JavaSE学习值之--认识异常

 💕"有效知识的前提是承认知识边界,承认我们对边界那边的一切无可奉告。"💕

作者:Mylvzi 

 文章主要内容:JavaSE学习值之--认识异常 

一.什么是异常?

  异常就是程序在运行的时候产生的不正常的行为  小细节没注意到,发生了小的错误,比如:

1.算数异常

        System.out.println(10/0);

2.空指针异常  null.length

        int[] arr = null;System.out.println(arr.length);

3.数组越界异常

        int[] arr = new int[3];System.out.println(arr[5]);


  

  可见Java中java中不同类型的异常,都有与其对应的类来进行描述,实际上Java中的异常是一个大的体系

二.异常的体系:

异常它是由编译器识别并给出的,证明其存在于编译器所自带的库文件中,应该是一个类

1. Throwable:

  是异常体系的顶层类,其派生出两个重要的子类, Error 和 Exception

2. Error:

  指的是Java虚拟机无法解决的严重问题,比如:JVM的内部错误、资源耗尽等,典型代表: StackOverflowError和OutOfMemoryError,一旦发生回力乏术。(递归调用时)

3. Exception:

  异常产生后程序员可以通过代码进行处理,使程序继续执行。比如:感冒、发烧。我们平时所说 的异常就是Exception。

三.异常的分类:

  主要是分为两大类 

  • 运行时异常(不受查异常)
    RuntimeException()
  • 编译时异常(受查异常)

1. RunTimeException 包括他的所有子类

在程序执行期间发生的异常,称为运行时异常,也称为非受检查异常(Unchecked Exception)

注意:

  在编写代码过程中出现的语法错误不是运行时异常,比如把main写成了mian,编译器在编译的时候就会报错,这叫错"编译期错误",而运行时异常的产生是所写代码已经经过编译生成.class文件了,再交由JVM运行时产生的错误

补充:RuntimeException的子类

2.编译时异常

  在编译的时候就会发生的异常,又称作受查异常(Checked Exception)

比如之前实现的Cloneable接口

class Stu implements Cloneable {String name;int age;public Stu(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();}@Overridepublic String toString() {return "Stu{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}
public class Test1 {public static void main(String[] args){Stu stu = new Stu("lvzi",18);Stu stu2 =(Stu) stu.clone();System.out.println(stu2);
}

之前提到,必须在main方法的签名中声明抛出异常,否则会出现异常

 这种在编译阶段就报错的异常叫做编译时异常,又叫做受查异常(Checked Exception)

四.异常的处理

1.防御式编程

    错误的代码总是存在且不可避免地,我们要做的就是当程序出现异常的时候及时告诉程序员,来帮助他修改代码,主要有两种思路:

1.LBYL: Look Before You Leap. 在操作之前就做充分的检查. 即:事前防御型

  即对每一个流程都充分想到其可能会发生的错误,及时处理

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;
}

  每进行一步就进行一次检查,但这种方式使正确代码和异常检查的代码混在一起,使得整个代码很混乱,不推荐

2.EAFP: It's Easier to Ask Forgiveness than Permission. "事后获取原谅比事前获取许可更容易". 也就是先操 作, 遇到问题再处理. 即:事后认错型 

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;
}

  EAFP的思维简单来说就是管他三七二十一,先执行再说,产生的异常事后处理即可

这种思维是的操作部分和异常处理部分分离,让程序员更加模块化的思考,更有利于代码的编写!!!

在Java中,异常处理主要的5个关键字:throw、try、catch、final、throws。 

  在编写程序时,如果程序中出现错误,此时就需要将错误的信息告知给调用者,比如:参数检测

  在Java中,可以借助throw关键字,抛出一个指定的异常对象,将错误信息告知给调用者。具体语法如下: 

throw new XXXException("异常产生的原因")

 举例:

    public static int[] arr ={1,2,3};public static int getElem(int index) {if(index < 0 || index > arr.length) {throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + "索引不正确,数组越界");}return arr[index];}public static void main(String[] args) {int[] arr ={1,2,3};System.out.println(getElem(0));// 正确  输出1System.out.println(getElem(10));// 异常System.out.println(getElem(1));// 不输出}

 注意:

  • throw必须写在方法内部
  • 抛出的异常必须是Exception或Exception的子类
  • 如果抛出的异常是RuntimeException或其子类,不需要处理,直接交给JVM处理
  • 如果抛出的异常是受查异常,必须通过throws进行处理,否则无法通过编译
  • .异常一旦抛出,其后的代码就不会执行

五.异常的捕获 

   异常的捕获 就是异常处理的具体方式,包括两种方式

  • try,catch语句
  • throws声明

1.异常声明throws 

  处在方法声明时参数列表之后,当方法中抛出编译时异常,用户不想处理该异常,此时就可以借助throws将异常抛 给方法的调用者来处理。即当前方法不处理异常,提醒方法的调用者处理异常。

语法格式: 修饰符 返回值类型 方法名(参数列表) throws 异常类型1,异常类型2...{ } 

 比如上文的Cloneable接口的实现:

注意:

