学习目标

异常机制

异常概念

本质是当程序出现异常错误时，程序能安全的退出、处理完后继续执行的机制。
异常处理即程序在出现问题时一九可以正确的执行完。

代码示例：异常处理小案例

package test.Exception;

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("step1");
        // 异常处理
        try{  // 利用 try 来处理异常
            int a = 1/0;   // 正常情况下是会报异常
        } catch (Exception e){ // 使用异常对象 e 来捕获异常
            e.printStackTrace();   // 使用 printStackTrace() 来打印捕获的异常信息
        }
        System.out.println("step2");
    }
}

Java 处理异常方式

1.抛出异常：在执行一个方法时，如果发生异常，则这个方法生成代表该异常的一个对象，会停止当前执行路径，并把异常对象提交给 JRE。
2.捕获异常：JRE 得到该异常后，会寻找相应的代码来处理该异常。JRE 在方法的调用栈中查找，从生成异常的方法开始回溯，直到找到相应的异常处理代码为止。

异常分类

简述

JDK 中定义了很多异常类，这些类对应了各种各样可能出现的异常事件，所有的异常对象都是派生于 Throwable 类的一个示例。如果内置的异常类不能满足需求，还可以创建自己的异常类。
Java 对异常类进行了分类，不同类型的异常分别用不同的 Java 类表示，所有异常的根类为 java.lang.Throwable。
Throwable 下又派生了两个子类 Error 和 Exception。(只需要管 Exception 即可)
Java 异常类的层次结构如下图所示：

Error 异常

Error 表示系统 JVM 已经处于不可恢复的崩溃状态中。不需要管。

Exception 异常

Exception 是程序本身能够处理的异常，如：空指针异常(NullPointerException)、数组下标越界异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)、类型转换异常(ClassCastException)、算数异常(ArithmeticExveption)、数字格式异常(NumberFormatException)、数字格式异常(NumberFormatException)。
Exception 类是所有异常类的父类，其子类对应了各种可能出现的异常事件。
常见 Java 异常可分为：
（1）RuntimeException 运行时异常
（2）CheckedException 已检查异常

RuntimeException

由系统自动检测此类异常并将其交给缺省的异常处理程序（用户可不必对其处理）。
这类异常通常是由编程错误导致的，所以在编写程序时，不要求必须使用异常处理机制来处理这类异常，时常需要增加 “逻辑处理来避免这些异常”。

代码示例：算数异常(ArithmeticExveption)：试图除 0

解决方案：

从逻辑上去处理这个异常，修改代码

package test.Exception;

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        int b = 0;
        if (b != 0 ){ // 增加一个非 0 判断来避免异常
            System.out.println(1/b);
        }
    }
}

代码示例：空指针异常(NullPointerException)

当程序访问一个空对象的成员变量或方法，或者访问一个空数组的成员时会发生空指针异常(NullPointerException)

解决方案：

解决空指针异常，通常是增加非空判断；

package test.Exception;

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        String str=null;
        if (str != null ){ // 增加一个非空判断来避免异常
            System.out.println(str.charAt(0));
        }
    }
}

代码示例：类型转换异常(ClassCastException)

在引用数据类型转换时，有可能发生类型转换异常(ClassCastException)

解决方案：

增加判断

package test.Exception;

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Dog();
        if(a instanceof Cat) { //增加一个非空判断来避免异常
            Cat c = (Cat) a;
        }
    }
}

代码示例：数组下标越界异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)

当程序访问一个数组的某个元素时，如果这个元素的索引超出了 0~数组长度-1 这个范围，则会出现数组下标越界异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)

解决方案：

增加关于边界的判断来避免异常

package test.Exception;

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[5];
        int a = 5;
        if(a < arr.length) { // 增加关于边界的判断来避免异常
            Syetem.out.println(arr[a]);
        }
    }
}

代码示例：数字格式异常(NumberFormatException)

在使用包装类将字符串转换成基本数据类型时，如果字符串的格式不正确，则会出现数字个数异常(NumberFormatException)。

解决方案：

引入正则表达式判断是否为数字。

package test.Exception;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "123sasd";
        Pattern p = Pattern.compile("^\\d+$");
        Matcher m = p.matcher(str);
        if (m.matches()){ // 如果 str 匹配到数字的正则表达式，才会转换
            System.out.println(Integer.parseInt(str));
        }
    }
}

异常注意事项：

CheckedException 已检查异常

所有不是 RuntimeException 的异常，统称为 CheckedException，又称之为 “已检查异常”。
比如 IOException、SQLException 等和用户自定义的 Exception 异常。
这类异常在编译时就必须做出处理与检查，否则无法通过编译。

