一、概述
1.1、说明
异常，就是不正常的意思。在生活中:医生说,你的身体某个部位有异常,该部位和正常相比有点不同,该部位的功能将受影响.在程序中的意思就是：
异常 ：指的是程序在执行过程中，出现的非正常的情况，最终会导致JVM的非正常停止。
在Java等面向对象的编程语言中，异常本身是一个类，产生异常就是创建异常对象并抛出了一个异常对象。Java处理异常的方式是中断处理。
异常指的并不是语法错误,语法错了,编译不通过,不会产生字节码文件,根本不能运行.
1.2、体系
异常机制其实是帮助我们**找到**程序中的问题，异常的根类是`java.lang.Throwable`，其下有两个子类：`java.lang.Error`与`java.lang.Exception`，平常所说的异常指`java.lang.Exception`。
Throwable体系：
- Error:严重错误Error，无法通过处理的错误，只能事先避免，好比绝症。
- Exception:表示异常，异常产生后程序员可以通过代码的方式纠正，使程序继续运行，是必须要处理的。好比感冒、阑尾炎。
Throwable中的常用方法：
public void printStackTrace():打印异常的详细信息。
包含了异常的类型,异常的原因,还包括异常出现的位置,在开发和调试阶段,都得使用printStackTrace。public String getMessage():获取发生异常的原因。
提示给用户的时候,就提示错误原因。public String toString():获取异常的类型和异常描述信息(不用)。出现异常,不要紧张,把异常的简单类名,拷贝到API中去查：
1.3、分类
我们平常说的异常就是指Exception，因为这类异常一旦出现，我们就要对代码进行更正，修复程序。
异常(Exception)的分类:根据在编译时期还是运行时期去检查异常?
- 编译时期异常:checked异常。在编译时期,就会检查,如果没有处理异常,则编译失败。(如日期格式化异常)
是指编译器要求必须处置的异常。即程序在运行时由于外界因素造成的一般性异常。编译器要求Java程序必须捕获或声明所有编译时异常。
对于这类异常，如果程序不处理，可能会带来意想不到的结果。 - 运行时期异常:runtime异常。在运行时期,检查异常.在编译时期,运行异常不会编译器检测(不报错)。(如数学异常)
一般是指编程时的逻辑错误，是程序员应该积极避免其出现的异常。
对于这类异常，可以不作处理，因为这类异常很普遍，若全处理可能会对程序的可读性和运行效率产生影响。
1.4、异常的产生过程解析
先运行下面的程序，程序会产生一个数组索引越界异常ArrayIndexOfBoundsException。我们通过图解来解析下异常产生的过程。
工具类
public class ArrayTools {
// 对给定的数组通过给定的角标获取元素。
public static int getElement(int[] arr, int index) {
int element = arr[index];
return element;
}
}
测试类
public class ExceptionDemo {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = { 34, 12, 67 };
intnum = ArrayTools.getElement(arr, 4)
System.out.println("num=" + num);
System.out.println("over");
}
}
上述程序执行过程图解：
1.5、异常与错误的区别
- 异常：指程序在编译、运行期间发生了某种异常(XxxException)，我们可以对异常进行具体的处理。若不处理异常，程序将会结束运行。异常的产生演示如下：
public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[3]; System.out.println(arr[0]); System.out.println(arr[3]); // 该句运行时发生了数组索引越界异常ArrayIndexOutOfBoundsException， // 由于没有处理异常，导致程序无法继续执行，程序结束。 System.out.println("over"); // 由于上面代码发生了异常，此句代码不会执行 }
- 错误：指程序在运行期间发生了某种错误(XxxError)，Error错误通常没有具体的处理方式，程序将会结束运行。Error错误的发生往往都是系统级别的问题，都是jvm所在系统发生的，并反馈给jvm的。我们无法针对处理，只能修正代码。错误的产生演示如下：
