9.异常

2023-12-24 10:16:52

一、什么是异常

1.什么是异常

  • 实际工作中，遇到的情况不可能是非常完美的。比如：某个模块，用户输入不一定符合你的要求；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；要读取数据库的数据，数据可能是空的等；程序在跑着，内存或硬盘可能满了……
  • 软件程序在运行过程中，非常可能遇到上面的这些异常问题，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，而不至于程序崩溃。
  • 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。
  • 错误
public class Exception_*Error {
    public static void main(String[] args) {
        new Exception_*Error().a();  //*Error
    }

    public void a(){
        b();
    }

    public void b(){
        a();
    }
}
  • 异常
public class Exception_ArithmeticException {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(11 / 0);  //ArithmeticException: / by zero
    }
}

2.简单分类

  • 要理解 Java 异常处理是如何工作的，需要掌握以下三种类型的异常：
    1. 检查性异常：最具代表的检查性异常是用户错误 / 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。
      • 检查性异常和非检查性异常：
        1. 有些异常可以被捕获的，在程序正常运行时很容易出现的，情况合理的一些东西，这部分代码一定程度上可以去预测、去避免的，非运行时异常就是检查异常
        2. 除了运行时异常，剩下的异常都能检查
    2. 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。
    3. 错误 Error ：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。

二、异常体系结构（异常处理框架思想）

1.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 （无法预见的）和异常 Exception （通常是可以预料到的一些东西，实在无法预料到，运行跑起来也是知道的）。

9.异常

2.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。

    1. Java 虚拟机运行错误（ VirtualMachineError ），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。

    2. 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。

3.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 （算术异常）
    • MissingResourceException （丢失资源）
    • ClassNotFoundException （类找不到）
    • 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。

  • 除了运行时异常之外的所有东西，都可以统称为非运行时异常

  • 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。（异常是必须要处理的，如果不处理的话，程序有可能编译就不通过，如果程序编译都不通过，就没办法运行了）

  • 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。

三、Java 异常处理机制

  • 捕获异常

    • 如果不用 try - catch ，遇到错误程序就直接停止了，但是用了 try - catch 去捕获之后，程序会依旧正常的往下执行

    • finally可以不要，finally一般用来处理资源关闭

public class TryCatchFinally {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 1;
        int b = 0;

        //捕获异常，并返回一些信息
        try {  //try，监控区域
            System.out.println(a / b);
        } catch (ArithmeticException e) {  //catch，捕获异常
            System.out.println("除数不能为0");
            e.printStackTrace();  //打印错误的栈信息
        } catch (Exception e) {  //catch，捕获多个异常，层层递进，从小到大，上面捕获之后就不会执行下面的捕获了
            System.out.println("程序异常");
        } finally {  //finally，处理善后工作
            System.out.println("关闭资源");
        }
        System.out.println();

        try {  //try，监控区域
            new TryCatchFinally().a();
        } catch (Throwable e) {  //catch(想要捕获的异常类型)，捕获异常
            System.out.println("栈溢出");
        } finally {  //finally，处理善后工作
            System.out.println("关闭资源");
        }
        System.out.println();

        //正常处理报异常，ArithmeticException: / by zero
        System.out.println(a / b);
    }

    public void a(){
        b();
    }

    public void b(){
        a();
    }
}
  • 抛出异常
public class TryCatchFinally {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            new TryCatchFinally().test(1, 0);
        } catch (ArithmeticException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println();

        new TryCatchFinally().test(1, 0);
    }

    //假设这个方法中，处理不了这个异常，在方法上抛出异常 throws
    public void test(int a, int b) throws ArithmeticException {
        if (b == 0) {
            throw new ArithmeticException();  //主动的抛出异常，一般在方法中使用 throw
        }
    }
}

  • 异常处理五个关键字：

    • try 、 catch 、 finally 、 throw 、 throws

  • IDEA 快捷键： ctrl + alt + t

四、自定义异常

  • 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，大体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 throw 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。
public class CustomException {
    public static void main(String[] args) {
        //传递数字， > 10 抛出异常
        try {
            test(11);
        } catch (MyException e) {
            //增加一些处理异常的代码
            System.out.println(e);
        }
    }

    //可能会存在异常的方法
    public static void test(int i) throws MyException {
        if (i > 10) {
            throw new MyException(i);  //抛出
        }
        System.out.println("ok");
    }
}

//自定义的异常类
class MyException extends Exception {
    private int detail;

    public MyException(int detail) {
        this.detail = detail;
    }

    //toSting：异常的打印信息
    @Override
    public String toString() {
        return "MyException{" + "detail=" + detail + ‘}‘;
    }
}

五、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 e){}来处理可能会被遗漏的异常
  • 对于不确定的代码，也可以加上 try - catch ，处理潜在的异常
  • 尽量去处理异常，切忌只是简单地调用 printStackTrace();去打印输出
  • 具体如何处理异常，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（ IO 、 Scanner ）

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