Java异常处理，处理程序异常，自定义异常等方法概述及使用

2023-05-22 20:27 2阅读 0赞

## **异常的概念** ##

异常：  
指的是程序执行过程中，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一个异常对象。java处理异常的方式是中断  
**注意：异常并不是语法错误**，

## **异常体系** ##

异常机制其实就是帮助我们找到程序中的问题，异常的根类：**java.lang.Throwable**

它有两个子类  
**子类1：**  
java.lang.Error  
Error不能处理的，只能避免  
**子类2：**  
java.lang.Exception  
Exception使用不当导致，可以避免的

## **异常的分类** ##

java.lang.Throwable类是 Java语言中是所有错误或异常的超类  
**Exception**：编译期异常，进行编译（写代码）java程序出现问题

**RuntimeException**：运行期异常，java程序运行过程中出现的异常  
相当于程序得了一个小毛病（感冒，发烧），把异常处理掉（打点滴，吃点药），程序可以继续执行

**Error： 错误**  
错误：相当于程序得了一个无法治愈的毛病。我们就必须修改源代码，程序才能继续运行

## 异常处理的过程解析 ##

**1.当JVM检测出程序中出现异常后，首先会执行两件事情**

1.JVM 会根据异常产生的原因创建一个异常对象，这个异常包含了异常产生的（内容，原因，位置）

2.如果异常是在方法体中，方法体没有try…catch ,那么JVM就会把异常对象抛出给方法的调用者main方法来处理这个异常

**2.当main方法接收到这个异常对象，main方法也没有异常处理逻辑，所有继续把对象抛出给main方法的调用者JVM处理**

**3.JVM接收到这个异常对象，做了两件事情**

1.把异常对象（内容，原因，位置）以红色的字体打印在控制台  
2.JVM会终止当前正在执行的java程序 -》 中断处理

## 异常的处理 ##

**java异常处理的五个关键字：try catch finally throw throws**

**抛出异常：throw**  
**作用：**  
可以使用throw关键字，在指定的方法中抛出指定的异常

**使用格式:**  
throw new XXXException(“异常产生的原因”);

**注意事项：**  
1.throw关键字必须写在方法的内部  
2.throw关键字后边new的对象必须是Exception 或者是Exception的子类对象  
3.throw关键字抛出指定的异常对象，我们就必须处理这个异常对象

**两种处理方式：**

1.throw关键字后边创建的是RuntimeException或者是RuntimeException的子类我们可以不处理，默认交给JVM来处理（打印异常对象，中断程序）

2.throw关键字后边创建的是编译异常（写代码的时候报错），我们就必须处理这个异常，要么thows 要么try…catch

**以后在工作中，我们首先必须对方法传递过来的参数进行合法性校验  
如果参数不合法，我们就必须使用抛出异常的方式，告知方法的调用者，传入的参数有问题**

我们可以对传递过来的参数 数组，进行合法性校验  
如果数组arr的值是null  
那么我们就抛出空指针异常，告知方法的调用者“传递的数组的值是空”  
注意：NullPointerException是一个运行期异常。我们不用处理，默认交给JVM处理

if (arr == null) { 
    	throw new NullPointerException("传递的数组的值是空");
    }

我们对传递过来的参数 索引 进行合法性校验  
如果index的范围大于数组的长度  
我们就抛出数组索引越界异常，告知方法的调用者“传入的索引超出了数组的使用范围”  
ArrayIndexOutOfBoundsException是运行期异常，我们无需处理。默认交给JVM处理

if (index<0 || index>=arr.length) { 
    	throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("传入的索引超出了数组的使用范围");
    }

public static int method(int[] arr,int index) { 
    		/* * 我们可以对传递过来的参数 数组，进行合法性校验 * 如果数组arr的值是null * 那么我们就抛出空指针异常，告知方法的调用者“传递的数组的值是空” * 注意：NullPointerException是一个运行期异常。我们不用处理，默认交给JVM处理 * */
    		if (arr == null) { 
    			throw new NullPointerException("传递的数组的值是空");
    		}
    		/* * 我们对传递过来的参数 索引 进行合法性校验 * 如果index的范围大于数组的长度 * 我们就抛出数组索引越界异常，告知方法的调用者“传入的索引超出了数组的使用范围” * ArrayIndexOutOfBoundsException是运行期异常，我们无需处理。默认交给JVM处理 * */	
    		if (index<0 || index>=arr.length) { 
    			throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("传入的索引超出了数组的使用范围");
    		}
    		return arr[index];
    	}

