Java基础-异常

1. 异常概述

1.1. 什么是异常

Java程序在编译或运行过程中出现的问题就称为异常。

1.2. 异常的继承体系

  • Throwable

    • Error：错误

      • 错误：一出现就是致命的，服务器宕机，数据库崩溃等

    • Exception：

      • 运行时异常
      • 编译时异常

03-Java基础-异常 - 图1

无论是错误还是异常，它们都有具体的子类体现每一个问题，它们的子类都有一个共性，就是都以父类名才作为子类的后缀名

1.3. 异常的分类

1.3.1. 运行时异常

RuntimeException（运行时异常）：一般都是程序员犯得错误，需要修改源码的

1.3.2. 编译时异常

编译时异常：在编译时必须进行处理，不处理无法通过编译

1.3.3. 四个常见的运行时异常

  • ArithmeticException
  • NullPointerException
  • ArrayIndexOutOfBoundsException
  • StringIndexOutOfBoundsException

1.4. 异常与错误的区别

  • 异常

    • 在编译或运行过程中出现的问题就称为异常
    • 可以针对异常进行处理，处理后，后续的代码可以继续运行。如果不处理，否则程序直接崩溃

  • 错误

    • 程序在运行过程中出现的问题。
    • 错误一般是由系统产生并反馈给JVM。
    • 没有具体的处理方式，只能修改错误的代码。否则程序直接崩溃，无法运行

如何判断程序出现的问题是错误还是异常？

  • 根据控制台输入的错误信息，判断类名是以Error还是Exceptiong结尾。
  • 如果是Error则是错误，否是就是Exception。

2. 异常相关的类

2.1. Throwable 类与常用方法

Throwable 类是 Java 语言中所有错误或异常的超类。直接已知子类：Error, Exception

2.1.1. Throwable 常用方法

  1. public String getMessage()
  • 获得创建 Throwable 异常对象构造方法中指定的消息字符串。
public String toString()
  • 获得 Throwable 异常信息的类全名和消息字符串。
public void printStackTrace()
  • 打印异常的栈信息，追溯异常根源。
  • 将此 throwable 及其追踪输出至标准错误流。此方法将此 Throwable 对象的堆栈跟踪输出至错误输出流，作为字段 System.err 的值。输出的第一行包含此对象的 toString() 方法的结果。剩余行表示以前由方法 fillInStackTrace() 记录的数据。
public string getLocalizedMessage()
  • 返回异常对象的本地化信息。使用 Throwable 的子类覆盖这个方法，可以声称本地化信息。如果子类没有覆盖该方法，则该方法返回的信息与 getMessage() 返回的结果相同

2.2. 自定义异常

  • 命名规范：XxxException
  • 继承关系：继承 Exception 或 RuntimeException
  • 构造方法：提供有参和无参构造方法

  1. 定义异常处理时，什么时候定义try，什么时候定义throws呢？

    • 功能内部如果出现异常，如果内部可以处理，就用try；
    • 如果功能内部处理不了，就必须声明出来，让调用者处理。

  2. 什么时候使用抛出处理？什么时候使用捕获处理?

    • 如果当前代码是直接跟用户打交道的，则千万不要抛出异常，要捕获处理。
    • 如果需要将异常报告给上一层(方法调用者)则要使用抛出处理。

  3. 父类方法没有声明抛出异常，子类覆盖方法时发生了异常，怎么办？

    • 子类重写方法时，可以抛出异常，但是只能抛出运行时异常或其子类。

3. 异常处理

3.1. 异常的处理方式

  • jvm的默认处理方式

    • 将异常的类名，位置，原因等信息输出在控制台。
    • 终止程序的运行。后续的代码没有办法执行。

  • 手动处理异常方式

    • 捕获处理
    • 抛出处理

3.2. 异常处理之捕获处理 - try catch

  • 在开发时，如果定义功能时，发现该功能会出现一些问题，应该将问题在定义功能时标示出来，这样调用者就可以在使用这个功能的时候，预先给出处理方式。
  • 如何标示呢？通过throws关键字完成，格式：throws 异常类名,异常类名...
  • 这样标示后，调用者，在使用该功能时，就必须要处理，否则编译失败。

3.2.1. 捕获处理总体格式

try {
    // 需要检测的异常；
} catch(异常类名 变量名) {
    // 异常处理代码
    // 通常我们只使用一个方法：printStackTrace 打印异常信息
} finally {
    // 不管是否有异常发生，都会执行该代码块中的代码。
}

3.2.2. 异常捕获处理-单 catch 处理

try{
    // 需要检测的异常；
} catch (异常类名 异常变量名) {
    // 异常处理代码
    // 可以调用异常的方法
    // 通常我们只使用一个方法：printStackTrace 打印异常信息
}

  • 格式说明

    • try 代码块中存放可能出现异常的代码。
    • catch 代码块中存放处理异常的代码。

  • 执行流程

    • 先执行try代码块中的代码，如果try代码块中的代码没有出现异常，则不会执行catch代码块的代码。
    • 如果try代码块中的代码出现异常，则会进入catch代码块执行里面的代码。

