Java异常处理

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一、Java异常体系

1.1 Throwable

java.lang.Throwable 类是Java程序执行过程中发生的异常事件对应的类的根父类。
Throwable中的常用方法:

  • public void printStackTrace():打印异常的详细信息。包含了异常的类型、异常的原因、异常出现的位置、在开发和调试阶段都得使用printStackTrace。
  • public String getMessage():获取发生异常的原因。
1.2 Error 和 Exception

Throwable可分为两类:Error和Exception。分别对应着java.lang.Error与java.lang.Exception两个类。
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。一般不编写针对性的代码进行处理。

  • 例如:StackOverflowError(栈内存溢出)和OutOfMemoryError(堆内存溢出,简称OOM)。
Exception: 其它因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题,需要使用针对性的代码进行处理,使程序继续运行。否则一旦发生异常,程序也会挂掉。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
说明:
无论是Error还是Exception,还有很多子类,异常的类型非常丰富。当代码运行出现异常时,特别是我们不熟悉的异常时,不要紧张,把异常的简单类名,拷贝到API中去查去认识它即可。

1.3 编译时异常和运行时异常

Java程序的执行分为编译时过程和运行时过程。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。
因此,根据异常可能出现的阶段,可以将异常分为:

  • 编译时期异常(即checked异常、受检异常):在代码编译阶段,编译器就能明确警示当前代码可能发生(不是一定发生)xx异常,并明确督促程序员提前编写处理它的代码。如果程序员没有编写对应的异常处理代码,则编译器就会直接判定编译失败,从而不能生成字节码文件。通常,这类异常的发生不是由程序员的代码引起的,或者不是靠加简单判断就可以避免的,例如:FileNotFoundException(文件找不到异常)。
  • 运行时期异常(即runtime异常、unchecked异常、非受检异常):在代码编译阶段,编译器完全不做任何检查,无论该异常是否会发生,编译器都不给出任何提示。只有等代码运行起来并确实发生了xx异常,它才能被发现。通常,这类异常是由程序员的代码编写不当引起的,只要稍加判断,或者细心检查就可以避免。

    • java.lang.RuntimeException类及它的子类都是运行时异常。比如:ArrayIndexOutOfBoundsException数组下标越界异常,ClassCastException类型转换异常。


2. Java异常处理的方式:

方式一:try-catch-finally
方式二:throws + 异常类型
2.1 方式1:捕获异常(try-catch-finally)

Java提供了异常处理的抓抛模型

  • 前面提到,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。
  • 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。
2.1.1 try-catch-finally基本格式

捕获异常语法如下:
  1. try{
  2.         ......        //可能产生异常的代码
  3. }
  4. catch( 异常类型1 e ){
  5.         ......        //当产生异常类型1型异常时的处置措施
  6. }
  7. catch( 异常类型2 e ){
  8.         ......         //当产生异常类型2型异常时的处置措施
  9. }  
  10. finally{
  11.         ...... //无论是否发生异常,都无条件执行的语句
  12. }
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1、整体执行过程:
当某段代码可能发生异常,不管这个异常是编译时异常(受检异常)还是运行时异常(非受检异常),我们都可以使用try块将它括起来,并在try块下面编写catch分支尝试捕获对应的异常对象。

  • 如果在程序运行时,try块中的代码没有发生异常,那么catch所有的分支都不执行。
  • 如果在程序运行时,try块中的代码发生了异常,根据异常对象的类型,将从上到下选择第一个匹配的catch分支执行。此时try中发生异常的语句下面的代码将不执行,而整个try...catch之后的代码可以继续运行。
  • 如果在程序运行时,try块中的代码发生了异常,但是所有catch分支都无法匹配(捕获)这个异常,那么JVM将会终止当前方法的执行,并把异常对象“抛”给调用者。如果调用者不处理,程序就挂了。

2、try

  • 捕获异常的第一步是用try{…}语句块选定捕获异常的范围,将可能出现异常的业务逻辑代码放在try语句块中。
3、catch (Exceptiontype e)

  • catch分支,分为两个部分,catch()中编写异常类型和异常参数名,{}中编写如果发生了这个异常,要做什么处理的代码。
  • 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)。
  • 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。
  • 如果有多个catch分支,并且多个异常类型有父子类关系,必须保证小的子异常类型在上,大的父异常类型在下。否则,报错。
  • catch中常用异常处理的方式

    • public String getMessage():获取异常的描述信息,返回字符串
    • public void printStackTrace():打印异常的跟踪栈信息并输出到控制台。包含了异常的类型、异常的原因、还包括异常出现的位置,在开发和调试阶段,都得使用printStackTrace()。
    2.2 方式2:声明抛出异常类型(throws)


