Java学习之==>异常体系

2023-08-06 22:56:16

一、定义

程序运行时总是会遇到各种各样的问题，Java中的异常体系就是针对这些问题提出的统一的处理方案。在Java中，将这些各种各样的问题进行归类后，统一称为异常。

二、分类

我们先来看看下面这个图：

Java学习之==>异常体系

  • 错误（Error）
    • 虚拟机错误（VirtualMachineError），如：资源耗尽、内存溢出；
  • 异常（Exception）
    • 运行时异常（RuntimeException）
    • 受检异常（Checked Exception）

　　由上图可以看出来，Java的异常体系由 Throwable 类作为超类，两个直接子类是 Error 类和 Exception 类分别标错错误和异常。其中，异常又包括运行时异常（RuntimeException）和受检异常（Checked Exception），下面将介绍这些错误和异常的区别：

1、错误（Error）和异常（Exception）

　　Error 是程序无法处理的错误，它是由Java虚拟机（JVM）产生和抛出的，比如：OutOfMemoryError、ThreadDeath等。这些异常发生时，Java虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。

　　Exception 是程序本身可以处理的异常，这种异常分两大类，运行时异常和受检异常，程序中可以处理这些异常。

2、运行时异常（RuntimeException）和受检异常（Checked Exception）

　　运行时异常都是RuntimeException类及其子类异常，如NullPointerException、IndexOutOfBoundsException等，此类异常属于不可查异常，一般是由程序逻辑错误引起的，在程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。

　　受检异常是除RuntimeException以外的异常，类型上都属于Exception类及其子类。从程序语法角度讲是必须进行处理的异常，如果不处理，程序就不能编译通过。如IOException、SQLException等，在程序中，通常不会自定义该类异常，而是直接使用系统提供的异常类。

三、异常的处理

1、受检异常

通常，我们在处理受检异常时有三种方式：

第一种：在方法名后面使用关键字throws抛出异常，同时在调用该方法时需要使用try..catch来处理该异常

public class App {

  public static void main(String[] args) {

    try {
      demo01();
    } catch (FileNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }

  private static void demo01() throws FileNotFoundException {

    new FileInputStream(new File("test.log"));

  }
}

第二种：直接使用try..catch处理，自己抛出，自己处理，没啥意义

public class App {

  public static void main(String[] args) {

    demo01();
  }

  private static void demo01() {

    try {
      new FileInputStream(new File("test.log"));
    } catch (FileNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

第三种：使用try..catch，在try里面把异常声明出来，然后再catch

public class App {

  public static void main(String[] args) {

    demo01();
  }

  private static void demo01() {
    try (FileInputStream inputStream = new FileInputStream(new File("test.log"))) {
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

运行结果如下：

Java学习之==>异常体系

2、运行时异常

在编译时，运行时异常不会被发现，所以不要要求在代码中一定要处理这些异常。但是，如果程序员愿意，也可以使用 try...catch...finally 来处理这些异常。对于这些异常，发生的原因多半是代码写的有问题，我们应该修正代码，而不是去通过异常处理器处理。

public class App {

  public static void main(String[] args) {

    demo01(0);
  }

  private static void demo01(Integer num) {

    if (num == 0) {
      throw new ArithmeticException("分母不能为0");
    }
    
    int result = 1024/num;
  }
}

上面这种情况，如果没有 if() 代码，程序在运行过程中会抛出异常中断程序，虽然我们增加了 if() 代码块主动抛出了异常增加了异常的可读性，但是程序仍然会中断。正确的处理方式是我们可以在 if() 代码块下进行一些其他逻辑的处理，从而程序不会走到除法分支，从而不会报错。这就是上面所说的，运行时异常，我们通常需要去优化代码逻辑，而不是处理异常。

public class App {

  public static void main(String[] args) {

    demo01(0);
  }

  private static void demo01(Integer num) {

    try {
      int result = 1024/num;
    }catch (ArithmeticException e) {
      e.printStackTrace();
    }finally {
      System.out.println("处理完毕");
    }
  }
}

这种情况是使用 try...catch...finally 捕获异常再进行处理。

四、异常处理流程

public class App {

  public static void main(String[] args) {

    demo01(0);
    System.out.println("-------------");
    demo01(1);
  }

  private static int demo01(Integer num) {
    try {
      // 这里是正常的业务代码,要被我处理的代码,
      System.out.println("AAA");
      int result = 1024 / num;
      System.out.println("BBB");
      return result;
      
    } catch (Exception e) {
      // 这里是出了问题时怎么处理的
      System.out.println("CCC");
      return -1;

    } finally {
      // 最后的收尾动作，finally中不要写retrun，不然前面的结果不能返回
      System.out.println("DDD");
      return -2;
    }
  }
}

先执行try中的代码块，如果没有报错则在return前执行finally中的代码块

如果try中的代码块有报错，则执行catch中的代码块，在return前执行finally中的代码块

如果finally中有return，则不会执行try中代码块的return和catch中的代码块，所以一般finally中的代码块一般不写return

五、常用写法

public class App {

  public static void main(String[] args) {

    demo01();
  }

  private static void demo01() {
    try {
      // 被检查的代码块
      new FileInputStream(new File("test.log"));
    }catch (IllegalStateException ex){
      // 第一个要处理的异常
      ex.printStackTrace();
    }catch (IllegalFormatException ex){
      // 第二个要处理的异常
      ex.printStackTrace();
    }catch (IllegalArgumentException ex){
      // 第三个要处理的异常
      ex.printStackTrace();
    }catch (IOException ex){
      // 第四个要处理的异常
      ex.printStackTrace();
    }finally {
      // 最终怎么做
      System.out.println("异常处理完成");
    }
  }
}

六、自定义异常

如果要自定义异常类，则继承Exception类即可，因此这样的自定义异常都属于受检异常（checked exception）。如果要自定义运行时异常，则继承自类RuntimeException。按照惯例，自定义的异常应该总是包含如下的构造函数：

  • 一个无参构造函数；
  • 一个带有String参数的构造函数，并传递给父类的构造函数；
  • 一个带有String参数和Throwable参数，并都传递给父类构造函数；
  • 一个带有Throwable 参数的构造函数，并传递给父类的构造函数；

如下：

Java学习之==>异常体系
public class TestException extends RuntimeException {

  public TestException() {
  }

  public TestException(String message) {
    super(message);
  }

  public TestException(String message, Throwable cause) {
    super(message, cause);
  }

  public TestException(Throwable cause) {
    super(cause);
  }
}
TestException

调用如下：

public class App {

  public static void main(String[] args) {

    demo01();
  }

  private static void demo01() {
    throw new TestException("测试异常：TestException");
  }
}

运行结果：

Java学习之==>异常体系

 

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