3.2.3. 异常捕获处理-多 catch 处理

try {
    // 需要检测的异常；
} catch(异常类名1 异常变量1) {
    // 异常处理代码
    // 可以调用异常的方法
    // 通常我们只使用一个方法：printStackTrace 打印异常信息
} catch(异常类名2 异常变量2) {
    // 异常处理代码
    // 可以调用异常的方法
    // 通常我们只使用一个方法：printStackTrace 打印异常信息
} ……    // 可以有无数个catch

  • 多 catch 处理注意事项

    • 多个catch 外理异常时，异常类名要有先后顺序。
    • 如果多个异常类之间是平级关系(没有继承关系)，则没有先后顺序要求
    • 如果多个异常类之间是上下级关系(有继承关系)，越高级的父类要写在越下面。
  • 特殊情况：try对应多个catch时，如果有父类的catch语句块，一定要放在下面。

在实际开发中是不是只捕获Exception异常吗？因为实际开发中，需要针对不同的异常有不同的处理方式。

3.2.4. finally 代码块

try {
    // 需要检测的异常；
} catch(异常类名1 异常变量1) {
    // 异常处理代码
    // 可以调用异常的方法
    // 通常我们只使用一个方法：printStackTrace 打印异常信息
} catch(异常类名2 异常变量2) {
    // 异常处理代码
    // 可以调用异常的方法
    // 通常我们只使用一个方法：printStackTrace 打印异常信息
} finally {
    // 不管是否有异常发生，都会执行该代码块中的代码。
}

  • finally 代码块的特点：

    • 只要进入了try的代码块，不管是否有异常发生，都会执行该代码块中的代码。

  • finally 作用：

    • 用来释放资源，比如关闭IO流或数据库相关资源。

3.2.5. try-catch-finally 的几种结合方式：

组合1 组合2 组合3
try
catch
finally		 try
catch		 try
finally
  • 这种情况，如果出现异常，并不处理，但是资源一定关闭，所以try finally集合只为关闭资源。
  • 记住：finally很有用，主要用户关闭资源。无论是否发生异常，资源都必须进行关闭。
  • System.exit(0); 此方法是退出jvm，只有这种情况finally不执行。

3.3. 异常处理之抛出处理 – throws 和 throw关键字

  • 这个体系中的所有类和对象都具备一个独有的特点；就是可抛性。
  • 可抛性的体现：就是这个体系中的类和对象都可以被throws和throw两个关键字所操作

3.3.1. throws 和 throw的作用

  • throws：将异常类名标识出类，报告给方法调用者
  • throw：将异常对象抛出，抛给方法的调用者。

3.3.2. throws 和 throw的位置

  • throws：使用在方法声明上
  • throw：使用在方法体内部

3.3.3. throws 格式

修饰符 返回值类型 方法名 (参数类型 参数名1, 参数类型 参数名2, ……) throws 异常类名1,异常类名2,…… {
    ......
}

3.3.4. throw 格式

throw new 异常类名(“异常信息”);

3.3.5. throws 和 throw注意事项

  • throw 关键字之后的对象一定是异常对象，不能是其他对象。
  • throws 后面跟多个异常，使用“,”隔开。

3.3.6. 异常声明抛出处理流程

  • 在某个方法的声明上，让它(这个方法)抛出这个产生的异常，自己不处理，谁调用这个方法，谁处理

  • 方法声明上加 throws 异常类名

    • 如：方法a 中产生了异常，声明抛出
    • 方法b 调用方法a，则该异常由a 转向了b
  • 一般情况下，main 方法是不会声明抛出异常的，因为该方法抛出，直接抛出给了JVM，JVM 的默认处理机制是终止程序运行，则这样处理，相当于没有处理！

3.4. 方法重写时异常处理（针对编译时异常）

  • 父类方法声明上没有使用throws声明抛出异常，子类重写方法时不能声明抛出异常。
  • 父类方法声明上使用throws声明一个异常时，子类重写方法时可以声明和父类一样的异常或其异常的子类。
  • 父类方法声明上使用throws声明多个异常时，子类重写方法可以声明和父类多个异常的子集异常。

总结：子类不能声明抛出比父类大的异常。

  • 注意：

    • 如果父类或者接口中的方法没有抛出过异常，那么子类是不可以抛出异常的，如果子类重写的方法中出现了异常，只能try不能throws。
    • 如果这个异常子类无法处理，已经影响了子类方法的具体运算，这时可以在子类方法中，通过throw抛出RuntimeException异常或者其子类，这样，子类的方法上是不需要throws声明的。

4. 运行时异常和编译时异常(理解)

  • 运行时异常

    • 只要是RuntimeException或其子类异常都是运行时异常。

  • 编译时异常

    • 除了运行时异常以外的所有异常都是编译时异常。

  • 运行时异常特点

    • 方法声明上如果声明的异常是运行时异常，则方法调用者可以处理，也可以不处理。
    • 方法体内部抛出的异常是运行时异常，则方法声明上可以声明，也可以不声明。

  • 编译时异常特点

    • 方法声明上如果声明的异常是编译时异常，则要求方法调用者一定要处理。
    • 方法体内部抛出的异常是编译时异常，则要求对该异常进行处理（捕获处理或者声明抛出处理）。

为什么java编译器对运行时异常管理如何松散？因为运行时异常一般通过程序员良好的编程习惯避免。