public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[1024*1024*100]; // 该句运行时发生了内存溢出错误OutOfMemoryError // 开辟了过大的数组空间，导致JVM在分配数组空间时超出了JVM内存空间，直接发生错误。 }
二、异常处理
2.1、说明
Java异常处理的五个关键字：**try、catch、finally、throw、throws**
2.2、抛出异常throw
在编写程序时，我们必须要考虑程序出现问题的情况。比如，在定义方法时，方法需要接受参数。那么，当调用方法使用接受到的参数时，首先需要先对参数数据进行合法的判断，数据若不合法，就应该告诉调用者，传递合法的数据进来。这时需要使用抛出异常的方式来告诉调用者。
在java中，提供了一个**throw**关键字，它用来抛出一个指定的异常对象。那么，抛出一个异常具体如何操作呢？
- 创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。
- 需要将这个异常对象告知给调用者。怎么告知呢？怎么将这个异常对象传递到调用者处呢？通过关键字throw就可以完成。throw 异常对象。
throw用在方法内，用来抛出一个异常对象，将这个异常对象传递到调用者处，并结束当前方法的执行。
使用格式：
throw new 异常类名(参数);
例如：
throw new NullPointerException("要访问的arr数组不存在");
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("该索引在数组中不存在，已超出范围");
学习完抛出异常的格式后，我们通过下面程序演示下throw的使用。
public class ThrowDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建一个数组
int[] arr = {2,4,52,2};
//根据索引找对应的元素
int index = 4;
int element = getElement(arr, index);
System.out.println(element);
System.out.println("over");
}
/*
* 根据 索引找到数组中对应的元素
*/
public static int getElement(int[] arr,int index){
//判断 索引是否越界
if(index<0 || index>arr.length-1){
/*
判断条件如果满足，当执行完throw抛出异常对象后，方法已经无法继续运算。
这时就会结束当前方法的执行，并将异常告知给调用者。这时就需要通过异常来解决。
*/
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("哥们，角标越界了~~~");
}
int element = arr[index];
return element;
}
}
注意：如果产生了问题，我们就会throw将问题描述类即异常进行抛出，也就是将问题返回给该方法的调用者。
那么对于调用者来说，该怎么处理呢？一种是进行捕获处理，另一种就是继续讲问题声明出去，使用throws声明处理。
2.3、Objects非空判断
还记得我们学习过一个类Objects吗，曾经提到过它由一些静态的实用方法组成，这些方法是null-save（空指针安全的）或null-tolerant（容忍空指针的），那么在它的源码中，对对象为null的值进行了抛出异常操作。
public static <T> T requireNonNull(T obj):查看指定引用对象不是null。
查看源码发现这里对为null的进行了抛出异常操作：
public static <T> T requireNonNull(T obj) {
if (obj == null)
throw new NullPointerException();
return obj;
}
2.4、声明异常throws
声明异常：将问题标识出来，报告给调用者。如果方法内通过throw抛出了编译时异常，而没有捕获处理（稍后讲解该方式），那么必须通过throws进行声明，让调用者去处理。
关键字throws运用于方法声明之上,用于表示当前方法不处理异常,而是提醒该方法的调用者来处理异常(抛出异常).