PS补充一个Objects非空判断的方法

**Objects类中有一些静态的实用方法组成。**  
这些方法有空指针安全的方法（null - save）  
有空指针不安全的方法（null - tolerant）容忍空指针的

**public static T requireNonNUll)(T obj) 查看指定对象是否为null**

查看指定对象是否为null  
源码：

public static<T> T requireNonNUll)(T obj){ 
     	if（obj == bull）{ 
     		throw new NullPointerException（）;
     		}
     	return obj;
     }

public class Demo04Objects { 
    	public static void main(String[] args) { 
    		menthod(null);
    	}
    	public static void menthod(Object obj) { 
    		/*if(obj==null) { throw new NullPointerException("空指针异常"); }*/
    		
    		//等效方法：
    		Objects.requireNonNull(obj);//java.lang.NullPointerException
    		//重构方法
    		Objects.requireNonNull(obj,"传入的对象为null");// java.lang.NullPointerException: 传入的对象为null
    	}
    }

**异常处理的第一种方法：声明异常 : throws**

异常处理的第一种方式，交给别人处理  
**作用：**  
当方法内部抛出异常对象的时候，那么我们就必须处理这个异常对象  
可以使用throws 关键字处理异常对象，会把异常对象声明抛出给方法的调用者处理（自己不处理，给别人处理），最终交给JVM处理–》中断处理

**使用格式：在方法声明时使用**

修饰符 返回值类型  方法名（参数列表） throws AAAException,BBBException,CCCException{ 
     		throw new  AAAException（“产生原因”）;
     		throw new  BBBException（“产生原因”）;
     		throw new  CCCException（“产生原因”）;
     		....
     	}

**注意：**

1.throws关键字必须写在方法声明出

2.throws关键字后边声明的异常必须是Exception 和Exception的子类

3.方法名内部如果抛出了多个异常，那么throws后边必须也声明多个异常  
如果抛出的多个异常对象有 子父类关系，那么直接声明父类异常即可

4.调用了一个声明抛出异常的方法，我们就必须的处理声明的异常  
要么继续使用throws声明抛出 交给方法的调用者处理，最终交给Jvm处理  
要么try…catch 自己处理异常

public class Demo05Throws{ 
    	public static void main(String[] args) throws Exception{ 
    		//FileNotFoundException extends IOException extends Exception
    		//所以可以直接只写一个父类
    		readFile("c:\\a.te");
    	}
    	/* * 定义一个方法：对传递的文件路径进行合法性判断 * 如果路径不是“c:\\a.txt”,那么我们就抛出文件找不到异常对象，告知方法的调用者 * 注意：FileNotFoundException 是编译异常，抛出了编译异常，就必须处理这个异常 * 可以使用使用throws声明继续抛出FileNotFoundException这个异常 交给方法的调用者处理 * */	
    	public static void  readFile(String fileName) throws FileNotFoundException,IOException{ 
    		if (!fileName.equals("c:\\a.txt")) { 
    			throw new  FileNotFoundException("传递的文件路径不是：c:\\a.txt");
    		}
    		//如果传递的路径，不是.txt结尾 ，那么我们就抛出IO异常对象 
    		if (!fileName.endsWith(".txt")) { 
    			throw new IOException("文件后缀有误");//Exception in thread "main" java.io.IOException: 文件后缀有误
    		}
    		System.out.println("路径正常，读取文件！");
    	}
    }

