java的异常Exception

1.什么是异常

非正常的,不同于平常的.

       生活中:医生说,你的身体某个部位有异常,该部位和正常相比有点不同,该部位的功能将受影响.张三要开车去上班,正常情况下,应该是到达公司,上班.不正常的情况下,车子坏了,只能走路去,导致上班迟到.

       程序中:在程序中,代码出现错误,程序就会终止运行.
异常指的并不是语法错误,语法错了,编译不通过,不会产生字节码文件,根本不能运行.

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异常处理是衡量一门语言是否成熟的标准之一,主流的语言Java,C++,C#等支持异常处理机制.

异常处理机制可以让程序有更好的容错性,使我们的代码更健壮.

遗憾的是传统的C语言却没有异常,此时只能程序员通常使用方法的特定返回值来表示异常情况,并且使用if语句来判断正常和非正常情况,那没有异常会带来什么问题呢?
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没有异常机制存在的缺点:

1:使用方法的返回值来表示异常情况有限,无法穷举所有的异常情况.

2:异常流程代码和正常流程代码混合一起,增大了程序的复杂性,可读性也不好.

3:随着系统规模的不断扩大,程序的可维护性极低.

2.java的异常体系

1):Error:表示错误,一般指JVM相关的不可修复的错误,如,系统崩溃,内存溢出,JVM错误等,由JVM抛出,我们不需要处理.

           几乎所有的子类都是以Error作为类名的后缀.
2):Exception:表示异常,指程序中出现不正常的情况,该问题可以修复(处理异常).

          几乎所有的子类都是以Exception作为类名的后缀.

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出现异常,不要紧张,把异常的简单类名,拷贝到API中去查.

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常见的Error:

    StackOverflowError:当应用程序递归太深而发生内存溢出时，抛出该错误。 
常见的Exception:

    NullPointerException:空指针异常,一般指当对象为null的时候,调用了该对象的方法,字段.

    ArrayIndexOutOfBoundsException:数组的索引越界,(小于0或者大于等于数组长度)

    NumberFormatException:数字格式化异常, 一般指,把非0~9的字符串转换为整数.

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证明出现异常之后,程序会中断,所以必须处理异常.

2.捕获异常

如果异常出现的话,会立刻终止程序,所以我们得处理异常:

     1):该方法不处理,而是声明抛出,由该方法的调用者来处理(throws).

     2):在方法中使用try-catch的语句块来处理异常.

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使用try-catch捕获单个异常,语法如下:
try{

     编写可能会出现异常的代码

}catch(异常类型  e){

     处理异常的代码

     //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常

}

注意:try和catch都不能单独使用,必须连用.

举例:
1)正常情况

public class ExceptionDemo1 {

public static void main(String[] args) {
System.out.println("begin----");
int ret = 10/2;  //正常的结果
System.out.println("结果="+ret);
System.out.println("end------");
}
}

2)出现异常,程序会中断执行

public class ExceptionDemo1 {

public static void main(String[] args) {
System.out.println("begin----");
int ret = 10/0;  //除数为0,出现异常
System.out.println("结果="+ret);
System.out.println("end------");
}
}

可以看出程序出现异常后,程序会终止,这时我们需要处理异常

public class ExceptionDemo1 {

public static void main(String[] args) {
System.out.println("begin----");
try{
int ret = 10/0;  //除数为0,出现异常
System.out.println("结果="+ret);
}catch(ArithmeticException e){
System.out.println("出异常啦!!!!");
}
System.out.println("end------");
}
}

分析:



可以看出异常出现后程序跳转到catch块儿执行,当catch块儿的代码执行完之后,程序并没有停止,而是继续执行后面的代码

3.获取异常信息

如何获取异常信息,Throwable类的方法:

1):String getMessage():获取异常的描述信息,原因(提示给用户的时候,就提示错误原因).

2):String toString():获取异常的类型和异常描述信息(不用).

3):void printStackTrace():打印异常的跟踪栈信息并输出到控制台.  不需要使用System.out.println.

    包含了异常的类型,异常的原因,还包括异常出现的位置,在开发和调试阶段,都得使用printStackTrace.