  • 如果在编写方法体的代码时,某句代码可能发生某个编译时异常,不处理编译不通过,但是在当前方法体中可能不适合处理或无法给出合理的处理方式,则此方法应显示地声明抛出异常,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。

  • 具体方式: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。
2.2.1 throws基本格式

声明异常格式:
  1. 修饰符 返回值类型 方法名(参数) throws 异常类名1,异常类名2…{   }       
复制代码
在throws后面可以写多个异常类型,用逗号隔开。
举例:
  1. public void readFile(String file)  throws FileNotFoundException,IOException {
  2.         ...
  3.         // 读文件的操作可能产生FileNotFoundException或IOException类型的异常
  4.         FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
  5.     //...
  6. }
复制代码
2.2.2 throws 使用举例

举例:针对于编译时异常
  1. package com.atguigu.keyword;
  2. public class TestThrowsCheckedException {
  3.     public static void main(String[] args) {
  4.         System.out.println("上课.....");
  5.         try {
  6.             afterClass();//换到这里处理异常
  7.         } catch (InterruptedException e) {
  8.             e.printStackTrace();
  9.             System.out.println("准备提前上课");
  10.         }
  11.         System.out.println("上课.....");
  12.     }
  13.     public static void afterClass() throws InterruptedException {
  14.         for(int i=10; i>=1; i--){
  15.             Thread.sleep(1000);//本来应该在这里处理异常
  16.             System.out.println("距离上课还有:" + i + "分钟");
  17.         }
  18.     }
  19. }
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举例:针对于运行时异常:
throws后面也可以写运行时异常类型,只是运行时异常类型,写或不写对于编译器和程序执行来说都没有任何区别。如果写了,唯一的区别就是调用者调用该方法后,使用try...catch结构时,IDEA可以获得更多的信息,需要添加哪种catch分支。
  1. package com.atguigu.keyword;
  2. import java.util.InputMismatchException;
  3. import java.util.Scanner;
  4. public class TestThrowsRuntimeException {
  5.     public static void main(String[] args) {
  6.         Scanner input = new Scanner(System.in);
  7.         try {
  8.             System.out.print("请输入第一个整数:");
  9.             int a = input.nextInt();
  10.             System.out.print("请输入第二个整数:");
  11.             int b = input.nextInt();
  12.             int result = divide(a,b);
  13.             System.out.println(a + "/" + b +"=" + result);
  14.         } catch (ArithmeticException | InputMismatchException e) {
  15.             e.printStackTrace();
  16.         } finally {
  17.             input.close();
  18.         }
  19.     }
  20.     public static int divide(int a, int b)throws ArithmeticException{
  21.         return a/b;
  22.     }
  23. }
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2.2.3 方法重写中throws的要求

方法重写时,对于方法签名是有严格要求的。复习:
  1. (1)方法名必须相同
  2. (2)形参列表必须相同
  3. (3)返回值类型
  4.         - 基本数据类型和void:必须相同
  5.         - 引用数据类型:<=
  6. (4)权限修饰符:>=,而且要求父类被重写方法在子类中是可见的
  7. (5)不能是static,final修饰的方法
复制代码
此外,对于throws异常列表要求:
<ul>如果父类被重写方法的方法签名后面没有 “throws  编译时异常类型”,那么重写方法时,方法签名后面也不能出现“throws  编译时异常类型”。
如果父类被重写方法的方法签名后面有 “throws  编译时异常类型”,那么重写方法时,throws的编译时异常类型必须  max){                max = nums;            }        }        return max;    }}[/code]三、自定义异常

3.1 如何自定义异常类

1)要继承一个异常类型
​ 自定义一个编译时异常类型:自定义类继承java.lang.Exception。
​ 自定义一个运行时异常类型:自定义类继承java.lang.RuntimeException。
(2)建议大家提供至少两个构造器,一个是无参构造,一个是(String message)构造器。
(3)自定义异常需要提供serialVersionUID
3.2 注意点

自定义的异常只能通过throw抛出。
自定义异常最重要的是异常类的名字和message属性。当异常出现时,可以根据名字判断异常类型。比如:TeamException("成员已满,无法添加");、 TeamException("该员工已是某团队成员");
自定义异常对象只能手动抛出。抛出后由try..catch处理,也可以甩锅throws给调用者处理。
3.3 举例

NolifeValueException.java
  1. package com.atguigu.keyword;
  2. import java.io.IOException;
  3. class Father{
  4.     public void method()throws Exception{
  5.         System.out.println("Father.method");
  6.     }
  7. }
  8. class Son extends Father{
  9.     @Override
  10.     public void method() throws IOException,ClassCastException {
  11.         System.out.println("Son.method");
  12.     }
  13. }
复制代码
Person.java
  1. throw new 异常类名(参数);
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test.java
  1. throw new String("want to throw");
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