详解Java之异常

防御式编程

捕获异常

基础语法

示例1 【不处理异常】

示例2 【使用try catch捕获异常】

示例3 【catch只能处理对应的异常】

示例4 【catch可以有多个】

示例5 【可以用一个catch捕获所有异常】

示例6 【finally一定会执行】

示例7 【使用try回收资源】

示例8 【如果本方法没有合适的异常处理，就会沿着调用栈向上传递】

示例9 【如果一直向上传递都没有合适的异常处理，就会交给JVM处理】

异常处理流程

抛出异常

异常说明

关于finally的注意事项

Java异常体系

自定义异常类

自定义异常总结

遇到过的异常：除0异常，数组下标越界访问异常，访问null异常。

ArithmeticException异常

ArrayIndexOutOfBoundsException异常

NullPointerException异常

防御式编程

LBYL : Look Before You Leap. 在操作之前就做充分的检查。

LBYL风格代码

boolean ret = false;
ret = 登陆游戏();
if (!ret) {
处理登陆游戏错误;return;
}
ret = 开始匹配();
if (!ret) {
处理匹配错误;return;
}
ret = 游戏确认();
if (!ret) {
处理游戏确认错误;return;
}
ret = 选择英雄();
if (!ret) {处理选择英雄错误;return;
}
ret = 载入游戏画面();
if (!ret) {
处理载入游戏错误;return;
}
......

EAFP : It's Easier to Ask Forgiveness than Permission.

EAFP风格代码

try {登陆游戏();开始匹配();游戏确认();选择英雄();载入游戏画面();...
} catch (登陆游戏异常) {处理登陆游戏异常;
} catch (开始匹配异常) {
处理开始匹配异常;
} catch (游戏确认异常) {
处理游戏确认异常;
} catch (选择英雄异常) {
处理选择英雄异常;
} catch (载入游戏画面异常) {
处理载入游戏画面异常;
}
......

对比两种不同风格的代码, 我们可以发现, 使用第一种方式, 正常流程和错误处理流程代码混在一起, 代码整体显的比较混乱. 而第二种方式正常流程和错误流程是分离开的, 更容易理解代码。

捕获异常

基础语法

try {

有可能出现异常的语句 ;

}[ catch ( 异常类型异常对象 ) {

} ... ]

[ finally {

异常的出口

}]

try 代码块中放的是可能出现异常的代码.
catch 代码块中放的是出现异常后的处理行为.
finally 代码块中的代码用于处理善后工作, 会在最后执行.
其中 catch 和 finally 都可以根据情况选择加或者不加.

示例1 【不处理异常】

示例2 【使用try catch捕获异常】

我们发现 , 一旦 try 中出现异常 , 那么 try 代码块中的程序就不会继续执行 , 而是交给 catch 中的代码来执行 . catch 执行完毕会继续往下执行.

示例3 【catch只能处理对应的异常】

此时 , catch 语句不能捕获到刚才的空指针异常 . 因为异常类型不匹配 .

示例4 【catch可以有多个】

一段代码可能会抛出多种不同的异常 , 不同的异常有不同的处理方式 . 因此可以搭配多个 catch 代码块 . 如果多个异常的处理方式是完全相同, 也可以写成这样。

catch ( ArrayIndexOutOfBoundsException | NullPointerException e ) {

...

}

示例5 【可以用一个catch捕获所有异常】

由于 Exception 类是所有异常类的父类. 因此可以用这个类型表示捕捉所有异常.
备注: catch 进行类型匹配的时候, 不光会匹配相同类型的异常对象, 也会捕捉目标异常类型的子类对象.如刚才的代码, NullPointerException 和 ArrayIndexOutOfBoundsException 都是 Exception 的子类, 因此都能被捕获到.

示例6 【finally一定会执行】

无论是否存在异常, finally 中的代码一定都会执行到. 保证最终一定会执行到 Scanner 的 close 方法.

示例7 【使用try回收资源】

示例8 【如果本方法没有合适的异常处理，就会沿着调用栈向上传递】

示例9 【如果一直向上传递都没有合适的异常处理，就会交给JVM处理】

可以看到 , 程序已经异常终止了 , 没有执行到 System.out.println("after try catch") ; 这一行。

异常处理流程

程序先执行 try 中的代码。
如果 try 中的代码出现异常, 就会结束 try 中的代码, 看和 catch 中的异常类型是否匹配.
如果找到匹配的异常类型, 就会执行 catch 中的代码。
如果没有找到匹配的异常类型, 就会将异常向上传递到上层调用者.
无论是否找到匹配的异常类型, finally 中的代码都会被执行到(在该方法结束之前执行).
如果上层调用者也没有处理的了异常, 就继续向上传递.
一直到 main 方法也没有合适的代码处理异常, 就会交给 JVM 来进行处理, 此时程序就会异常终止.

