JavaSE基础知识——异常处理

目录

• 1. 异常处理与异常概述
• 2. 编译时异常
• 3. 运行时异常
• 4. 常见异常示例代码
• 5. 异常处理方式一 (try catch finally)
  • 5.1 try-catch-finally 使用说明
  • 5.2 try-catch-finally 使用示例代码
• 6. 异常处理方式二 (throws + 异常类型)
• 7. 重写方法抛出异常的规则
• 8. 手动抛出异常
• 9. 用户自定义异常类

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1. 异常处理与异常概述

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• 异常 ： 在 Java 语言中将程序执行中发生的不正常情况称为 “异常” 。（开发过程中的语法错误和逻辑错误不是异常）。
• Java程序在执行过程中所发生的异常事件可分为两类：

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1.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 。 比如： StackOverflowError 和 OOM 。 一般不编写针对性的代码进行处理 。

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2.Exception：

• 其它因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题可以使用针对性的代码进行处理 。
  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
  Exception 的子类又可以分为编译时异常(checked)，运行时异常(unchecked,RuntimeException)

对于这些错误一般有两种解决方法 ：

• 一是遇到错误就终止程序的运行。
• 另一种方法是由程序员在编写程序时就考虑到错误的检测 、 错误消息的提示以及错误的处理。

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 捕获错误最理想的是在编译期间，但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
分类：
编译时异常和运行时异常

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2. 编译时异常

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编译时异常:

• 是指编译器要求必须处置的异常。即程序在运行时由于外界因素造成的一般性异常。 编译器要求 Java 程序必须捕获或声明所有编译时异常。
• 对于这类异常，如果程序不处理，可能会带来意想不到的结果。

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异常体系结构:
java.lang.Throwable (父类)
java.lang.Error:一般不编写针对性的代码进行处理。
java.lang.Exception:可以进行异常的处理

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编译时异常(checked)

• IOException
• FileNotFoundException
• ClassNotFoundException

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3. 运行时异常

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运行时异常:

• 是指编译器不要求强制处置的异常。一般是指编程时的逻辑错误，是程序员应该积极避免其出现的异常。 java.lang.RuntimeException 类及它的子类都是运行时异常。
• 对于这类异常，可以不作处理，因为这类异常很普遍，若全处理可能会对程序的可读性和运行效率产生影响。

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运行时异常(unchecked,RuntimeException)

• NullPointerException
• ArrayIndexOutOfBoundsException
• ClassCastException
• NumberFormatException
• InputMismatchException
• ArithmeticException

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4. 常见异常示例代码

public class ExceptionTest {
	
	//******************以下是编译时异常***************************
	@Test
	public void test7(){
//		File file = new File("hello.txt");
//		FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
//		
//		int data = fis.read();
//		while(data != -1){
//			System.out.print((char)data);
//			data = fis.read();
//		}
//		
//		fis.close();
		
	}
	
	//******************以下是运行时异常***************************
	//ArithmeticException
	@Test
	public void test6(){
		int a = 10;
		int b = 0;
		System.out.println(a / b);
	}
	
	//InputMismatchException
	@Test
	public void test5(){
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		int score = scanner.nextInt();
		System.out.println(score);
		
		scanner.close();
	}
	
	//NumberFormatException
	@Test
	public void test4(){
		
		String str = "123";
		str = "abc";
		int num = Integer.parseInt(str);
		
		
		
	}
	
	//ClassCastException
	@Test
	public void test3(){
		Object obj = new Date();
		String str = (String)obj;
	}
	
	//IndexOutOfBoundsException
	@Test
	public void test2(){
		//ArrayIndexOutOfBoundsException
//		int[] arr = new int[10];
//		System.out.println(arr[10]);
		//StringIndexOutOfBoundsException
		String str = "abc";
		System.out.println(str.charAt(3));
	}
	
	//NullPointerException
	@Test
	public void test1(){
		
//		int[] arr = null;
//		System.out.println(arr[3]);
		
		String str = "abc";
		str = null;
		System.out.println(str.charAt(0));
		
	}
	
	
}

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5. 异常处理方式一 (try catch finally)

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在编写程序时，经常要在可能出现错误的地方加上检测的代码，如进行 x/y 运算时，要 检测分母为 0 ，数据为空，输入的不是数据而是字符 等。过多 的 if else 分支 会导致程序的 代码 加长、臃肿，可读性 差。因此 采用 异常处理机制 。