    记住:现在在catch语句块中,必须写:e.printStackTrace();目的:查看异常的具体信息,方便调试和修改.

public class ExceptionDemo1 {

public static void main(String[] args) {
System.out.println("begin----");
try{
int ret = 10/0;  //除数为0,出现异常
System.out.println("结果="+ret);
}catch(ArithmeticException e){
System.out.println("异常信息"+e.toString());   //异常信息java.lang.ArithmeticException: / by zero
System.out.println("异常信息"+e.getMessage());  //异常信息/ by zero
//推荐使用下面这个
e.printStackTrace();//自带打印功能异常信息,java.lang.ArithmeticException: / by zero
//at cn.anyglobe.ExceptionDemo1.main(ExceptionDemo1.java:8)
}
System.out.println("end------");
}
}

使用try-catch捕获多个异常:
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

}

public class ExceptionDemo1 {

public static void main(String[] args) {
System.out.println("begin----");
String sNum1 = "10"; //输入的除数
String sNum2 = "0"; //输入的被除数
try{
int num1 = Integer.parseInt(sNum1);
int num2 = Integer.parseInt(sNum2);
int ret = num1/num2;  //除数为0,出现异常
System.out.println("结果="+ret);
}catch(ArithmeticException e){
System.out.println("除数为0");
}catch (NumberFormatException e) {
System.out.println("类型转换异常");
}
System.out.println("end------");
}
}

public class ExceptionDemo1 {

public static void main(String[] args) {
System.out.println("begin----");
String sNum1 = "10"; //输入的除数
String sNum2 = "0"; //输入的被除数
try{
int num1 = Integer.parseInt(sNum1);
int num2 = Integer.parseInt(sNum2);
int ret = num1/num2;  //除数为0,出现异常
System.out.println("结果="+ret);
}catch(ArithmeticException e){
System.out.println("除数为0");
}catch (NumberFormatException e) {
System.out.println("类型转换异常");
}
System.out.println("end------");
}
}

从上面两个代码可以看出,捕获多个异常时,程序只需要一个catch捕获,不可能同时出现多个异常.

如果不知道什么异常的话可以用父类接收

public class ExceptionDemo1 {

public static void main(String[] args) {
System.out.println("begin----");
String sNum1 = "10"; //输入的除数
String sNum2 = "0"; //输入的被除数
try {
//String转换为int类型
int num1 = Integer.parseInt(sNum1);
int num2 = Integer.parseInt(sNum2);
//两个整数相除
int ret = num1 / num2; //除数为0,出现异常
System.out.println("结果=" + ret);
} catch (ArithmeticException e) {
System.out.println("除数为0");
} catch (NumberFormatException e) {
System.out.println("类型转换异常");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace(); //其他异常统一用父类接受也可以
}
System.out.println("end------");
}
}

或者直接用父类接收全部异常

public class ExceptionDemo1 {

public static void main(String[] args) {
System.out.println("begin----");
String sNum1 = "10"; //输入的除数
String sNum2 = "0"; //输入的被除数
try {
//String转换为int类型
int num1 = Integer.parseInt(sNum1);
int num2 = Integer.parseInt(sNum2);
//两个整数相除
int ret = num1 / num2; //除数为0,出现异常
System.out.println("结果=" + ret);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace(); //直接用异常父类接收
}
System.out.println("end------");
}
}

注意:

1:一个catch语句,只能捕获一种类型的异常,如果需要捕获多种异常,就得使用多个catch语句.

2:代码在一瞬间只能出现一种类型的异常,只需要一个catch捕获,不可能同时出现多个异常.

4.finally代码块

finally语句块表示最终都会执行的代码,无论有没有异常.

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什么时候的代码必须最终执行:

当我们在try语句块中打开了一些物理资源(磁盘文件/网络连接/数据库连接等),我们都得在使用完之后,最终关闭打开的资源.

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finally的两种语法:

  1):try...finally: 此时没有catch来捕获异常,因为此时根据应用场景,我们会抛出异常,自己不处理.

  2):try...catch....finally:自身需要处理异常,最终还得关闭资源.

没有异常:

public class ExceptionDemo2 {

public static void main(String[] args) {
System.out.println("begin....");
try {
int ret = 10 / 2;
} catch (ArithmeticException e) {
System.out.println("异常:除数为0");
} finally {
System.out.println("关闭资源");
}
System.out.println("end.....");
}
}

出现异常:

public class ExceptionDemo2 {

public static void main(String[] args) {
System.out.println("begin....");
try {
int ret = 10 / 0;
} catch (ArithmeticException e) {
System.out.println("异常:除数为0");
} finally {
System.out.println("关闭资源");
}
System.out.println("end.....");
}
}

可以看见,没有异常或者出现异常之后,程序会处理异常,打印异常信息,然后会进入finally代码块执行代码块中的内容,无论有没有异常,finally中的代码都会执行.
注意:finally不能单独使用.

