Java基础：30 异常

程序员文章站 2022-06-28 18:34:22

1、异常概述与异常体系结构异常：在Java语言中，将程序执行中发生的不正常情况称为“异常” (开发过程中的语法错误和逻辑错误不是异常) 。Java程序在执行过程中所发生的异常事件可分为两类：（1）Error：Java虚拟机无法解决的严重问题。如：JVM系统内部错误、资源耗尽等严重情况。比如：*Error（暂存溢出）和OOM。一般不编写针对性的代码进行处理。（2）Exception: 其它因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题，可以使用针对性的代码进行处理。例如：空指针访...

1、异常概述与异常体系结构

异常：在Java语言中，将程序执行中发生的不正常情况称为“异常” (开发过程中的语法错误和逻辑错误不是异常) 。
Java程序在执行过程中所发生的异常事件可分为两类：

（1）Error：Java虚拟机无法解决的严重问题。如：JVM系统内部错误、资源耗尽等严重情况。比如：*Error（暂存溢出）和OOM。一般不编写针对性的代码进行处理。
（2）Exception: 其它因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题，可以使用针对性的代码进行处理。例如：空指针访问、试图读取不存在的文件、网络连接中断、数组角标越界。
对于这些错误，一般有两种解决方法：

遇到错误就终止程序的运行。
由程序员在编写程序时，就考虑到错误的检测、错误消息的提示，以及错误的处理。

捕获错误最理想的是在编译期间，但有的错误只有在运行时才会发生。比如：除数为0，数组下标越界等。

2、分类

（1）编译时异常和运行时异常

运行时异常：指编译器不要求强制处置的异常。一般是指编程时的逻辑错误，是程序员应该积极避免其出现的异常。java.lang.RuntimeException类及它的子类都是运行时异常。对于这类异常，可以不作处理，因为这类异常很普遍，若全处理可能会对程序的可读性和运行效率产生影响。
编译时异常：指编译器要求必须处置的异常。即程序在运行时由于外界因素造成的一般性异常。编译器要求Java程序必须捕获或声明所有编译时异常。对于这类异常，如果程序不处理，可能会带来意想不到的结果。

（2）受检异常（checked exceptions）和非受检异常（unchecked exceptions）

受检异常（编译器要求必须处置的异常）：正确的程序在运行中，很容易出现的、情理可容的异常状况。除了Exception中的RuntimeException及RuntimeException的子类以外，其他的Exception类及其子类(例如：IOException和ClassNotFoundException)都属于受检异常。这种异常的特点是Java编译器会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常，要么用try-catch语句捕获它，要么用throws子句声明抛出它，否则编译不会通过。
2. 非受检异常（编译器不要求强制处置的异常）：包括运行时异常（RuntimeException与其子类）和错误（Error）。RuntimeException表示编译器不会检查程序是否对RuntimeException作了处理，在程序中不必捕获RuntimException类型的异常，也不必在方法体声明抛出RuntimeException类。RuntimeException发生的时候，表示程序中出现了编程错误，所以应该找出错误修改程序，而不是去捕获RuntimeException。

Java基础：30 异常

3、常见异常

java.lang.RuntimeException 
    ClassCastException//类型转换异常 
    ArrayIndexOutOfBoundsException//数组下标越界异常
    NullPointerException//空指针异常 
    ArithmeticException//算数异常 
    NumberFormatException//数字格式化异常 
    InputMismatchException//输入类型不符异常
java.io.IOExeption 
    FileNotFoundException//找不到文件异常
    EOFException//对象读取完毕
java.lang.ClassNotFoundException//无法找到指定的类异常 
java.lang.InterruptedException//线程阻塞异常
java.sql.SQLException//数据交互异常

ArrayIndexOutOfBoundsException（数组下标越界异常）

public class IndexOutExp { 
    public static void main(String[] args) { 
        String friends[] = { "lisa", "bily", "kessy" }; 
        for (int i = 0; i < 5; i++) { 
            System.out.println(friends[i]); // friends[4]? 
        } 
        System.out.println("\nthis is the end"); 
    } 
}

NullPointerException（空指针异常）

public class NullRef { 
    int i = 1; 
    public static void main(String[] args) { 
        NullRef t = new NullRef(); 
        t = null; 
        System.out.println(t.i); 
    } 
}

ArithmeticException（算数异常）

public class DivideZero { 
    int x; 
    public static void main(String[] args) { 
        int y; 
        DivideZero c=new DivideZero(); 
        y=3/c.x; 
        System.out.println("program ends ok!"); 
    } 
}

ClassCastException（类型转换异常）

public class Order { 
    public static void main(String[] args) { 
        Object obj = new Date(); 
        Order order; 
        order = (Order) obj; 
        System.out.println(order); 
    } 
}