声明异常格式：
修饰符 返回值类型 方法名(参数) throws 异常类名1,异常类名2…{ }
声明异常的代码演示：
public class ThrowsDemo {
public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
read("a.txt");
}
// 如果定义功能时有问题发生需要报告给调用者。可以通过在方法上使用throws关键字进行声明
public static void read(String path) throws FileNotFoundException {
if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件
// 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常 throw
throw new FileNotFoundException("文件不存在");
}
}
}
throws用于进行异常类的声明，若该方法可能有多种异常情况产生，那么在throws后面可以写多个异常类，用逗号隔开。
public class ThrowsDemo2 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
read("a.txt");
}
public static void read(String path)throws FileNotFoundException, IOException {
if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件
// 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常 throw
throw new FileNotFoundException("文件不存在");
}
if (!path.equals("b.txt")) {
throw new IOException();
}
}
}
2.5、 捕获异常try…catch
如果异常出现的话,会立刻终止程序,所以我们得处理异常:
- 该方法不处理,而是声明抛出,由该方法的调用者来处理(throws)。
- 在方法中使用try-catch的语句块来处理异常。
try-catch的方式就是捕获异常。
- 捕获异常：Java中对异常有针对性的语句进行捕获，可以对出现的异常进行指定方式的处理。
捕获异常语法如下：
try{
编写可能会出现异常的代码
}catch(异常类型 e){
处理异常的代码
//记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
}
try：该代码块中编写可能产生异常的代码。
catch：用来进行某种异常的捕获，实现对捕获到的异常进行处理。
注意:try和catch都不能单独使用,必须连用。
演示如下：
public class TryCatchDemo {
public static void main(String[] args) {
try {// 当产生异常时，必须有处理方式。要么捕获，要么声明。
read("b.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {// 括号中需要定义什么呢？
//try中抛出的是什么异常，在括号中就定义什么异常类型
System.out.println(e);
}
System.out.println("over");
}
/*
*
* 我们 当前的这个方法中 有异常 有编译期异常
*/
public static void read(String path) throws FileNotFoundException {
if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件
// 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常 throw
throw new FileNotFoundException("文件不存在");
}
}
}
如何获取异常信息：
Throwable类中定义了一些查看方法:
public String getMessage():获取异常的描述信息,原因(提示给用户的时候,就提示错误原因。public String toString():获取异常的类型和异常描述信息(不用)。public void printStackTrace():打印异常的跟踪栈信息并输出到控制台。_包含了异常的类型,异常的原因,还包括异常出现的位置,在开发和调试阶段,都得使用printStackTrace。_
2.6、finally 代码块
finally：有一些特定的代码无论异常是否发生，都需要执行。另外，因为异常会引发程序跳转，导致有些语句执行不到。而finally就是解决这个问题的，在finally代码块中存放的代码都是一定会被执行的。
什么时候的代码必须最终执行？
当我们在try语句块中打开了一些物理资源(磁盘文件/网络连接/数据库连接等),我们都得在使用完之后,最终关闭打开的资源。
finally的语法:
try…catch….finally:自身需要处理异常,最终还得关闭资源。
注意:finally不能单独使用。
比如在我们之后学习的IO流中，当打开了一个关联文件的资源，最后程序不管结果如何，都需要把这个资源关闭掉。
finally代码参考如下：
public class TryCatchDemo4 {
public static void main(String[] args) {
try {
read("a.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {
//抓取到的是编译期异常 抛出去的是运行期
throw new RuntimeException(e);
} finally {
System.out.println("不管程序怎样，这里都将会被执行。");
}
System.out.println("over");
}
/*
*
* 我们 当前的这个方法中 有异常 有编译期异常
*/
public static void read(String path) throws FileNotFoundException {
if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件
// 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常 throw
throw new FileNotFoundException("文件不存在");
}
}
}
当只有在try或者catch中调用退出JVM的相关方法,此时finally才不会执行,否则finally永远会执行。
2.7、try…catch…finally异常处理的组合方式
- try catch finally组合：检测异常，并传递给catch处理，并在finally中进行资源释放。
- try catch组合: 对代码进行异常检测，并对检测的异常传递给catch处理。对异常进行捕获处理。
void show(){ //不用throws try{ throw new Exception();//产生异常，直接捕获处理 }catch(Exception e){ //处理方式 } }
一个try 多个catch组合 : 对代码进行异常检测，并对检测的异常传递给catch处理。对每种异常信息进行不同的捕获处理。
void show(){ //不用throws try{ throw new Exception();//产生异常，直接捕获处理 }catch(XxxException e){ //处理方式 }catch(YyyException e){ //处理方式 }catch(ZzzException e){ //处理方式 } }
注意:这种异常处理方式，要求多个catch中的异常不能相同，并且若catch中的多个异常之间有子父类异常的关系，那么子类异常要求在上面的catch处理，父类异常在下面的catch处理try finally 组合: 对代码进行异常检测，检测到异常后因为没有catch，所以一样会被默认jvm抛出。异常是没有捕获处理的。但是功能所开启资源需要进行关闭，所有finally。只为关闭资源。
void show(){//需要throws try{ throw new Exception(); }finally { //释放资源 } }
2.8、运行期异常
- RuntimeException和他的所有子类异常,都属于运行时期异常。NullPointerException和ArrayIndexOutOfBoundsException等都属于运行时期异常.
