Java异常机制

1.异常概述和异常处理机制

异常(exception)概述

异常就是程序在运行时出现的意外的，不正常的情况。

若异常产生后没有正确的处理，会导致程序的中断，程序不继续执行,以致造成损失。

2.2 异常处理机制

所以我们在开发中要一套机制来处理各种可能会发生的异常，并对其作出正确的处理，确保程序的正常执行。这种机制称为异常处理机制，java语言是最先提供异常处理机制的。

异常处理机制可以引导程序向正确的方向运行，不至于崩溃。

3 异常处理

java异常处理包含两种代码块。一种是try...catch,一种是try...catch...finally.

3.1 try...catch

把有可能产生异常的代码放到try中，如果产生异常由catch代码块处理。语法

try{

// 可能产生异常的代码块

} catch(异常类型 ex){

// 异常处理

}

// 后面如果还有代码，无论try中的代码有没有异常，这里都会继续执行

try...catch执行有三种情况 :

情况1：没有发生异常，正常执行

情况2：出现异常， catch代码块捕获异常，并进行异常处理。处理完成后程序继续执行。

需求1 : 从控制台输入两个数并做除法

import java.util.Scanner;

public class TryCatchDemo {

public static void main(String[] args) {

Scanner sc = new Scanner(System.in);

System.out.println("请输入第一个操作数:");

try{

int num1 = sc.nextInt();

System.out.println("请输入第二个操作数:");

int num2 = sc.nextInt();

int r = num1 / num2;

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

}catch (Exception e){

// 负责处理异常

System.out.println("出现输入不匹配异常，然后处理");

}

System.out.println("程序结束");

}

异常发生后，从异常发生的那句代码开始，程序不继续向下运行，立即转入异常处理。

情况3：异常不匹配

import java.util.InputMismatchException;

import java.util.Scanner;

public class Test01 {

public static void main(String[] args) {

// 需求:从控制台输入两个数并做除法

Scanner sc = new Scanner(System.in);

System.out.println("请输入第一个操作数:");

try{

int num1 = sc.nextInt();

System.out.println("请输入第二个操作数:");

int num2 = sc.nextInt();

int r = num1 / num2;

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

}catch (InputMismatchException e){

// 负责处理异常

System.out.println("出现输入不匹配异常，然后处理");

}

System.out.println("程序结束");

}

异常不匹配，程序中断，此时我们就需要多重catch了。

3.2 多重catch

可以为try代码书写多个catch用于捕获多个具体的异常。

书写时 : 子类在上，父类在下。

import java.util.InputMismatchException;

import java.util.Scanner;

public class MutiCatchDemo {

public static void main(String[] args) {

System.out.println("begin");

divide("17", "0");

System.out.println("ending");

}

public static void divide(String a, String b) {

try {

int x = Integer.parseInt(a);

int y = Integer.parseInt(b);

System.out.println(x / y);

} catch (NumberFormatException e) {

//处理数字格式化异常的代码

System.out.println("字符串不包含可解析的整数");

} catch (ArithmeticException e) {

//处理算术异常的代码

System.out.println("除数不能为0");

} catch (Exception e) {

//处理其他未知的异常

System.out.println("未知异常");

}

3.3 异常对象

异常对象是出现异常时的那条语句产生的(jvm 自动创建)。

异常在java类中通过Exception或其具体子类创建，大多数情况下都是由其子类（命名方式:异常类型 +Exception）创建， Exception是所有异常类的父类。

常用方法	方法介绍
toString	返回异常类型和异常信息
getMessage	返回异常信息
printStackTrace	打印堆栈信息(红色)。包含了异常信息，异常类型，异常位置，方便程序开发阶段的调试（一般要打开），也是JVM默认的异常处理机制

java.util.InputMismatchException

at java.util.Scanner.throwFor(Scanner.java:864)

at java.util.Scanner.next(Scanner.java:1485)

at java.util.Scanner.nextInt(Scanner.java:2117)

at java.util.Scanner.nextInt(Scanner.java:2076)

at com.kal02.exception02.Test02.main(Test02.java:14)