  •  throws必须跟在方法的参数列表之后
  • 声明的异常必须是 Exception 或者 Exception 的子类
  • 方法内部抛出了多个异常,throws也要抛出多个异常,异常之间通过”,“隔开;如果异常之间存在父子关系,只需声明父类异常即可
public class Config {
File file;
// public void OpenConfig(String filename) throws IOException,FileNotFoundException{
// FileNotFoundException 继承自 IOException
public void OpenConfig(String filename) throws IOException{
if(filename.endsWith(".ini")){
throw new IOException("文件不是.ini文件");
}
if(filename.equals("config.ini")){
throw new FileNotFoundException("配置文件名字不对");
}
// 打开文件
}
public void readConfig(){
}
}
  • 调用声明抛出异常的方法时,调用者必须对该异常进行处理,或者继续使用throws抛出 

2 try-catch捕获并处理 

  throws声明异常并没有处理异常,只是将异常交给调用者去处理,一直传递给JVM虚拟机;要想真正处理异常,就需要try-catch语句

注意:

1.try中存放可能出现异常的代码,也就是说不一定会抛出异常

2.catch()存放异常的类型,{}内部存放处理的代码,处理完成后会继续执行后续代码;如果没有捕获到异常,则catch里的语句并不会被执行

3.finally中的语句一定会被执行, 

4.打印异常有三种

5.如果抛出异常类型与catch时异常类型不匹配,即异常不会被成功捕获,也就不会被处理,继续往外抛,直到 JVM收到后中断程序----异常是按照类型来捕获的 

   

6.如果异常之间存在父子关系,子类异常被捕获时在前,父类在后,如果顺序颠倒,子类异常的捕获就没有任何意义了

public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3};
try {
System.out.println("before");
arr = null;
System.out.println(arr[100]);
System.out.println("after");
} catch (Exception e) { // Exception可以捕获到所有异常
e.printStackTrace();
}catch (NullPointerException e){ // 永远都捕获执行到
e.printStackTrace();
}
System.out.println("after try catch");
}

 7.无论如何,finally中的代码一定会被执行

public static int[] arr ={1,2,3};public static int getElem(int index) {return arr[index];}public static void main(String[] args) {int[] arr ={1,2,3};try{System.out.print(getElem(100));// 异常}catch (Exception e) {e.printStackTrace();}finally {System.out.println("finally中的代码一定会被执行");}
}

  在写程序时,有些特定的代码,不论程序是否发生异常,都需要执行,比如程序中打开的资源:网络连接、数据库 连接、IO流等,在程序正常或者异常退出时,必须要对资源进进行回收。另外,因为异常会引发程序的跳转,可能 导致有些语句执行不到,finally就是用来解决这个问题的。 

思考:那我们该如何记录并处理异常呢?什么时间去处理异常呢?

  在目前我们所写的代码中,常常采取记录错误日志的方式来记录异常,通过编译器的报错告诉程序员出错的地方

六.如何设计一个自定义类型的异常?

  将你可能出现的异常设计为一个继承ExceptionRunTimeException的类,添加一个带参数的构造方法(用于打印错误信息),在调用时,一旦出错就抛出对应的异常即可

  注意:继承Exception的类是受查异常,必须在调用的方法声明中添加throws该异常

继承RunTimeException的类是非受查异常,不需要添加声明

e.printStackTrace();打印异常信息

class UsernameException extends RuntimeException {public UsernameException(String message) {super(message);}
}class PasswdException extends RuntimeException {public PasswdException(String message) {super(message);}
}class Login {private String Username;private String Passwd;public static void logininfo(String Username,String Passwd) {if(!Username.equals("admin")) {throw new UsernameException("用户名错误");}else if(!Passwd.equals("123456")) {throw new PasswdException("密码错误");}}
}
public class Test1 {public static void main(String[] args) {try {Login.logininfo("admin2","123456");}catch (UsernameException ex) {ex.printStackTrace();}catch (PasswdException ex) {ex.printStackTrace();}}
}

异常总结:

1.throw抛出一个异常

  用于参数检测  一旦出错就可以达到终止程序运行的操作

比如传递数组和数组的下标

1.如果数组是null  直接抛出空指针异常,程序停止运行

2.如果下标超过数组的范围,直接抛出数组越界异常,程序停止运行

之前:出现这种错误,只打印错误的信息,比如arr == null  sout("数组为空"),这种方式太温柔了,只告诉你有错误,但不会终止运行;直接抛异常,既能知道错误的信息,又能终止程序的运行

2.异常处理关键字的理解

throws:是一种甩锅行为,通过在方法的生命中添加throws+异常种类,将这个可能出现的异常交给调用者处理,而调用者可以在他的方法声明时添加throws异常,交给jvm去处理,就是一种甩锅,但很方便,不需要设置try catch

try catch finally:   throws并没有处理异常,只是甩锅给其他人;try catch是一种自己解决异常的方法,通过catch捕获异常并记录异常的日志  所谓的捕获异常就是解决该异常(异常都是被抛出的,catch接受抛出的异常,给他限制在笼子里,这样就没有异常了)

finally:有些代码无论程序是否异常都必须要被执行(比如电脑就算连不上网,也要能看到界面啊?再比如,校园网欠费,无法上网,但是我还能打开缴费网站),如果打不开那我怎么解决上网的问题?所以finally就是用来解决这种任何情况下都要执行的代码(也就是说无论你欠不欠费都能打开缴费网站)

 对于已受查异常来说,其异常会在编译的时候发现,必须通过tycatch语句捕获或者在方法签名使用throws抛出

3.异常处理的流程

  • 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

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