Javaの异常机制

异常机制

1. 什么是异常

异常的定义

• 在实际工作中，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文件格式不对，你要读取数据库的数据，数据可能是空的、我们的程序在跑着，内存或硬盘可能满了...
• 软件程序在运行过程中，非常可能遇到刚刚提到的这些异常问题，我们称之为异常，英文是 Exception，意思是例外。怎么让我们写的程序合理的处理这些例外情况（或者叫异常），而不至于程序崩溃，就是我们需要解决的问题
• 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

异常的简单分类

• 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 要打开一个不存在的文件时，一个异常就发生了，这些异常在编译时不能被简单的忽略
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，他们是在编译时也检查不到的

2. 异常体系结构

基本概念

• 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

  （通常来说，Error是无法预见的，但是相对容易避免； 而Exception是可以预料到的）

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，因为他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 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（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

• 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去处理这些异常

3. Java异常处理机制

• 抛出异常

• 捕获异常

• 异常处理的五个关键字

  • try、catch、finally、throw、throws

• 代码

package Java异常机制;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        int a = 1;
        int b = 0;

        try {    //try 监控区域 (也就是在此大括号内代码出现的异常，可以被监控到)
            System.out.println(a/b);
        }catch (ArithmeticException c){    //catch 捕获异常 (也就是捕获上面监控到的异常)
        //↑catch () 括号里面的参数，就是想要捕获的异常类型 和 给这个异常的命名
            System.out.println("程序出现异常");
        }finally {    //finally 处理善后工作 (不论上面有没有捕获到异常，finally都会执行)
            System.out.println("搞完收工领盒饭");
        }
        /*其中try和catch必须要搭配使用，finally可以不要；但是在程序中有 IO流或者资源相关的代码时，
          在程序结束后我们需要关闭掉它们，关闭的操作就可以写在finally里面

          tips：可以使用快捷键包裹代码 CTRL ALT + T  */

        System.out.println("==============================");

        //↓假设要捕获多个异常，范围需要从小到大的捕获
        try {
            System.out.println(a/b);
        } catch (Error d) {
            System.out.println("Error");
        } catch (Exception e){
            System.out.println("Exception");
        } catch (Throwable f){
            System.out.println("Throwable");
        }

        System.out.println("==============================");

        new Test().test(1,0);
    }
    public void test(int a,int b){
        if (a==0 | b==0){
            //↓用throw关键字主动的抛出异常,一般在方法中使用
            throw new ArithmeticException();
            //哪怕什么都没做，if中的条件满足时，也会主动抛出异常
        }
    }
}

4. 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

• 代码

package Java异常机制;

//一旦继承了Exception类(extends Exception)↓，这个类便是 自定义的异常类
public class MyException extends Exception {

    //传递数字，若>10，则抛出异常

    private int detail;

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

    //toString:异常的打印信息

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

package Java异常机制;

public class MyTest {

    //写一个可能会存在异常的方法

    static void test(int a) throws MyException {

        System.out.println("传递的参数为" + a);

        if (a > 10){
            throw new MyException(a);    //抛出
        }

        System.out.println("OK");

    }

    public static void main(String[] args) {

        try {
            test(11);
        } catch (MyException e) {
            System.out.println("MyException=>" + e);
        }
    }
}

5. 总结

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
• 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

end .