Java异常机制

什么是异常

• 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

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
2. 运行时异常：运行时异常是可以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

异常体系结构

• Java把异常当做对象来处理，并定义一个基类java.lang.Throwable作为所有异常的超类
• 在JavaAPI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

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Java所有异常类都是 Throwable的子类。它包括Java异常处理的两个重要子类：Error和Exception。

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，而是表示代码运行时 JVM出现的问题。
• 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）。这些错误都是不可查的，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

Exception

在Exception分支中有一个重要的子类叫RuntimeException（运行时异常），常有的异常有：

• ArrayIndexOutOfBoundsException（数组下标越界）
• NullPointerException（空指针异常）
• ArithmeticException（算数异常）
• MissingResourceException（丢失资源）
• ClassNotFoundException（找不到类）

这些异常是不检查异常，而当程序中可能出现这类异常，即使没有用try-catch 语句捕获它，也没有用throws 语句声明抛出它，也会编译通过。程序中可以选择捕获处理，也可以不处理

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些异常的发生

注意：RuntimeException 异常会由JVM自动抛出并自动捕获（就算我们没写异常捕获语句运行时也会抛出错误！！）出现异常,不要紧张,把异常的简单类名,拷贝到API中去查，然后看是什么异常，看是什么原因，找到我们程序出错的地方并进行修改就可以正常运行了。

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（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

异常处理机制

在 Java 应用程序中，异常处理机制为：抛出异常，捕获异常。

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• 异常处理五个关键字：try、catch、finally、throw、throws

• 捕获异常：try、catch、finally

• 抛出异常：throw

• 声明异常：throws

try：用于监听。将要被监听的代码(可能抛出异常的代码)放在try语句块之内，当try语句块内发生异常时，异常就被抛出。

catch()：括号内输入的是想要捕获的异常类型，最高的异常类型是Throwable。catch用来捕获try语句块中发生的异常。

finally：无论结果怎样，都会执行finally中的代码，可以不用写finally，但是遇到IO流，资源调用时，可以通过finally最后来关闭close运行

捕获异常：try...catch...finally

例子：运算1除以0

运行后出现异常：算数异常

可以通过try、catch、finally捕获异常：

try-catch-finally 形式的定义格式：

try {  
	// 可能会发生异常的程序代码  
} catch (异常类型A  e){  
	// 捕获并处置try抛出的异常类型A
} finally {  
	// 无论是否发生异常，都将执行的语句块  
}

再次运行：

注意：如果try字块部分的语句出现异常，会跳过而不会执行该部分语句，直接执行catch部分的语句；如果try部分语句没有出现异常的话，就执行try部分语句，不会执行catch部分语句；finally部分语句不管怎样都会执行

但也存在以下4种特殊情况，finally块不会被执行：

1. 在前面的代码中使用了System.exit()退出程序；
2. 在finally语句块中发生异常；
3. 程序所在的线程死亡；
4. 关闭CPU。

而如果有多个异常使用捕获我们又该如何处理呢？

1. 多个异常分别处理。
2. 多个异常一次捕获，多次处理。

一般我们是使用一次捕获多次处理方式，格式如下：

try{
     编写可能会出现异常的代码
}catch(异常类型A  e){  当try中出现A类型异常,就用该catch来捕获.
     处理异常的代码
     //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
}catch(异常类型B  e){  当try中出现B类型异常,就用该catch来捕获.
     处理异常的代码
     //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
...
}

运行结果：

注意：一次捕获，多次处理的异常处理方式，要求多个catch中的异常不能相同，并且若catch中的多个异常之间有子父类异常的关系，异常从小到大地写，最后一个catch()要写最大一个异常，否则会报错，而且只执行一个catch。

小技巧：可以在idea使用快捷键Ctrl + Alt + T快速生成捕获异常，选中所需要捕获异常的语句，然后按下快捷键

栈轨迹

Stacktrace直译过来就是堆栈跟踪的意思。
printStackTrace方法所提供的信息可以通过getStackTrace方法来直接访问，这个方法将返回一个由栈轨迹中的元素构成的数组。其中每一个元素都表示栈中的一帧。数组中的最后一个元素和栈底是调用序列中的第一个方法调用。

抛出异常throw 和 声明异常throws

throw：通常用在方法体中或者用来抛出用户自定义异常，并且抛出一个异常对象。程序在执行到throw语句时，后面的语句块不再执行，如果要捕捉throw抛出的异常，则必须使用try-catch语句块或者try-catch-finally语句。

定义格式：

throw new 异常类名（参数）;

throws：通常被用在声明方法时，用来声明方法可能抛出的异常类型，如果抛出的是Exception异常类型，则该方法被声明为抛出所有的异常。多个异常可使用逗号分隔。throws关键字将异常抛给上一级，如果不想处理该异常，可以继续向上抛出，谁调用我我就抛给谁，但最终要有能够处理该异常的代码。

定义格式：

修饰符 返回值类型 方法名(参数) throws 异常类名1[,异常类名2…]{   }

像上面这个例子，如果不用try..catch的话，程序就停止了，用了的话，程序会正常执行，这是个好处，能在知道有异常时先正常执行程序

throws和throw的区别？

throws：用来声明一个方法可能产生的所有异常，不做任何处理而是将异常往上传，谁调用我我就抛给谁。

• 用在方法声明后面，跟的是异常类名
• 可以跟多个异常类名，用逗号隔开
• 表示抛出异常，由该方法的调用者来处理
• throws表示出现异常的一种可能性，并不一定会发生这些异常

throw：则是用来抛出一个具体的异常类型。

• 用在方法体内，跟的是异常对象名
• 只能抛出一个异常对象名
• 表示抛出异常，由方法体内的语句处理
• throw则是抛出了异常，执行throw则一定抛出了某种异常

如何选择异常类型

可以根据下图来选择是捕获异常，声明异常还是抛出异常

我们在日常处理异常的代码中，应该遵循的原则：

• 不要捕获类似Exception 之类的异常，而应该捕获类似特定的异常，方便排查问题，而且也能够让其他人接手你的代码时，会减少骂你的次数。
• 不要生吞异常。这是异常处理中要特别注重的事情。如果我们不把异常抛出来，或者也没有输出到日志中，程序可能会在后面以不可控的方式结束。有时候需要线上调试代码。

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，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
2. 在方法中通过throw关键字抛出异常
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

例如，自定义一个异常

再写一个可能会出现异常的一个方法

输出的结果为自定义异常

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
• 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()去打印输出错误的栈信息
• 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。比如IO，Scanner等，用完要记得关闭

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此学习资料参考于

https://blog.csdn.net/qq_15349687/article/details/82811581

https://zhuanlan.zhihu.com/p/450346339