- 运行时期异常的特点:
- 方法中抛出运行时期异常,方法定义中无需throws声明,调用者也无需处理此异常
- 运行时期异常一旦发生,需要程序人员修改源代码.
class ExceptionDemo{
public static void main(String[] args){
method();
}
public static void method(){
throw new RuntimeException();
}
}
2.9、异常在方法重写中细节
子类覆盖父类方法时，如果父类的方法声明异常，子类只能声明父类异常或者该异常的子类，或者不声明。
class Fu { public void method () throws RuntimeException { } } class Zi extends Fu { public void method() throws RuntimeException { } //抛出父类一样的异常 //public void method() throws NullPointerException{ } //抛出父类子异常 }
当父类方法声明多个异常时，子类覆盖时只能声明多个异常的子集。 ```java class Fu { public void method () throws NullPointerException, ClassCastException{
} }
class Zi extends Fu { public void method()throws NullPointerException, ClassCastException { } public void method() throws NullPointerException{ } //抛出父类异常中的一部分 public void method() throws ClassCastException { } //抛出父类异常中的一部分 }
- 当被覆盖的方法没有异常声明时，子类覆盖时无法声明异常的。
```java
class Fu {
public void method (){
}
}
class Zi extends Fu {
public void method() throws Exception { }//错误的方式
}
- 特别注意的问题
举例：父类中会存在下列这种情况，接口也有这种情况
问题：接口中没有声明异常，而实现的子类覆盖方法时发生了异常，怎么办？
答：无法进行throws声明，只能catch的捕获。万一问题处理不了呢？catch中继续throw抛出，但是只能将异常转换成RuntimeException子类抛出。 ```java interface Inter { public abstract void method(); }
class Zi implements Inter { public void method(){ //无法声明 throws Exception int[] arr = null; if (arr == null) { //只能捕获处理 try{ throw new Exception(“哥们，你定义的数组arr是空的!”); } catch(Exception e){ System.out.println(“父方法中没有异常抛出，子类中不能抛出Exception异常”); //我们把异常对象e，采用RuntimeException异常方式抛出 throw new RuntimeException(e); } } } }
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## 2.10、异常注意事项
- 多个异常使用捕获又该如何处理呢？
1. 多个异常分别处理。
1. 多个异常一次捕获，多次处理。
1. 多个异常一次捕获一次处理。
一般我们是使用一次捕获多次处理方式，格式如下：
```java
try{
编写可能会出现异常的代码
}catch(异常类型A e){ 当try中出现A类型异常,就用该catch来捕获.
处理异常的代码
//记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
}catch(异常类型B e){ 当try中出现B类型异常,就用该catch来捕获.
处理异常的代码
//记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
}
注意:这种异常处理方式，要求多个catch中的异常不能相同，并且若catch中的多个异常之间有子父类异常的关系，那么子类异常要求在上面的catch处理，父类异常在下面的catch处理。
- 运行时异常被抛出可以不处理。即不捕获也不声明抛出。
- 如果finally有return语句,永远返回finally中的结果,避免该情况.
- 如果父类抛出了多个异常,子类重写父类方法时,抛出和父类相同的异常或者是父类异常的子类或者不抛出异常。
- 父类方法没有抛出异常，子类重写父类该方法时也不可抛出异常。此时子类产生该异常，只能捕获处理，不能声明抛出
三、自定义异常
3.1、概述
3.1.1、为什么需要自定义异常
我们说了Java中不同的异常类,分别表示着某一种具体的异常情况,那么在开发中总是有些异常情况是SUN没有定义好的,此时我们根据自己业务的异常情况来定义异常类。例如年龄负数问题,考试成绩负数问题等等。
在上述代码中，发现这些异常都是JDK内部定义好的，但是实际开发中也会出现很多异常,这些异常很可能在JDK中没有定义过,例如年龄负数问题,考试成绩负数问题.那么能不能自己定义异常呢？
3.1.2、什么是自定义异常类
在开发中根据自己业务的异常情况来定义异常类.