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当只有在try或者catch中调用退出JVM的相关方法,此时finally才不会执行,否则finally永远会执行.

System.exit(0);//退出JVM

public class ExceptionDemo2 {

public static void main(String[] args) {
System.out.println("begin....");
try {
int ret = 10 / 0;
} catch (ArithmeticException e) {
System.out.println("异常:除数为0");
System.exit(0);//JVM退出
} finally {
System.out.println("关闭资源"); //此时不执行
}
System.out.println("end.....");
}
}

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finally和不使用finally的区别,必须使用finally才能保证最终必须执行的代码.

如果finally有return语句,永远返回finally中的结果,避免该情况.

5.异常的分类

异常(Exception)的分类:根据在编译时期还是运行时期去检查异常?

    1):编译时期异常:checked异常.在编译时期,就会检查,如果没有处理异常,则编译失败.

    2):运行时期异常:runtime异常.在运行时期,检查异常.在编译时期,运行异常不会编译器检测(不报错).

               运行异常:在编译时期,可处理,可不处理.

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如何确定某一个异常类是编译异常还是运行异常呢?

6.抛出异常

抛出异常:

    throw:   运用于方法内部,用于给调用者返回一个异常对象,和return一样会结束当前方法.

/**
*
*  throw:   运用于方法内部,用于给调用者返回一个异常对象,和return一样会结束当前方法.

*
* return返回的是一个值,throw返回的是一个错误,返回给方法的调用者
* @author Lin
*
*/
public class ThrowDemo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("abcdef".charAt(2));//截取数组索引为-1的位置,必须返回.此处不知道该返回一个什么值,所以用throw返回一个异常给调用者
//查 charAt  有     throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);

System.out.println("------------");
try {
int ret = divide(10,2);
System.out.println(ret);
} catch (ArithmeticException e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
}

private static int divide(int num1, int num2) {
System.out.println("begin...");
if (num2 == 0) {
// System.out.println("除数不能为0");
// return 1;
throw new ArithmeticException("除数不能为0");
}
System.out.println("==================");// 当num2 =0的时候,此处代码执行不到,
// throw相当于return,返回的是一个错误结果
try {
int ret = num1 / num2;
System.out.println("结果 =" + ret);
return ret;
} catch (ArithmeticException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("end....");
return 0;
}
}

    throws: 运用于方法声明之上,用于表示当前方法不处理异常,而是提醒该方法的调用者来处理异常(抛出异常).

    如:private static int divide(int num1, int num2) throws Exception {}

/**
*
*
* 运用于方法声明之上,用于表示当前方法不处理异常,而是提醒该方法的调用者来处理异常(抛出异常).
如:private static int divide(int num1, int num2) throws Exception {}

* @author Lin
*ArithmeticException  为RuntimeException 可处理也可不处理
*Exception 必须处理
*
*
*如果每一个方法都放弃处理异常都直接通过throws声明抛出,最后异常会抛到main方法,如果此时main方法不处理,继续抛出给JVM,底层的处理机制就是打印异常的跟踪栈信息.

*/
public class ThrowsDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
divide(10, 0);
}

//在本方法中不处理某种类型的异常,提醒调用者需要来处理该异常
private static int divide(int num1, int num2) throws Exception {
System.out.println("begin...");
if (num2 == 0) {
throw new Exception("除数不能为0");//此处如果为RuntimeException就不会编译出错
}

try {
int ret = num1 / num2;
System.out.println("结果 =" + ret);
return ret;
} catch (ArithmeticException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("end....");
return 0;
}

}

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throw语句:

  运用于方法内部,抛出一个具体的异常对象.

                throw  new  异常类("异常信息"); 终止方法.

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throw:

    一般的,当一个方法出现不正常的情况的时候,我们不知道该方法应该返回什么,此时就返回一个错误,在catch语句块中继续向上抛出异常.

   return 是返回一个值,throw 是返回一个错误,返回给该方法的调用者.
如果每一个方法都放弃处理异常都直接通过throws声明抛出,最后异常会抛到main方法,如果此时main方法不处理,继续抛出给JVM,底层的处理机制就是打印异常的跟踪栈信息.
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runtime异常,默认就是这种处理方式.

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方法的覆盖(Override):

一同:方法的签名必须相同.

