【java基础】异常处理机制

1、异常体系介绍

1.1、异常是什么?

1.2、运行时异常和编译时异常的区别?

2、异常的用法

2.1、捕获异常

2.2、异常中的常见方法

2.3、抛出异常

2.4、自定义异常

1、异常体系介绍

1.1、异常是什么?

java异常是指在程序运行时可能出现的一些错误，如：文件找不到、网络连接失败、非法参数等。异常是一个事件，它发生在程序运行期间，中断了正在执行的程序的正常指令流。Java通过API中Throwable类的众多子类描述各种不同的异常。因而，Java异常都是对象，是Throwable子类的实例，描述了出现在一段编码中的错误条件。当条件生成时，错误将引发异常。

简单来说，异常就是程序中可能出现的问题。

Java异常类层次结构图

Java所有异常类都是 Throwable的子类，两个重要的子类是：Error 和 Exception

Error：Error及其子类用来描述Java运行系统中的内部错误以及资源耗尽的错误，代表的系统级别错误，是程序无法处理的错误（这属于严重问题，系统一旦出现这种问题，Java虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。）

Exception：这类异常可以通过捕捉处理使程序继续执行，是程序自身可以处理的异常，也称为非致命性异常类。根据错误发生原因可分为运行时异常（RuntimeException）和除RunTimeException之外的编译时异常

就是说异常与错误是有区别的，异常可以通过程序自身捕捉处理，而错误是程序自身无法处理的。

1.2、运行时异常和编译时异常的区别?

运行时异常：RuntimeException本身和其子类；运行时异常在编译阶段没有错误提示，因为Java编译器不会检查它，当程序中出现这类异常时，也会编译通过，在运行时这类异常才会出现错误提示；一般是由于参数传递错误带来的问题

编译时异常：这类异常是没有继承RuntimeExcpetion的异常，直接继承于Excpetion；在编译阶段需要进行处理，然后就会错误提示，作用在于提醒程序员

程序中应当尽可能去处理这两种异常

异常的作用：

（1）异常是用来查询bug的关键参考信息

（2）异常可以作为方法内部的一种特殊返回值，以便通知调用者底层的执行情况

2、异常的用法

2.1、捕获异常

捕获异常书写格式:

try {

        //可能出现异常的代码；

} catch（异常类名变量名）{

        //异常的处理代码;

} finally {

        //不管前面的try有没有捕获到异常，被finally控制的语句一定会执行，除非IVM退出

}

捕获异常的目的：当代码出现异常时，可以让程序继续往下执行。

捕获异常示例：

在下面代码中的try中写了一条有数组越界异常的代码，然后用catch去捕获异常，看看之后的代码会不会继续执行

public static void main(String[] args) {int[] arr = {1,3,2,4,5};try {System.out.println(arr[10]);//此处出现了异常，程序就会在这里创建一个ArrayIndex0utOfBoundsException对象//new ArrayIndexOutofBoundsException();//拿着这个对象到catch的小括号中对比，看括号中的变量是否可以接收这个对象1//如果能被接收，就表示该异常就被捕获(抓住)，执行catch里面对应的代码//当catch里面所有的代码执行完毕，继续执行try...catch体系下面的其他代码} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {//如果出现了ArrayIndex0utOfBoundsException异常，我该如何处理System.out.println("索引越界了");}System.out.println("看看我执行了吗");
}

运行结果

捕获异常时的各种情况：

（1）如果try中没有遇到问题，系统会把try里面所有的代码全部执行完毕，不会执行catch里面的代码。注意：只有当出现了异常才会执行catch里面的代码

（2）如果try中遇到多个问题，要写多个catch与之对应，并且如果我们要捕获多个异常，这些异常中如果存在父子关系的话，那么父类一定要写在下面。了解：在JDK7之后，我们可以在catch中同时捕获多个异常，中间用 | 进行隔开表示如果出现了A异常或者B异常的话，采取同一种处理方案

（3）如果try中遇到的问题没有被捕获，相当于try...catch的代码白写了，最终还是会交给虚拟机进行处理。

（4）如果try中遇到了问题，那么下面的代码就不会执行了，直接跳转到对应的catch当中，执行catch里面的语句体，但是如果没有对应catch与之匹配，那么还是会交给虚拟机进行处理。