4、异常处理机制

（1）Java采用的异常处理机制，是将异常处理的程序代码集中在一起，与正常的程序代码分开，使得程序简洁、优雅，并易于维护。
（2）Java异常处理的方式：

try-catch-finally
throws + 异常类型

Java提供的是异常处理的抓抛模型。
Java程序的执行过程中如出现异常，会生成一个异常类对象，该异常对象将被提交给Java运行时系统，这个过程称为抛出 (throw)异常。
（3）异常对象的生成：

由虚拟机自动生成：程序运行过程中，虚拟机检测到程序发生了问题，如果在当前代码中没有找到相应的处理程序，就会在后台自动创建一个对应异常类的实例对象并抛出——自动抛出。
由开发人员手动创建：Exception exception = new ClassCastException();创建好的异常对象不抛出对程序没有任何影响，和创建一个普通对象一样异常的抛出机制。

（4）为保证程序正常执行，代码必须对可能出现的异常进行处理。
Java基础：30 异常
如果一个方法内抛出异常，该异常对象会被抛给调用者方法中处理。如果异常没有在调用者方法中处理，它继续被抛给这个调用方法的上层方法。这个过程将一直继续下去，直到异常被处理。这一过程称为捕获(catch)异常。
如果一个异常回到main()方法，并且main()也不处理，则程序运行终止。
程序员通常只能处理Exception，而对Error无能为力。

5、异常处理机制一：try-catch-finally

异常处理是通过try-catch-finally语句实现的。

try{ 
    ...... //可能产生异常的代码 
} catch( ExceptionName1 e ){ 
    ...... //当产生ExceptionName1型异常时的处置措施 
} catch( ExceptionName2 e ){ 
    ...... //当产生ExceptionName2型异常时的处置措施 
} 
[ finally{ 
    ...... //无论是否发生异常，都无条件执行的语句 
} ]

（1）try 捕获异常的第一步是用try{…}语句块选定捕获异常的范围，将可能出现异常的代码放在try语句块中。
（2）catch (Exceptiontype e) 在catch语句块中是对异常对象进行处理的代码。每个try语句块可以伴随一个或多个catch语句，用于处理可能产生的不同类型的异常对象。

如果明确知道产生的是何种异常，可以用该异常类作为catch的参数，也可以用其父类作为catch的参数。比如：可以用 ArithmeticException 类作为参数的地方，就可以用 RuntimeException类作为参数，或者用所有异常的父类Exception类作为参数。但不能是与ArithmeticException类无关的异常，如NullPointerException（catch 中的语句将不会执行）。
与其它对象一样，可以访问一个异常对象的成员变量或调用它的方法。

getMessage() 获取异常信息，返回字符串 
printStackTrace() 获取异常类名和异常信息，以及异常出现在程序中的位置。返回值void。

（3）finally

捕获异常的最后一步是通过finally语句为异常处理提供一个统一的出口，使得在控制流转到程序的其它部分以前，能够对程序的状态作统一的管理。
不论在try代码块中是否发生了异常事件，catch语句是否执行，catch语句是否有异常，catch语句中是否有return，finally块中的语句都会被执行。
finally语句和catch语句是任选的

Demo1

public class IndexOutExp { 
    public static void main(String[] args) { 
        String friends[] = { "lisa", "bily", "kessy" }; 
        try { 
            for (int i = 0; i < 5; i++) { 
                System.out.println(friends[i]); 
            } 
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) { 
            System.out.println("index err"); 
        } 
        System.out.println("\nthis is the end"); 
    } 
}

运行结果：java IndexOutExp

lisa 
bily 
kessy 
index err
 
this is the end

Demo2

public class DivideZero1 { 
    int x; 
    public static void main(String[] args) { 
        int y; 
        DivideZero1 c = new DivideZero1(); 
        try { 
            y = 3 / c.x; 
        } catch (ArithmeticException e) { 
            System.out.println("divide by zero error!"); 
        } 
        System.out.println("program ends ok!"); 
    } 
}

运行结果：

divide by zero error! 
program ends ok!

