Java异常知识点详解

1. 异常的概念与体系结构

1.1 异常的概念

1. 算术异常

2. 数组越界异常

3. 空指针异常

1.2 异常的体系结构

1.3 异常的分类

2. 异常的处理

2.1 防御式编程

2.2 异常的抛出

2.3 异常声明throws

2.4 try-catch捕获并处理

2.5 finally

2.4 异常的处理流程

3. 自定义异常类

1. 异常的概念与体系结构

1.1 异常的概念

程序猿是一帮办事严谨、追求完美的高科技人才。在日常开发中，绞尽脑汁将代码写的尽善尽美，在程序运行过程中，难免会出现一些奇奇怪怪的问题。有时通过代码很难去控制，比如：数据格式不对、网络不通畅、内存报警等。

1. 算术异常

System.out.println(10 / 0);// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zer

2. 数组越界异常

int[] arr = {1, 2, 3};System.out.println(arr[100]);// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100

3. 空指针异常

int[] arr = null;System.out.println(arr.length);// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

异常其实就是一个一个的类。（编译时异常，受查异常）（运行时异常，非受查异常）

Error是就是错误，必须程序员介入。

1.2 异常的体系结构

异常种类繁多，为了对不同异常或者错误进行很好的分类管理，Java内部维护了一个异常的体系结构。

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。

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。

1.3 异常的分类

异常可能在编译时发生，也可能在程序运行时发生，根据发生的时机不同，可以将异常分为：

1. 编译时异常

2. 运行时异常

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) RunTimeException以及其子类对应的异常，都称为运行时异常。比如：NullPointerException、 ArrayIndexOutOfBoundsException、ArithmeticException。

注意：编译时出现的语法性错误，不能称之为异常。例如将 System.out.println 拼写错了, 写成了 system.out.println. 此时编译过程中就会出错, 这是 "编译期" 出错。而运行时指的是程序已经编译通过得到 class 文件了, 再由 JVM 执行过程中出现的错误。

2. 异常的处理

2.1 防御式编程

错误在代码中是客观存在的. 因此我们要让程序出现问题的时候及时通知程序猿主要的方式

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

缺陷：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。

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

优势：正常流程和错误流程是分离开的, 程序员更关注正常流程，代码更清晰，容易理解代码异常处理的核心思想就是 EAFP。

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

2.2 异常的抛出

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。

1. throw必须写在方法体内部

2. 抛出的对象必须是Exception 或者 Exception 的子类对象

3. 如果抛出的是 RunTimeException 或者 RunTimeException 的子类，则可以不用处理，直接交给JVM来处理

4. 如果抛出的是编译时异常，用户必须处理，否则无法通过编译

5. 异常一旦抛出，其后的代码就不会执行（同一时刻只能抛出一个异常）

public static void func2(int []array){if(array==null){throw new NullPointerException("array==null了");}}public static void main(String[] args) {func2(null);}

2.3 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...{ }

【注意事项】

1. throws必须跟在方法的参数列表之后

2. 声明的异常必须是 Exception 或者 Exception 的子类

3. 方法内部如果抛出了多个异常，throws之后必须跟多个异常类型，之间用逗号隔开，如果抛出多个异常类型具有父子关系，直接声明父类即可。

2.4 try-catch捕获并处理

throws对异常并没有真正处理，而是将异常报告给抛出异常方法的调用者，由调用者处理。如果真正要对异常进行处理，就需要try-catch。

public static void func2(){int []array=null;System.out.println(array.length);}public static void main(String[] args) {try{func2();}catch (NullPointerException e){e.printStackTrace();System.out.println("处理异常");}System.out.println("after");}

printStackTrace方法的作用是使红色字体出现。

需求：读取配置文件，如果配置文件名字不是指定名字，抛出异常，调用者进行异常处理

关于异常的处理方式

异常的种类有很多, 我们要根据不同的业务场景来决定.

对于比较严重的问题(例如和算钱相关的场景), 应该让程序直接崩溃, 防止造成更严重的后果

对于不太严重的问题(大多数场景), 可以记录错误日志, 并通过监控报警程序及时通知程序猿

对于可能会恢复的问题(和网络相关的场景), 可以尝试进行重试.

在我们当前的代码中采取的是经过简化的第二种方式. 我们记录的错误日志是出现异常的方法调用信息, 能很快速的让我们找到出现异常的位置. 以后在实际工作中我们会采取更完备的方式来记录异常信息.

【注意事项】

1. try块内抛出异常位置之后的代码将不会被执行

2. 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

3. try中可能会抛出多个不同的异常对象，则必须用多个catch来捕获----即多种异常，多次捕获

4. 如果异常之间具有父子关系，一定是子类异常在前catch，父类异常在后catch

5. 可以通过一个catch捕获所有的异常，即多个异常，一次捕获(不推荐)

 public static void func2(){int []array={1,2,3,4};System.out.println(array[9]);}public static void main(String[] args) {try{func2();}catch (NullPointerException e){e.printStackTrace();System.out.println("空指针处理异常");}catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){e.printStackTrace();System.out.println("数组越界异常");}System.out.println("after");}

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.

2.5 finally

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。

public static void func2(){int []array={1,2,3,4};System.out.println(array[9]);}public static void main(String[] args) {try{func2();}catch (NullPointerException e){e.printStackTrace();System.out.println("空指针处理异常");}catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){e.printStackTrace();System.out.println("数组越界异常");}finally {System.out.println("finally被执行了");}System.out.println("after");}

finally不管程序怎样，都会执行。

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 f inally 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.