2.2、异常中的常见方法

Throwable 的成员方法

方法名称 ；说明

public String getMessage（）返回此 throwable 的详细消息字符串

public string toString（）返回此可抛出的简短描述

public void printStackTrace（）把异常的错误信息输出在控制台

注意：仅仅是打印出错误信息，并不会停止程序运行

方法示例：

public String getMessage（）和 public string toString（）示例

public static void main(String[] args) {int[] arr = {1,3,2,4,5};try {System.out.println(arr[10]);} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {String message = e.getMessage();System.out.println(message);//打印 Index 10 out of bounds for length 5String str = e.toString();System.out.println(str);//打印 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 10 out of bounds for length 5//e.printStackTrace();}System.out.println("看一下我执行了没有");
}

结果：

public void printStackTrace（）示例

public static void main(String[] args) {int[] arr = {1,3,2,4,5};try {System.out.println(arr[10]);} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("看一下我执行了没有");
}

结果：

扩展：用System.err.println打印出来的信息是红色的

//正常的输出语句
System.out.println(123);
//错误的输出语句(而是用来打印错误信息)
System.err.println(123);

2.3、抛出异常

抛出异常处理有两种方式是：throw 和 throws

throws

注意：写在方法定义处，表示声明一个异常

告诉调用者，使用本方法可能会有哪些异常

public void 方法（）throws 异常类名1，异常类名2 . . . {

. . .

}

编译时异常：必须要写；运行时异常：可以不写。

throw

注意：写在方法内，结束方法

手动抛出异常对象，交给调用者

方法中下面的代码不再执行了

public void 方法（）{

throw new NullPointerException（）;

}

示例：

public static void main(String[] args) {//        需求://        定义一个方法求数组的最大值int[] arr = {};int max = 0;try {max = getMax(arr);} catch (NullPointerException e) {System.out.println("数组空指针异常");} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {System.out.println("数组索引越界异常");}System.out.println(max);
}public static int getMax(int[] arr) {if (arr == null) {//手动创建一个异常对象，并把这个异常交给方法的调用者处理//此时方法就会结束，下面的代码不会再执行了throw new NullPointerException();}if (arr.length == 0) {//手动创建一个异常对象，并把这个异常交给方法的调用者处理//此时方法就会结束，下面的代码不会再执行了throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();}int max = arr[0];for(int i=1; i<arr.length; i++) {if (max < arr[i]) {max = arr[i];}}return max;
}

2.4、自定义异常

自定义异常书写步骤：

（1）定义异常类

（2）写继承关系

（3）空参构造

（4）带参构造

自定义异常定义时取名意义：就是为了让控制台的报错信息更加的见名之意

示例：

自定义异常NameFormException

public class NameFormException extends RuntimeException{//技巧://NameFormat:当前异常的名字，表示姓名格式化问题//Exception:表示当前类是一个异常类//运行时:自定义的异常就继承 RuntimeException 核心 就表示由于参数错误而导致的问题//编译时:自定义的异常就继承 Exception 核心 提醒程序员检查本地信息public NameFormException() {}public NameFormException(String message) {super(message);}
}

自定义AgeOutOfBoundsException

public class AgeOutOfBoundsException extends RuntimeException{public AgeOutOfBoundsException() {}public AgeOutOfBoundsException(String message) {super(message);}
}

定义Student类，如果在给属性name和age赋值时，数据不符合要求时就抛出相应的自定义异常

public class Students {private String name;private int age;public Students() {}public Students(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {int len = name.length();if (len < 3 || len >10) {throw new NameFormException(name + "格式有误，名字长度应为3~10");}this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {if (age < 18 || age > 40) {throw new AgeOutOfBoundsException(age + "超出18~40这个范围");}this.age = age;}public String toString() {return "student{ name = " + name + ", age = " + age + " }";}
}

测试类Test

public class Test {public static void main(String[] args) {//1.创建键盘录入的对象ScannerScanner sc = new Scanner(System.in);//2.创建学生的对象Students stu = new Students();while (true) {try {System.out.println("请输入学生姓名");String name = sc.nextLine();stu.setName(name);System.out.println("请输入学生年龄");String ageStr = sc.nextLine();int age = Integer.parseInt(ageStr);stu.setAge(age);//如果所有的数据都是正确的，那么跳出循环break;} catch (NumberFormatException e) {e.printStackTrace();} catch (NameFormException e) {e.printStackTrace();} catch (AgeOutOfBoundsException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println(stu);}
}