两种处理办法：
（1）使用 “try/catch” 捕获异常。
（2）使用 “throws” 声明异常。

异常处理

异常处理一：try-catch-finally--捕获异常

捕获异常是通过 3 个关键词来实现的：try-catch-finally。
用 try 来执行一段程序，如果出现异常，系统抛出一个异常，可通过它的类型来捕捉（catch）并处理它，
最后一步是通过 finally 语句为异常处理提供一个统一的出口，finally 所指定的代码都要被执行。
注意点：
（1）catch 语句可有多个；
（2）finally语句只能有一个，根据自己的需求可写可不写；作用是释放资源。
（3）如果两个 catch 语句中的两个类有关系，则子类放前，父类放后。

异常处理图解：

过程详细解析如下：

当异常处理的代码执行结束以后，不会回到 try 语句去执行尚未执行的代码。

.

代码示例：try_catch_finally 异常处理

package test.Exception;
import java.io.IOException;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;

public class Test03 {
    public static void main(String[] args) {
        FileReader reader = null;    // reader 初始化在try 之外定义，方便最后调用 close()
        try{
            // 定义 reader 引用对象，需要抛出异常
            reader = new FileReader("D:/阿jun.docx");
            // 第一次时读第一个内容(字母)，read() 读出来是 int 类型，如果想看读的内容则需要强转为 char，同时需要抛出异常
            char c = (char)reader.read();
            // 读第二个内容(字母)
            char c2 = (char)reader.read();
            System.out.println("" + c + c2);
        }catch (FileNotFoundException e){
            e.printStackTrace();  // 打印异常
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();  // 打印异常
        }finally{
            // 操作完成以后调用 close() 关闭资源
            try{
                if (reader != null){
                    reader.close();
                }
            }catch (IOException e){
                e.printStackTrace(); // 打印异常
            }
        }
    }
}

异常处理二：throws子句--声明异常

当 CheckedException 产生时，不一定立刻处理它，可以再把异常 throws 出去。

在一些情况下，当前方法并不需要处理发生的异常，而是向上传递给调用它的方法处理。
如果一个方法中可能产生某种异常，但并不能确定如何处理这种异常，则应根据异常规范在方法的首部声明该方法可能抛出的异常。
如果一个方法抛出多个已检查异常，则必须在方法的首部列出所有的异常，之间以逗号隔开。

代码示例：声明异常方式的异常处理

package test.Exception;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class Test04 {
    // 声明异常方式的异常处理
    public static void main(String[] args)/* throws Exception */ {
        try {
            readFile(("D:/阿jun.docx"));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void readFile(String path) throws Exception{
        FileReader reader = null;
        try {
            reader = new FileReader(path);
            char c = (char) reader.read();
            char c2 = (char) reader.read();
            System.out.println("" + c + c2);
        } finally {
            try{
                if (reader!=null){
                    reader.close();
                }
            }catch (IOException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

try-with-resource方法：自动关闭 Closeable 接口资源

JAVA中，JVM的垃圾回收机制可以对内部资源实现自动回收，给开发者带来了极大的便利。
但是JVM对外部资源(调用了底层操作系统的资源)的引用却无法自动回收，例如数据库连接，网络连接以及输入输出IO流等。
这些连接就需要我们手动去关闭，不然会导致外部资源泄露，连接池溢出以及文件被异常占用等。
JDK7之后，新增了"try-with-reasource"。它可以自动关闭实现了AutoClosable接口的类，实现类需要实现close()方法。
"try-with-resources声明"，将try-catch-finally 简化为try-catch，这其实是一种语法糖，在编译时编译器仍然会进行转化为try-catch-finally语句。

代码示例：try-with-resource方法--自动关闭 Closeable 接口资源

package test.Exception;
import java.io.FileReader;

public class Test05 {
    public static void main(String[] args){
        try(FileReader reader = new FileReader("D:/阿jun.docx");){
            char c = (char) reader.read();
            char c2 = (char) reader.read();
            System.out.println("" + c + c2);
        } catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

自定义异常

感兴趣的话自行了解。
主要是在自写框架时，会使用到自定义异常。

异常处理秘诀

利用搜索引擎解决异常问题，分四步走：
1.查看异常信息，确认异常种类和相关 Java 代码行号。
2.确定上下文相关的一些关键信息（疑难问题、需求），没搜到时就在搜索语法中加上关键词，再没搜到就删减关键词，扩大泛微。
3.拷贝异常信息，搜索引擎搜索异常问题。
遇到异常以后可以去记录下来形成一篇文章，方便后期查阅

IDEA程序调试

调试的核心是设置断点。
程序执行到断点时，会暂时挂起，停止执行。

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