前面使用的异常都是RuntimeException类或是它的子类，这些类的异常的特点是：即使没有使用try和catch捕获，Java自己也能捕获，并且编译通过 ( 但运行时会发生异常使得程序运行终止 )。

如果抛出的异常是IOException等类型的非运行时异常，则必须捕获，否则编译错误。也就是说，我们必须处理编译时异常，将异常进行捕捉，转化为运行时异常

Demo3 IOException异常处理

import java.io.*; 
public class IOExp { 
    public static void main(String[] args) { 
        FileInputStream in = new FileInputStream("test.txt");//编译失败 
        int b; 
        b = in.read();//编译失败  
        while (b != -1) { 
            System.out.print((char) b); 
            b = in.read();//编译失败  
        } 
        in.close();//编译失败  
    } 
}

import java.io.*; 
public class IOExp { 
    public static void main(String[] args) { 
        try { 
            FileInputStream in = new FileInputStream("test.txt"); 
            int b; 
            b = in.read(); 
            while (b != -1) { 
                System.out.print((char) b); 
                b = in.read(); 
            } 
            in.close(); 
        } catch (IOException e) { 
            System.out.println(e); 
        } finally { 
            System.out.println(" It’s ok!"); 
        } 
    }
 }

运行结果：

java.io.FileNotFoundException: test.txt (系统找不到指定的文件。)
 It’s ok!

6、异常处理机制二：throws

声明抛出异常是Java中处理异常的第二种方式。
如果一个方法(中的语句执行时)可能生成某种异常，但是并不能确定如何处理这种异常，则此方法应显式地声明抛出异常，表明该方法将不对这些异常进行处理，而由该方法的调用者负责处理。
在方法声明中用throws语句可以声明抛出异常的列表，throws后面的异常类型可以是方法中产生的异常类型，也可以是它的父类。

public void readFile(String file) throws FileNotFoundException { 
    …… // 读文件的操作可能产生FileNotFoundException类型的异常 
    FileInputStream fis = new FileInputStream(file); 
    ..…… 
}

重写方法声明抛出异常的原则
重写方法不能抛出比被重写方法范围更大的异常类型。在多态的情况下，对methodA()方法的调用-异常的捕获按父类声明的异常处理。

public class A { 
    public void methodA() throws IOException { 
        …… 
    } 
} 
public class B1 extends A { 
    public void methodA() throws FileNotFoundException {
         …… 
     } 
} 
 public class B2 extends A { 
     public void methodA() throws Exception { //报错 
         …… 
     } 
 }

7、手动抛出异常：throw

Java异常类对象除在程序执行过程中出现异常时由系统自动生成并抛出，也可根据需要使用人工创建并抛出。
首先要生成异常类对象，然后通过throw语句实现抛出操作(提交给Java运行环境)。

IOException e = new IOException(); 
throw e;

可以抛出的异常必须是Throwable或其子类的实例。
下面的语句在编译时将会产生语法错误：

throw new String("want to throw");

8、用户自定义异常类

一般地，用户自定义异常类都是RuntimeException的子类。

自定义异常类通常需要编写几个重载的构造器。
自定义异常需要提供serialVersionUID。
自定义的异常通过throw抛出。
自定义异常最重要的是异常类的名字，当异常出现时，可以根据名字判断异常类型。
用户自己的异常类必须继承现有的异常类。

Demo1：

class MyException extends Exception { 
    static final long serialVersionUID = 13465653435L; 
    private int idnumber; 
    public MyException(String message, int id) { 
        super(message); 
        this.idnumber = id; 
    } 
    public int getId() { 
        return idnumber; 
    } 
}

public class MyExpTest { 
    public void regist(int num) throws MyException { 
        if (num < 0) 
            throw new MyException("人数为负值，不合理", 3); 
        else 
            System.out.println("登记人数" + num); 
    } 
    public void manager() { 
        try { 
            regist(-100); 
        } catch (MyException e) { 
            System.out.print("登记失败，出错种类" + e.getId()); 
        } 
        System.out.print("本次登记操作结束"); 
    } 
    public static void main(String args[]) { 
        MyExpTest t = new MyExpTest(); t.manager(); 
    } 
}

运行结果：

登记失败，出错种类3本次登记操作结束

Demo2：

public class ReturnExceptionDemo { 
    static void methodA() { 
        try { 
            System.out.println("进入方法A"); 
            throw new RuntimeException("制造异常"); 
        }
        finally { 
            System.out.println("用A方法的finally"); 
        } 
    } 
    static void methodB() { 
        try { 
            System.out.println("进入方法B"); 
            return; 
        } finally { 
            System.out.println("调用B方法的finally"); 
        } 
    }
    public static void main(String[] args) { 
        try { 
            methodA(); 
        } catch (Exception e) { 
            System.out.println(e.getMessage()); 
        } 
        methodB(); 
    } 
}

运行结果：

进入方法A
用A方法的finally
制造异常
进入方法B
调用B方法的finally

总结：异常处理
Java基础：30 异常

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Java基础：30 异常

1、异常概述与异常体系结构

2、分类

3、常见异常

4、异常处理机制

5、异常处理机制一：try-catch-finally

6、异常处理机制二：throws

7、手动抛出异常：throw

8、用户自定义异常类

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