抛出异常

除了 Java 内置的类会抛出一些异常之外, 我们也可以手动抛出某个异常. 使用 throw 关键字完成这个操作.

在这个代码中, 我们可以根据实际情况来抛出需要的异常. 在构造异常对象同时可以指定一些描述性信息.

异常说明

我们在处理异常的时候 , 通常希望知道这段代码中究竟会出现哪些可能的异常 .

我们可以使用 throws 关键字 , 把可能抛出的异常显式的标注在方法定义的位置 . 从而提醒调用者要注意捕获这些异常 .

    public static int divide(int x, int y) throws ArithmeticException {if (y == 0) {throw new ArithmeticException("抛出除 0 异常");}return x / y;}

关于finally的注意事项

注意：

finally 执行的时机是在方法返回之前(try 或者 catch 中如果有 return 会在这个 return 之前执行 finally). 但是如果 finally 中也存在 return 语句, 那么就会执行 finally 中的 return, 从而不会执行到 try 中原有的 return. 一般我们不建议在 finally 中写 return。

Java异常体系

Java 内置了丰富的异常体系 , 用来表示不同情况下的异常 .

下图表示 Java 内置的异常类之间的继承关系 :

顶层类 Throwable 派生出两个重要的子类 , Error 和 Exception。

其中 Error 指的是 Java 运行时内部错误和资源耗尽错误 . 应用程序不抛出此类异常 . 这种内部错误一旦出现，除了告知用户并使程序终止之外, 再无能无力 . 这种情况很少出现 .

Exception 是我们程序猿所使用的异常类的父类 .

其中 Exception 有一个子类称为 RuntimeException , 这里面又派生出很多我们常见的异常类

NullPointerException , IndexOutOfBoundsException 等 .

Java语言规范将派生于 Error 类或 RuntimeException 类的所有异常称为非受查异常, 所有的其他异常称为受查异常.

如果一段代码可能抛出受查异常, 那么必须显式进行处理.

查看 Scanner 的构造方法可以发现 , 存在 FileNotFoundException 这样的异常说明。

如 FileNotFoundException 这样的异常就是受查异常 . 如果不显式处理 , 编译无法通过 .

显式处理的方式有两种 :

a)使用try catch包裹起来

public static void main(String[] args) {System.out.println(readFile());
}
public static String readFile() {File file = new File("d:/test.txt");Scanner sc = null;try {sc = new Scanner(file);} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();}return sc.nextLine();
}

b) 在方法上加上异常说明, 相当于将处理动作交给上级调用者

public static void main(String[] args) { try { System.out.println(readFile()); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } 
} 
public static String readFile() throws FileNotFoundException { File file = new File("d:/test.txt"); Scanner sc = new Scanner(file); return sc.nextLine(); 
}

自定义异常类

Java 中虽然已经内置了丰富的异常类, 但是我们实际场景中可能还有一些情况需要我们对异常类进行扩展, 创建符合我们实际情况的异常.
例如, 我们实现一个用户登陆功能.

public class Test {private static String userName = "admin";private static String password = "123456";public static void main(String[] args) {login("admin", "123456");}public static void login(String userName, String password) {if (!Test.userName.equals(userName)) {// TODO 处理用户名错误}if (!Test.password.equals(password)) {// TODO 处理密码错误}System.out.println("登陆成功");}
}

此时我们在处理用户名密码错误的时候可能就需要抛出两种异常 . 我们可以基于已有的异常类进行扩展 ( 继承 ), 创建和我们业务相关的异常类。

class UserError extends Exception {public UserError(String message) {super(message);}
}
class PasswordError extends Exception {public PasswordError(String message) {super(message);}
}

此时我们的 login 代码可以改成

    public static void main(String[] args) {try {login("admin1", "123456");} catch (UserError userError) {userError.printStackTrace();} catch (PasswordError passwordError) {passwordError.printStackTrace();}}public static void login(String userName, String password) throws UserError,PasswordError {if (!Test.userName.equals(userName)) {throw new UserError("用户名错误");}if (!Test.password.equals(password)) {throw new PasswordError("密码错误");}System.out.println("登陆成功");}

整体代码

public class Test {private static String userName = "admin";private static String password = "123456";public static void main(String[] args) {try {login("admin1", "123456");} catch (UserError userError) {userError.printStackTrace();} catch (PasswordError passwordError) {passwordError.printStackTrace();}}public static void login(String userName, String password) throws UserError,PasswordError {if (!Test.userName.equals(userName)) {throw new UserError("用户名错误");}if (!Test.password.equals(password)) {throw new PasswordError("密码错误");}System.out.println("登陆成功");}static class UserError extends Exception {public UserError(String message) {super(message);}}static class PasswordError extends Exception {public PasswordError(String message) {super(message);}}
}