【JAVA】什么是异常 古城微笑少年丶 2024-04-23 20:28 15阅读 0赞 > ⭐ 作者：小胡\_不糊涂 > ? 作者主页：[小胡\_不糊涂的个人主页][Link 1] > ? 收录专栏：[浅谈Java][Java] > ? 持续更文，关注博主少走弯路，谢谢大家支持 ? #### 异常 #### * 1. 什么是异常 * * 1.1 概念 * 1.2 异常的体系结构 * 1.3 异常的分类 * 2. 异常处理 * * 2.1 防御式编程 * 2.2 异常的抛出 * 2.3 异常的捕获 * * 2.3.1 异常声明throws * 2.3.2 try-catch捕获并处理 * 2.3.3 finally * 2.4 异常的处理流程 * 3. 自定义异常类 ![在这里插入图片描述][3a094bdc687241ea81a8cf4a5a8657f5.gif_pic_center] ## 1. 什么是异常 ## ### 1.1 概念 ### > **在Java中，将程序执行过程中发生的不正常行为称为异常。** 比如写代码时经常会遇到的： 1. **算术异常** System.out.println(10 / 0); //分母不能为0 1. **数组越界异常** int[] arr = { 1, 2, 3}; System.out.println(arr[100]); //arr数组大小为3,打印arr[100]明显超过数组大小 1. **空指针异常** int[] arr = null; System.out.println(arr.length); //空指针没有大小 `?java中不同类型的异常，都有与其对应的类来进行描述。` ### 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： ![在这里插入图片描述][e6c3005a2e5e45a8828bd69f86de5bb9.png] ![在这里插入图片描述][b5159952eca34f609964e8d1dd855dd7.png] 从上图中可以看到： * Throwable：是异常体系的顶层类，其派生出两个重要的子类, Error 和 Exception。 * 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，就无法挽回。 * 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 ### 1. **编译时异常** 在程序编译期间发生的异常，称为编译时异常，也称为受检查异常(Checked Exception) public class Person { private String name; private String gender; int age; // 想要让该类支持深拷贝，覆写Object类的clone方法即可 @Override public Person clone() { return (Person)super.clone(); } } //报错：未报告的异常错误java.lang.CloneNotSupportedException; 必须对其进行捕获或声明以便抛出 1. **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： 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，其主要的方式有： 1. **LBYL: Look Before You Leap。在操作之前就做充分的检查。即：事前防御型** 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; } ret = 载入游戏画面(); if (!ret) { 处理载入游戏错误; return; } ...... 上述的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。这时就有： 1. **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; } ...... 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。 在Java中，异常处理主要的5个关键字：throw、try、catch、final、throws。 `?异常处理的核心思想就是 EAFP。` ### 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。 语法如下： throw new XXXException("异常产生的原因"); **实例：实现一个获取数组中任意位置元素的方法。** public class Main { public static int getElement(int[] array, int index){ if(null == array){ throw new NullPointerException("传递的数组为null"); } if(index < 0 || index >= array.length){ throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("传递的数组下标越界"); } return array[index]; } public static void main(String[] args) { int[] array = { 1,2,3}; getElement(array, 3); } } 注： * throw必须写在方法体内部 * 抛出的对象必须是Exception 或者 Exception 的子类对象 * 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 * 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 * 异常一旦抛出，其后的代码就不会执行 ### 2.3 异常的捕获 ### > 异常的捕获，也就是异常的具体处理方式，主要有两种：异常声明throws 以及 try-catch捕获处理。 #### 2.3.1 异常声明throws #### 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...{ } **实例：加载指定的配置文件config.ini** public class Config { File file; /* FileNotFoundException : 编译时异常，表明文件不存在 此处不处理，也没有能力处理，应该将错误信息报告给调用者，让调用者检查文件名字是否给错误了 */ public void OpenConfig(String filename) throws FileNotFoundException{ if(filename.equals("config.ini")){ throw new FileNotFoundException("配置文件名字不对"); } // 打开文件 } public void readConfig(){ } } 注： * 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 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。 public static void main(String[] args) throws IOException { Config config = new Config(); config.openConfig("config.ini"); } 将光标放在抛出异常方法上，alt + Insert 可以快速处理异常： ![在这里插入图片描述][5c70874feabe4f18833d5a479cfa7bb1.png] #### 2.3.2 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。 语法格式： try{ // 将可能出现异常的代码放在这里 }catch(要捕获的异常类型 e){ // 如果try中的代码抛出异常了，此处catch捕获时异常类型与try中抛出的异常类型一致时，或者是try中抛出异常的基类时，就会被捕获到 // 对异常就可以正常处理，处理完成后，跳出try-catch结构，继续执行后序代码 }[catch(异常类型 e){ // 对异常进行处理 }finally{ // 此处代码一定会被执行到 }] // 后序代码 // 当异常被捕获到时，异常就被处理了，这里的后序代码一定会执行 // 如果捕获了，由于捕获时类型不对，那就没有捕获到，这里的代码就不会被执行 // 注意：[]中表示可选项，可以添加，也可以不用添加 //try中的代码可能会抛出异常，也可能不会 **实例：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。