**异常处理的第二种方法：捕获异常 try…catch**

try…catch 异常处理的第二种方式，自己处理异常

**格式：**

try{ 
    		可能要产生异常的代码		
    }catch (定义一个异常的变量，用来接收try 中抛出的异常对象){ 
    
    异常的处理逻辑，产生异常对象之后，怎么处理异常对象。
    一般在工作中，会把异常的信息记录到一个日志中
    
    }
     	...
     catch(异常类名  变量名){ 
     
     	}

**注意：**  
1.try中可能会抛出多个异常，那么就可以使用多个catch来处理这些异常对象  
2.如果try中产生了 异常，那么就会执行catch中异常处理逻辑，执行完毕catch中的处理逻辑，继续执行try…catch之后的代码  
如果try中没有产生异常，那么就不会执行catch中异常的处理逻辑，执行完try中的代码，继续执行try…catch之后的代码

public class Demo06Trycatch { 
    	public static void main(String[] args){ 
    		try { 
    			readFile("c.//a.txt"); //产生异常的代码
    		} catch (IOException e) {  //try 中抛出什么异常对象，catch就定义什么异常变量，用来接收这个异常对象
    			//异常的处理逻辑，产生异常对象之后，怎么处理异常对象。
    			System.out.println("传递的文件后缀不是.txt");
    		}
    		System.out.println("后续代码");
    	}
    	public static void  readFile(String fileName) throws IOException { 
    		//如果传递的路径，不是.txt结尾 ，那么我们就抛出IO异常对象 
    		if (!fileName.endsWith(".txt")) { 
    			throw new IOException("文件后缀有误");//Exception in thread "main" java.io.IOException: 文件后缀有误
    		}
    		System.out.println("路径正常，读取文件！");
    	}
    }

**Throwable类中3个处理异常的方式**

String getMessage() 获取异常的描简短述信息，原因（提示给用户的时候，就提示错误原因）

String toString() 获取异常的类型和异常的详细描述信息

void printStackTrace() JVM打印异常对象，默认此方法，打印的异常信息是最全的

System.out.println(e.getMessage()); //文件后缀有误
    System.out.println(e.toString());//java.io.IOException: 文件后缀有误
    e.printStackTrace(); //打印异常出现的原因，异常出现的内容，异常出现的位置

**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。finally代码块中的代码是一定会执行的

**格式：**

try{ 
      			可能要产生异常的代码
     		}catch (定义一个异常的变量，用来接收try 中抛出的异常对象){ 
     			异常的处理逻辑，产生异常对象之后，怎么处理异常对象。
      			一般在工作中，会把异常的信息记录到一个日志中
      		}
      		...
     		catch(异常类名  变量名){ 
     
     		}finally{ 
     			//无论是否出现异常，都会执行
    	}

**注意：**  
1.finally不能单独使用，必须和try一起使用  
2.finally一般用于资源释放（资源回收），无论程序是否出现异常，最后都要资源释放（IO）

public class Demo08finally { 
    	public static void main(String[] args) { 
    		try { 
    			//可能会产生异常的代码
    			readFile("c://a.tx");
    		} catch (IOException e) { 
    			//异常的处理逻辑
    			e.printStackTrace();
    		}finally { 
    			//无论是否出现异常，都会执行
    			System.out.println("资源释放");
    		}
    	}
    	public static void  readFile(String fileName) throws IOException { 
    		//如果传递的路径，不是.txt结尾 ，那么我们就抛出IO异常对象 
    		if (!fileName.endsWith(".txt")) { 
    			throw new IOException("文件后缀有误");//Exception in thread "main" java.io.IOException: 文件后缀有误
    		}
    		System.out.println("路径正常，读取文件！");
    	}
    }

## 异常注意事项 ##

**多个异常使用捕获该如何处理**  
1.多个异常分别处理

try { 
    			int[] num = { 1,2,3};
    			System.out.println(num[3]);//java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
    		} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) { 
    			System.out.println(e);
    		}
    		
    		try { 
    			List<Integer> list = List.of(1,2,3,4);
    			System.out.println(list.get(4));// java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index 4 out-of-bounds for length 4
    		} catch (IndexOutOfBoundsException e) { 
    			System.out.println(e);
    		}