异常堆栈信息：

第一句:表示异常类型和异常的Message构成

最后一句:包含具体发生异常的全路径类,方法,产生异常语句的行数。

com.kal02.exception02.Test02.main(Test02.java:14)

3.4 try...catch...finally

try...catch 和之前一样用于捕获并处理异常， finally代码块用于处理异常后的收尾工作。

不管是否发生异常， finally总执行。

finally的收尾工作包含释放内存、关闭文件、关闭网络连接、关闭数据库、关闭...

step 1: 打开文件

step 2: 操作文件

step 3: 关闭文件

存在return的try...catch...finally

public class TryCatchFinallyDemo {

public static int div(int a,int b) {

int r = 0;

try {

r = a / b;

return r;

} catch (Exception e) {

System.out.println(e.toString());

} finally {

System.out.println("我是finally");

}

return r;

}

public static void main(String[] args) {

System.out.println(div(10,0));;

System.out.println("程序正常结束！");

}

总结：

. 存在return的try...catch...finally块，finally先执行，然后执行return ， return 总是最后执行的。

添加try-catch快捷键

IDEA : Ctrl + Alt + T

4 异常分类

4.1 异常的继承体系

Throwable类有两个子类Error和Exception，分别表示错误和异常。

Exception 和Error的子类大都是以Error或Exception作为类名后缀。

4.1.1 Error

Error，表示代码运行时 JVM（Java 虚拟机）出现的问题。如系统崩溃或内存溢出等，不需要处理 Error，

常见的Error：

StackoverflowError：当应用程序递归太深而发生堆栈溢出时，抛出该错误。比如死循环或者没有出口的递归调用。

outofMemoryError：因为内存溢出或没有可用的内存提供给垃圾回收器时， Java 虚拟机无法分配一个对象，这时抛出该错误。比如new了非常庞大数量的对象而没释放。

1.4.2 Exception

Exception，表示程序在运行时出现的一些不正常情况，一般大多数表示轻度到中度的问题，属于可预测、可恢复问题。如除数为0，数组索引越界等，这种情况下，程序员通过合理的异常处理，确保程序的正常运行直到结束，常见的Exception

ArrayIndexoutofBoundsException：用非法索引访问数组时抛出的异常。如果索引为负或大于等于数组大小，则该索引为非法索引。

ArithmeticException:当出现异常的运算条件时，抛出此异常。例如，一个整数“除以零”时，抛出此类的一个实例。

. NullPointerException：当应用程序试图在需要对象的地方使用 null 时，抛出该异常。这种情况包括：

异常体系分成： checked （编译）异常和runtime（运行）异常。

划分规则是， RuntimeException和其子类属于运行时异常，异常除了运行时异常，其他都是编译时异常。

4.2 异常分类

4.2.1 运行时异常

runtime异常，顾名思义在编译时期不被检测，只有在运行时期才会被检查出来。

运行异常可以不使用try...catch处理，但一旦出现异常就将由JVM处理（打印堆栈信息）。

RuntimeException （运行时异常）通常是指因设计或实现方式不当而导致的问题。程序员小心谨慎是可以避免的异常。如：事先判断对象是否为null就可以避免NullPointerException异常，事先检查除数不为 0就可以避免ArithmeticException异常。

运行时异常特点：

在编译阶段，Java编译器检查不出来。一般的，程序可以不用使用try-catch和throws处理运行异常。

简而言之： 对于运行时异常程序可处理(使用try-catch或throws处理)，可不处理。

4.2.2 编译时异常

编译时异常，顾名思义就是在编译时期就会被检测到的异常。除了RuntimeException以及子类以外，其他的Exception及其子类都是编译异常，有时候也称之为检查时异常。

编译时异常特点：

在编译阶段，Java编译器会检查出异常，也就说程序中一旦出现这类异常，要么使用try-catch语句捕获，要么使用throws语句声明抛出它，否则编译就不会通过。

