Java异常

异常

什么是异常

  • 实际工作中,遇到的情况不可能是非常完美的。比如:你写的某个模块,用户输入不一定符合你的要求、你的程序要打开某个文件,这个文件可能不存在或者文件格式不对,你要读取数据库的数据,数据可能是空的等。我们的程序在跑着,内存或硬盘可能满了,等等。

  • 软件程序在运行过程中,非常可能遇到刚刚提到的这些异常问题,我们叫异常,英文是:Exception,意思是例外。这些例外情况,或者叫异常,怎么让我们写的程序做出合理的处理,为不至于程序崩溃?

  • 异常指程序运行中出现的不期而至的各种状况,如:文件找不到、网络连接失败、非法参数等。

  • 异常发生在程序运行期间,它影响了正常的程序执行流程。

简单分类

  • 要理解Java异常处理是如何工作的,你需要掌握以下三种类型的异常:

  • 检查性异常:最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常,这是程序员无法预见的。例如要打开一个不存在文件时,一个异常就发生了,这些异常在编译时不能被简单地忽略。

  • 运行时异常:运行时异常是可能被程序员避免的异常,与检查性异常相反,运行时异常可以在编译时被忽略。

  • 错误:错误不是异常,而是脱离程序员控制的问题。错误在代码中通常被忽略。例如,当栈溢出时,一个错误就发生了,它们在编译也检查不到的。

异常体系结构

  • Java把异常当作对象来处理,并定义一个基类java.lang.Throwable作为所有异常的超类
  • 在Java API中已经定义了许多异常类,这些异常类分为两大类,错误Error和异常Exception

Java异常

Error

  • Error类对象由Java虚拟机生成并抛出,大多数错误与代码编写者所执行的操作无关。

  • Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError),当JVM不再有继续执行操作所需的内存资源时,将出现OutOfMemoryError。这些异常发生时,Java虚拟机(JVM)一般会选择线程终止;

  • 还有发生在虚拟机试图执行应用时,如类定义错误(NoClassDefFoundError)、链接错误(LinkageError)。这些错误是不可查的,因为它们在应用程序的控制和处理能力之外,而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。

  • 代码示例:

package com.gy.exception;

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        new Demo01().a();//*Error
    }

    public void a(){b();}
    public void b(){a();}
}

上述代码中,a方法调用了b方法,b方法调用了a方法。new了一个对象调用了a方法,导致a方法和b方法一直在不停地调用对方的方法,最后栈满了产生溢出,报了个*Error错误!(即:栈满错误)。

因此,我们平时写代码要尽可能考虑全面,尽量避免Error这种重大错误发生!

Exception

  • 在Exception分支中有一个重要的子类RuntimeException(运行时异常)

    • ArrayIndexOutOfBoundsException(数组下标越界)
    • NullPointerException(空指针异常)
    • ArithmeticException(算数异常)
    • MissingResourceException(丢失异常)
    • ClassNotFoundException(找不到类)等异常,这些异常是不检查异常,程序中可以选择捕获处理,也可以不处理。
    • 上面5个都是非运行时异常,也就是检查性错误。
  • 这些异常一般是由程序逻辑错误引起的,程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。

  • Error和Exception的区别:Error通常是灾难性的致命的错误,是程序无法控制和处理的,当出现这些异常时,Java虚拟机(JVM)一般会选择终止线程;Exception通常情况下是可以被程序处理的,并且在程序中应该尽可能的去处理这些异常。

  • 代码示例:

package com.gy.exception;

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 2;
        int b = 0;
        System.out.println(a/b);//ArithmeticException
    }
}

上述代码报了个ArithmeticException异常,原因是除数不能为0。生活中很可能会遇到一些类似的不规范问题,这类Exception是可以避免的,只需要我们多做一步,将最后的输出语句多加个判定条件即可:

if(b!=0){
            System.out.println(a/b);
        }else{
            System.out.println("数字不规范!");
        }

这样代码似乎就优化好了。但是,生活中可能还会遇到其他我们不清楚的情况,这时候,该怎么解决呢?

这就要依靠我们接下来要说的Java异常处理机制了:

Java异常处理机制

  • 抛出异常

  • 捕获异常

  • 异常处理五个关键字:

  • try、catch、finally、throw、throws

  • 代码示例:try、catch、finally

package com.gy.exception;

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 2;
        int b = 0;

        //try监控区域
        try {
            System.out.println(a/b);
        } catch (ArithmeticException e) {
            //catch(想要捕获的异常)  捕获异常
            System.out.println("数字不规范!");
        }catch(Exception e){
            //假设要捕获多个异常,从小到大依次排下去!ArithmeticException<Exception
            //防止小的异常被大的异常覆盖!
            System.out.println(e);//打印错误的栈信息
        } finally{
            //finally   处理善后工作  无论程序出不出现异常都会执行!
            //捕获异常可以不用finally。但是在某些情况需要,比如IO资源打开后要确保IO资源关闭,就可以用finally,防止因异常而导致IO资源一直打开占用内存!
            System.out.println("finally");
        }
        /*Tips:
            Alt+Ctrl+T:输出try-catch框架的快捷键
         */
    }
}
  • 代码示例:throw、throws

  • throw:表示方法内抛出某种异常对象如果异常对象是非 RuntimeException 则需要在方法申明时加上该异常的抛出 即需要加上 throws 语句 或者 在方法体内 try catch 处理该异常,否则编译报错执行到throw 语句则后面的语句块不再执行。

  • throws:方法的定义上使用 throws 表示这个方法可能抛出某种异常需要由方法的调用者进行异常处理。

package com.gy.exception;

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
       int a = 11;
       
       if(a>10){
           throw new Exception();
       }
       
    }
}

自定义异常

自定义异常的语法格式为:

<class><自定义异常名><extends><Exception>
  • 使用Java内置的异常类可以描述在编程时出现的大部分异常情况。除此之外,用户还可以自定义异常。用户自定义异常类,只需继承Exception类即可。
  • 在程序中使用自定义异常类,答题可分为以下几个步骤:
  1. 创建自定义异常类
  2. 在方法中通过throws关键字抛出异常对象
  3. 如果在当前抛出异常的方法中处理异常,可以使用try-catch语句捕获并处理;否则在方法的声明处通过throws关键字指明要抛出给方法调用者的异常,继续进行下一步操作。
  4. 在出现异常方法的调用者中捕获并处理异常。
  • 代码示例:
package com.gy.exception;
//自定义异常类
public class MyException extends Exception{
    //传递数字>10   抛出异常
    private int detail ;

    public MyException(int detail) throws Exception {
        toString();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "MyException{"  + detail + ‘}‘;
    }
}

实际应用中的经验总结

  • 处理运行时异常时,采用逻辑去合理规避同时辅助try-catch处理
  • 在多重catch块后面,可以加一个catch(Exception)来处理可能会被遗漏的异常
  • 尽量去处理异常,要根据不同的业务需求和异常类型去决定
  • 尽量添加finally语句块去释放占用的资源。

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