** public class Config { File file; public void openConfig(String filename) throws FileNotFoundException{ if(!filename.equals("config.ini")){ throw new FileNotFoundException("配置文件名字不对"); } // 打开文件 } public void readConfig(){ } public static void main(String[] args) { Config config = new Config(); try { config.openConfig("config.txt"); System.out.println("文件打开成功"); } catch (IOException e) { // 异常的处理方式 //System.out.println(e.getMessage()); // 只打印异常信息 //System.out.println(e); // 打印异常类型：异常信息 e.printStackTrace(); // 打印信息最全面 } // 一旦异常被捕获处理了，此处的代码会执行 System.out.println("异常如果被处理了，这里的代码也可以执行"); } } 注： * try块内抛出异常位置之后的代码将不会被执行 * 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 * 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 * 可以通过一个catch捕获所有的异常，即多个异常，一次捕获 #### 2.3.3 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。 语法格式： try{ // 可能会发生异常的代码 }catch(异常类型 e){ // 对捕获到的异常进行处理 }finally{ // 此处的语句无论是否发生异常，都会被执行到 } **实例：** public static void main(String[] args) { try{ int[] arr = { 1,2,3}; arr[100] = 10; arr[0] = 10; }catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){ System.out.println(e); }finally { System.out.println("finally中的代码一定会执行"); } System.out.println("如果没有抛出异常，或者异常被处理了，try-catch后的代码也会执行"); } `?finally中的代码一定会执行的，一般在finally中进行一些资源清理的扫尾工作。` ### 2.4 异常的处理流程 ### 1. 程序先执行 try 中的代码。 2. 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。 3. 如果找到匹配的异常类型，就会执行 catch 中的代码。 4. 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。 5. 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)。 6. 如果上层调用者也没有处理的了异常，就继续向上传递。 7. 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。 ## 3. 自定义异常类 ## Java 中虽然已经内置了丰富的异常类，但是并不能完全表示实际开发中所遇到的一些异常，此时就需要维护符合我们实际情况的异常结构。 例如，实现一个用户登陆功能： public class LogIn { private String userName = "admin"; private String password = "123456"; public static void loginInfo(String userName, String password) { if (!userName.equals(userName)) { } if (!password.equals(password)) { } System.out.println("登陆成功"); } public static void main(String[] args) { loginInfo("admin", "123456"); } } 此时我们在处理用户名密码错误的时候可能就需要抛出两种异常。 我们可以基于已有的异常类进行扩展(继承)，创建和我们业务相关的异常类。 具体方式： 1. 自定义异常类，然后继承自Exception 或者 RunTimeException。 2. 实现一个带有String类型参数的构造方法，参数含义：出现异常的原因； **此时 login 代码可以改成:** public class LogIn { private String userName = "admin"; private String password = "123456"; public static void loginInfo(String userName, String password) throws UserNameException,PasswordException{ if (!userName.equals(userName)) { throw new UserNameException("用户名错误！"); } if (!password.equals(password)) { throw new PasswordException("用户名错误！"); } System.out.println("登陆成功"); } public static void main(String[] args) { try { loginInfo("admin", "123456"); } catch (UserNameException e) { e.printStackTrace(); } catch (PasswordException e) { e.printStackTrace(); } } } 注： * 自定义异常通常会继承自 Exception 或者 RuntimeException * 继承自 Exception 的异常默认是受查异常 * 继承自 RuntimeException 的异常默认是非受查异常 -------------------- ![在这里插入图片描述][ed2f5075363a466bb76e287f09614418.png] [Link 1]: https://blog.csdn.net/iLoyo_ [Java]: http://t.csdn.cn/P9HTz [3a094bdc687241ea81a8cf4a5a8657f5.gif_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/040abd7e581b4c438b6bf92be8c146f9.gif [e6c3005a2e5e45a8828bd69f86de5bb9.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/10faf594c841463f99e5afd5119f7a00.png [b5159952eca34f609964e8d1dd855dd7.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/d1554b13f22840bd8cc8d2e7c06e439f.png [5c70874feabe4f18833d5a479cfa7bb1.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/8b2c5a96b09d4e6da3164227c7116c25.png [ed2f5075363a466bb76e287f09614418.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/fe454d4674054c46b72553519e06ab02.png
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