Java异常处理
Java采用的异常处理机制 ，是将异常处理的程序代码集中在一起，与正常的程序代码分开，使得程序 简洁、优雅， 并易于维护。

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Java异常处理的方式：

• 方式一：try catch finally
• 方式二：throws + 异常类型

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方式一：try catch finally

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• Java 提供的是异常处理的抓抛模型 。
• 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 。

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• 异常对象的生成
• 由虚拟机自动生成 ：
  程序运行过程中，虚拟机检测到程序发生了问题，如果在当前代码中没有找到相应的处理程序，就会在后台自动创建一个对应异常类的实例对象并抛出自动抛出。
• 由开发人员手动创建
  Exception exception = new ClassCastException（）； 创建好的异常对象不抛出对程序没有任何影响，和创建一个普通对象一样。

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• 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 。
• 程序员通常只能处理 Exception 而对 Error 无能为力 。

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5.1 try-catch-finally 使用说明

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• try-catch-finally语法结构：

异常处理是通过
try catch finally 语句实现的。
try{
......
可能产生异常的代码
}catch(ExceptionName1 e）｛
......
当产生 ExceptionName1 型异常时的处置措施
}
catch(ExceptionName2 e）｛
......
当产生 ExceptionName2 型异常时的处置措施
}finally{
......
无论是否发生异常 都无条件执行的语句
}

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• 使用说明：

• 1.finally是可选的。
• 2.使用try将可能出现异常代码包装起来，在执行过程中，一旦出现异常，就会生成一个对应异常类的对象，根据此对象的类型，去catch中进行匹配
• 3.一旦try中的异常对象匹配到某一个catch时，就进入catch中进行异常的处理。一旦处理完成，就跳出当前的try-catch结构（在没有写finally的情况）。继续执行其后的代码
• 4.catch中的异常类型如果没有子父类关系，则谁声明在上，谁声明在下无所谓。
• catch中的异常类型如果满足子父类关系，则要求子类一定声明在父类的上面。否则，报错
• 5.常用的异常对象处理的方式：
• ① String getMessage() ② printStackTrace()
• 6.在try结构中声明的变量，再出了try结构以后，就不能再被调用
• 7.try-catch-finally结构可以嵌套

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• 体会1：使用try-catch-finally处理编译时异常，使得程序在编译时就不再报错，但是运行时仍可能报错。相当于我们使用try-catch-finally将一个编译时可能出现的异常，延迟到运行时出现。
• 体会2：开发中，由于运行时异常比较常见，所以我们通常就不针对运行时异常编写try-catch-finally了。针对于编译时异常，我们说一定要考虑异常的处理。

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5.2 try-catch-finally 使用示例代码

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public class ExceptionTest1 {
	
	
	@Test
	public void test2(){
		try{
			File file = new File("hello.txt");
			FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
			
			int data = fis.read();
			while(data != -1){
				System.out.print((char)data);
				data = fis.read();
			}
			
			fis.close();
		}catch(FileNotFoundException e){
			e.printStackTrace();
		}catch(IOException e){
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	@Test
	public void test1(){
		
		String str = "123";
		str = "abc";
		int num = 0;
		try{
			num = Integer.parseInt(str);
			
			System.out.println("hello-----1");
		}catch(NumberFormatException e){
//			System.out.println("出现数值转换异常了，不要着急....");
			//String getMessage():
//			System.out.println(e.getMessage());
			//printStackTrace():
			e.printStackTrace();
		}catch(NullPointerException e){
			System.out.println("出现空指针异常了，不要着急....");
		}catch(Exception e){
			System.out.println("出现异常了，不要着急....");
			
		}
		System.out.println(num);
		
		System.out.println("hello-----2");
	}
	
}

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try-catch-finally中finally的使用：
 * 1.finally是可选的
 * 2.finally中声明的是一定会被执行的代码。即使catch中又出现异常了，try中有return语句，catch中有 return语句等情况。
 * 3.像数据库连接、输入输出流、网络编程Socket等资源，JVM是不能自动的回收的，我们需要自己手动的进行资源的释放。此时的资源释放，就需要声明在finally中

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6. 异常处理方式二 (throws + 异常类型)

• 声明抛出异常是 Java 中处理异常的第二种方式
• 如果一个方法中的语句执行时可能生成某种异常但是并不能确定如何处理这种异常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 。
• 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 。
• 声明抛出异常举例：

public void readFile (String file) throws FileNotFoundException
……
//读文件的操作可能产生 FileNotFoundException 类型的异常
FileInputStream fis new FileInputStream (file);
...
}

