插件

【Java】认识异常及自定义异常

异常的背景

Java错误与异常的基本概念：

异常的基本用法

捕获异常

异常处理流程

抛出异常

异常说明

自定义异常

热门文章

最新文章

相关课程

相关电子书

相关实验场景