自定义一个业务逻辑异常: **RegisterException**。一个注册异常类。
异常类如何定义:
- 自定义一个编译期异常: 自定义类 并继承于
java.lang.Exception。 - 自定义一个运行时期的异常类:自定义类 并继承于
java.lang.RuntimeException。
3.2、格式
class 异常名 extends Exception{ //或继承RuntimeException
public 异常名(){
}
public 异常名(String s){
super(s);
}
}
3.3、自定义异常继承Exception演示
class MyException extends Exception{
/*
为什么要定义构造函数，因为看到Java中的异常描述类中有提供对异常对象的初始化方法。
*/
public MyException(){
super();
}
public MyException(String message) {
super(message);// 如果自定义异常需要异常信息，可以通过调用父类的带有字符串参数的构造函数即可。
}
}
3.4、自定义异常继承RuntimeException演示
class MyException extends RuntimeException{
/*
为什么要定义构造函数，因为看到Java中的异常描述类中有提供对异常对象的初始化方法。
*/
MyException(){
super();
}
MyException(String message) {
super(message);// 如果自定义异常需要异常信息，可以通过调用父类的带有字符串参数的构造函数即可。
}
}
3.5、自定义异常的练习1
3.5.1、需求
定义Person类，包含name与age两个成员变量。
在Person类的有参数构造方法中，进行年龄范围的判断，若年龄为负数或大于200岁，则抛出NoAgeException异常，异常提示信息“年龄数值非法”。
要求：在测试类中，调用有参数构造方法，完成Person对象创建，并进行异常的处理。
3.5.2、代码实现
自定义异常类
class NoAgeException extends Exception{ NoAgeException() { super(); } NoAgeException(String message) { super(message); } }
- Person类
class Person{ private String name; private int age; Person(String name,int age) throws NoAgeException { //加入逻辑判断。 if(age<0 || age>200) { throw new NoAgeException(age+",年龄数值非法"); } this.name = name; this.age = age; } //定义Person对象对应的字符串表现形式。覆盖Object中的toString方法。 public String toString() { return "Person[name="+name+",age="+age+"]"; } }
- 测试类
class ExceptionDemo{ public static void main(String[] args) { try { Person p = new Person("xiaoming",20); System.out.println(p); } catch (NoAgeException ex){ System.out.println("年龄异常啦"); } System.out.println("over"); } }
3.5.3、总结
总结一下，构造函数到底抛出这个NoAgeException是继承Exception呢？还是继承RuntimeException呢？
- 继承Exception，必须要throws声明，一声明就告知调用者进行捕获，一旦问题处理了调用者的程序会继续执行。
- 继承RuntimeExcpetion,不需要throws声明的，这时调用是不需要编写捕获代码的，因为调用根本就不知道有问题。一旦发生NoAgeException，调用者程序会停掉，并有jvm将信息显示到屏幕，让调用者看到问题，修正代码。
3.6、自定义异常的练习2
3.6.1、需求
要求：我们模拟注册操作，如果用户名已存在，则抛出异常并提示：亲，该用户名已经被注册。
3.6.2、代码实现
登陆异常类RegisterException
// 业务逻辑异常 public class RegisterException extends Exception { /** * 空参构造 */ public RegisterException() { } /** * * @param message 表示异常提示 */ public RegisterException(String message) { super(message); } }
模拟登陆操作，使用数组模拟数据库中存储的数据，并提供当前注册账号是否存在方法用于判断。
public class Demo { // 模拟数据库中已存在账号 private static String[] names = {"bill","hill","jill"}; public static void main(String[] args) { //调用方法 try{ // 可能出现异常的代码 checkUsername("nill"); System.out.println("注册成功");//如果没有异常就是注册成功 }catch(RegisterException e){ //处理异常 e.printStackTrace(); } } //判断当前注册账号是否存在 //因为是编译期异常，又想调用者去处理 所以声明该异常 public static boolean checkUsername(String uname) throws RegisterException{ for (String name : names) { if(name.equals(uname)){//如果名字在这里面 就抛出登陆异常 throw new RegisterException("亲"+name+"已经被注册了！"); } } return true; } }
四、总结
若有收获，就点个赞吧
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