注意：

• 1."throws + 异常类型"写在方法的声明处。指明此方法执行时，可能会抛出的异常类型。一旦当方法体执行时，出现异常，仍会在异常代码处生成一个异常类的对象，此对象满足throws后异常类型时，就会被抛出。异常代码后续的代码，就不再执行！

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• 2.体会：try-catch-finally:真正的将异常给处理掉了。
• throws的方式只是将异常抛给了方法的调用者。 并没有真正将异常处理掉。

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• 3.开发中如何选择使用try-catch-finally 还是使用throws？
  如果父类中被重写的方法没有throws方式处理异常，则子类重写的方法也不能使用throws，意味着如果子类重写的方法中有异常，必须使用try-catch-finally方式处理。
• 执行的方法a中，先后又调用了另外的几个方法，这几个方法是递进关系执行的。我们建议这几个方法使用throws的方式进行处理。而执行的方法a可以考虑使用try-catch-finally方式进行处理。

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import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;


public class ExceptionTest2 {
	
	
	public static void main(String[] args){
		try{
			method2();
			
		}catch(IOException e){
			e.printStackTrace();
		}
		
//		method3();
		
	}
	
	
	public static void method3(){
		try {
			method2();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	
	public static void method2() throws IOException{
		method1();
	}
	
	
	public static void method1() throws FileNotFoundException,IOException{
		File file = new File("hello1.txt");
		FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
		
		int data = fis.read();
		while(data != -1){
			System.out.print((char)data);
			data = fis.read();
		}
		
		fis.close();
		
		System.out.println("hahaha!");
	}
	
	
}

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7. 重写方法抛出异常的规则

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• 重写方法不能抛出比被重写方法范围更大的异常类型 。

示例代码：

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

/*
 * 方法重写的规则之一：
 * 子类重写的方法抛出的异常类型不大于父类被重写的方法抛出的异常类型
 * 
 * 
 */
public class OverrideTest {
	
	public static void main(String[] args) {
		OverrideTest test = new OverrideTest();
		test.display(new SubClass());
	}

	
	public void display(SuperClass s){
		try {
			s.method();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

class SuperClass{
	
	public void method() throws IOException{
		
	}
	
	
}

class SubClass extends SuperClass{
	public void method()throws FileNotFoundException{
		
	}
}

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8. 手动抛出异常

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• Java 异常类对象除在程序执行过程中出现异常时由系统自动生成并抛出 也可根据需要使用人工创建并抛出 。
• 首先要生成异常类对象然后通过 throw 语句实现抛出操作提交给 Java 运行环境 。

IOException e new IOException（）；
	throw e；

• 可以抛出的异常必须是 Throwable 或其子类的实例 。 下面的语句在编译时将会产生语法错误：

throw new String("want to throw")；

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注：

throw 和throws 的区别：throw 是生成一个异常对象的方式，声明在方法体内。
而throws是处理异常的一种方式，声明在方法的声明处。

9. 用户自定义异常类

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• 一般地，用户自定义异常类都是 RuntimeException 的子类。
• 自定义异常类通常需要编写几个重载的构造器 。
• 自定义异常需要提供 serialVersionUID
• 自定义的异常通过 throw 抛出 。
• 自定义异常最重要的是异常类的名字，当异常出现时，可以根据
  名字判断异常类型。

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/*
 * 如何自定义异常类？
 * 1. 继承于现有的异常结构：RuntimeException 、Exception
 * 2. 提供全局常量：serialVersionUID
 * 3. 提供重载的构造器
 * 
 */
public class MyException extends Exception{
	
	static final long serialVersionUID = -7034897193246939L;
	
	public MyException(){
		
	}
	
	public MyException(String msg){
		super(msg);
	}
}

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示例代码：

public class StudentTest {
	
	public static void main(String[] args) {
		try {
			Student s = new Student();
			s.regist(-1001);
			System.out.println(s);
		} catch (Exception e) {
//			e.printStackTrace();
			System.out.println(e.getMessage());
		}
	}
	
}


class Student{
	
	private int id;
	
	public void regist(int id) throws Exception {
		if(id > 0){
			this.id = id;
		}else{
//			System.out.println("您输入的数据非法！");
			//手动抛出异常对象
//			throw new RuntimeException("您输入的数据非法！");
//			throw new Exception("您输入的数据非法！");
			throw new MyException("不能输入负数");
			//错误的
//			throw new String("不能输入负数");
		}
		
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Student [id=" + id + "]";
	}
	
	
}

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