2.多个异常一次捕捉，多次处理

**一般常用处理方式**  
**注意事项**：catch里面定义的异常变量，如果有子父类关系，那么子类的异常必须写在父类的上面，否则就会报错

try { 
    			int[] num = { 1,2,3};
    			System.out.println(num[3]);//java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
    			List<Integer> list = List.of(1,2,3,4);
    			System.out.println(list.get(4));// java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index 4 out-of-bounds for length 4
    		}catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) { 
    			System.out.println(e);
    		}catch(IndexOutOfBoundsException e) { 
    			System.out.println(e);
    }

3.多个异常一次捕捉一次处理

try { 
    			int[] num = { 1,2,3};
    			System.out.println(num[3]);//java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
    			List<Integer> list = List.of(1,2,3,4);
    			System.out.println(list.get(4));// java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index 4 out-of-bounds for length 4
    		} catch (Exception e) { 
    			System.out.println(e);
    		}

运行时异常被抛出可以不处理，既不捕获也不声明抛出。默认会给虚拟机处理，终止程序  
什么时候不抛出运行时异常了，再继续执行程序

**异常finally 有 return 语句 ，永远返回finally中的结果，避免该情况**

public class Demo10 { 
    	public static void main(String[] args) { 
    		int a =geta();
    		System.out.println(a); //100
    	}
    	//定义一个方法，返回变量a的值
    	public static int geta() { 
    		int a =10;
    		try { 
    			return a;
    		} catch (Exception e) { 
    			System.out.println(e);
    		}finally { 
    			//一定会执行的代码
    			a = 100;
    			return a;
    		}
    	}
    }

**子父类异常**  
如果父类抛出多个异常，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，子类重写父类方法时也能抛出异常，此时子类产生该异常们只能捕获处理，不能声明抛出  
注意：父类异常是什么样，子类异常就什么样

public class Demo11 { 
    	public void show01() throws NullPointerException,ClassCastException{ }
    	public void show02() throws IndexOutOfBoundsException{ }
    	public void show03() throws IndexOutOfBoundsException{ }
    	public void show04(){ }
    }
    class Demo11zi extends Demo11{ 
    		//子类重写父类方法时，抛出和父类相同的异常
    		@Override
    		public void show01() throws NullPointerException,ClassCastException{ }
    		//子类重写父类方法时,抛出父类异常的子类
    		@Override
    		public void show02() throws ArrayIndexOutOfBoundsException{ }
    		//子类重写父类方法时,不抛出异常
    		@Override
    		public void show03(){ }
    		//父类方法没有抛出异常，子类重写父类方法时也能抛出异常 ,此时子类产生该异常们只能捕获处理，不能声明抛出
    		@Override
    // public void show04() throws Exception{}
    		public void show04() { 
    			//,此时子类产生该异常们只能 捕获处理，不能声明抛出
    			try { 
    				throw new Exception("编译期异常");
    			} catch (Exception e) { 
    				e.printStackTrace();
    			}
    		}		
    }

## 自定义异常类 ##

Java提供的异常类不够 我们使用，需要自己定义一些异常类 （例如年龄不能为负之类的异常）

**格式：**  
public class xxxException extends Exception 或者RuntimeException\{  
添加一个空参数的构造方法  
添加一个带异常信息的构造方法  
\}

**注意：**  
1.自定义异常类，一般都是以Exception结尾，说明该类是一个异常类  
2.自定义异常类，必须继承Exception 或者 RuntimeException  
继承Exception：那么自定义的异常类就是一个编译器异常，如果方法内部抛出了编译期异常，就必须处理这个异常要么throws 要么try…catch  
继承 RuntimeException：那么自定义的异常类，就是一个运行期异常，无需处理，交给虚拟机处理（中断处理）

public class RegisterException extends Exception{ 
    	//添加一个空参数的构造方法
    	public RegisterException () { 
    		
    	}
    	//添加一个带异常信息的构造方法
    	/* * 查看源码发现，所有异常类都会有一个带异常信息的构造方法，方法内部会调用父类带异常信息的构造方法，让父类处理来处理异常信息 */
    	public RegisterException (String s) { 
    		super(s);
    	}
    }