简而言之： 程序要求必须处理编译异常，使用try-catch或throws处理。

常见面试题：请罗列常见的运行时异常和编译时异常（3-5个）

编译时异常(检查时异常) :程序必须做出处理， 一般继承于Exception

运行时异常：程序可处理，也可不处理。都继承于RuntimeException

意识：遇到不懂的异常类时，首先要分辨它属于检查时还是运行时异常。通过快捷键（ctrl+h）查看

5 声明异常

5.1 throws

在Java语言中通过throws声明某个方法可能抛出的各种异常。

当方法的定义者在定义方法时知道调用该方法时可能出现异常，定义者又不知道如何处理时，此时方法定义者可以选择声明异常，使用throws关键字，可以声明多个异常，用( , )号分隔。形式：

[修饰符] 返回值类型方法名(形参列表) throws 异常1,异常2,...{

}

需求1：声明异常

public class Test01Throws {

// divide方法可能有异常，但divide处理不了该异常，就通过throws声明异常，让divide方法的调用者来处理

public static void divide(int a, int b) throws Exception {

System.out.println(a / b);

}

public static void main(String[] args) {

try {

divide(3, 1);

divide(1, 0);// 调用divide方法，调用者必须处理或再次抛出

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

声明异常的原因：该方法自身处理不了该异常，只能使用throws提醒该方法的调用者需要处理异常。当

然调用者也有两种处理方式：自己捕获处理或再次声明（要么try...catch ,要么也throws）。

需求2：异常继续上抛

public class Test01Throws {

public static void main(String[] args) throws Exception{

// 调用divide方法，调用者必须处理或再次抛出

divide(1, 0);

}

//divide方法可能有异常，但divide处理不了该异常，就抛出，让divide方法的调用者来处理

public static void divide(int a, int b) throws Exception {

System.out.println(a / b);

}

在异常声明或者上抛出的过程中，应该遵循以下原则：能在调用处明确处理优先处理，否则继续上抛。

声明异常时要根据异常的分类来确定是否外界(调用处)是否必须处理该方法产生的异常。如果需要外界必须处理，需要声明检查时异常，否则声明运行时异常。

6 手动抛出异常 throw

在实际开发过程中，开发者也可以根据程序的需要，手动抛出异常，通过throw关键字。语法

XxException ex = new XxException();

throw ex;

或者

throw new XxException();

当程序出现某种逻辑问题时由程序员主动抛出某种特定类型的异常。

public class ThrowDemo {

public static void main(String[] args) {

try {

ThrowDemo.isExist("will");

} catch (Exception e) {

System.out.println(e.getMessage());//对不起，用户名will已经存在 }

}

public static boolean isExist(String userName) throws Exception {

String[] data = { "will", "lucy", "lily" }; // 模拟已经注册的用户名 if (userName != null && userName.length() > 0) {

for (String name : data) {

if (name.equals(userName)) {// 用户名相同，证明该用户已经存在 // 手动抛出一个异常表示存在的不正常情况

throw new Exception("对不起，用户名" + userName + "已经存在"); }

}

return false;

}

7 自定义异常

当JDK 中的异常类型不能满足程序的需要时（也即需要定义具体的业务异常时），可以自定义异常。

自定义异常的步骤

[1] 确定异常类型（编译时异常、运行时异常）。

[2] 继承异常的父类(编译时异常Exception、运行时异常RuntimeException)

[3] 声明构造方法

public class Student {
private String name;
private int age;public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.setAge(age);
}public Student() { }public String getName() {
return name;
}public void setName(String name) {
this.name = name;
}public int getAge() {
return age;
}public void setAge(int age) throws AgeException{
if( age < 0 || age > 120 ) {
// System.out.println("年龄值不合法");
// 能否手动抛出一个年龄异常呢？
AgeException ex = new AgeException("年龄值不能小于0或者不能大于120"); throw ex;
} else {
this.age = age;
}
}
}

测试

public class CustomExceptionDemo {

public static void main(String[] args) {

Student s1 = new Student("二狗",20);

try {

s1.setAge(130);

} catch (AgeException e) {

// System.out.println(e.toString());

System.out.println(e.getMessage());

}