两小:

          1):子类方法返回类型和父类方法返回类型相同,或是其子类.

          2):子类方法不能声明抛出新的异常.

一大: 子类方法的访问权限必须大于等于父类方法的访问权限.

7.自定义异常

为什么需要自定义异常类:

      我们说了Java中不同的异常类,分别表示着某一种具体的异常情况,那么在开发中总是有些异常情况是SUN没有定义好的,此时我们根据自己业务的异常情况来定义异常类.

什么是自定义异常类:在开发中根据自己业务的异常情况来定义异常类.

   自定义一个业务逻辑异常: LogicException.

//业务逻辑异常
public class LogicException extends RuntimeException {
private static final long serialVersionUID = 1L;

public LogicException() {
super();
}

public LogicException(String message, Throwable cause) {
super(message, cause);
}

public LogicException(String message) {
super(message);
/**
* message 表示和当前异常的原因/信息
* cause当前异常的根本原因
*/
}

}

//于logicexception 关联
public class RegisterDemo {
// 假设数据库中已经存在的账号
public static void main(String[] args) {
try {
// 可能出现的异常代码
isExist("will");
System.out.println("注册成功");
} catch (Exception e) {
// 处理异常
System.out.println("用户:" + e.getMessage());// 对不起,用户名will已存在
}

}
//判断当前注册的账号是否存在

private static boolean isExist(String username)  {
String[] data = { "will", "lucy", "xiaoming" };
for (String name : data) {
if (name.equals(username)) {
throw new LogicException("该名字已经被注册"); // 返回错误的结果给catch(调用者)
}
}

return true;
}
}

异常类如何定义:

          方式1):自定义一个受检查的异常类: 自定义类 并继承于java.lang.Exception.

          方式2):自定义一个运行时期的异常类:自定义类 并继承于java.lang.RuntimeException.

8.异常转译和异常链

异常转译:当位于最上层的子系统不需要关心底层的异常细节时,常见的做法是捕获原始的异常,把它转换为一个新的不同类型的异常,再抛出新的异常.

异常链:把原始的异常包装为新的异常类,从而形成多个异常的有序排列,有助于查找身材异常的根本原因.

9.Java7的异常新特性

 Android用不到Java7,支持的Java5/java6语法.

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1):增强的throw

//增强的throw  处理异常更加精细
public class ThrowDemo {
public static void main(String[] args) {
try {
doWork();
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}

}
public static void doWork() throws FileNotFoundException {
try {
new FileOutputStream(""); //非runtime
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();

throw e ;//继续抛给调用者
}
}
}

2):多异常捕获

//多异常捕获
public class MultiCatchDemo {
public static void main(String[] args) {
String num1 = "50";
String num2 = "2b";
try {
int ret1 = Integer.parseInt(num1); // String类型转换为int类型
int ret2 = Integer.parseInt(num2);// String类型转换为int类型
System.out.println("===============");
int ret = ret1 / ret2;
System.out.println("结果为" + ret);

} catch (ArithmeticException | NumberFormatException e) {  //处理算数异常
System.out.println("异常类型1");
e.printStackTrace();

}catch (Exception e) { //都不满足上述异常类型的时候执行这里 ,在所有catch之后
System.out.println("异常类型3");
e.printStackTrace();
}
}
}

3):自动资源关闭

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.OutputStream;

public class AutoCloseDemo {
public static void main(String[] args) {
test1();
test2();
}

private static void test1() {
OutputStream out = null;
try {
// 打开一个资源对象
out = new FileOutputStream("C:/123.txt");
// 操作资源对象
out.write(1);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 关闭资源
try {
if (out != null) {
out.close();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

private static void test2() {
try (
// 打开资源对象
OutputStream out = new FileOutputStream("C:/123.txt");
)
{
out.write(1);
} catch (Exception e) {
// 处理异常
e.printStackTrace();
}
}
}

10.处理异常的原则:

1:异常只能用于非正常情况,try-catch的存在也会影响性能.

2:需要为异常提供说明文档,比如Java doc,如果自定义了异常或某一个方法抛出了异常,我们应该记录在文档注释中..

3:尽可能避免异常.如NullPointerException

4:异常的粒度很重要，应该为一个基本操作定义一个 try-catch 块，不要为了简便，将几百行代码放到一个 try-catch 块中.

5:不建议在循环中进行异常处理，应该在循环外对异常进行捕获处理(在循环之外使用try-catch).

6:自定义异常尽量使用RuntimeException类型的.