【JaveSE】:认识异常

迈不过友情╰ 2024-02-05 11:48 5阅读 0赞

#### 异常 ####

*  一.异常的概念
 *  二.异常的体系结构
 *   *  1.基础结构
     *  2.异常分类
 *  三.异常的处理
 *   *  1.防御式编程
     *  2.异常的抛出
     *  3.异常捕获
     *  4.try-catch捕获并处理
     *  5.finally
 *  四.异常处理流程
 *  五.自定义异常

## 一.异常的概念 ##

> 在Java中，将程序执行过程中发生的不正常行为称为异常。

*算术异常*

![在这里插入图片描述][360e0f487dba496aa094ae65c5323e99.png]

![在这里插入图片描述][a36eec38750540dea2f3e16cd4c2a22c.png]

*数组越界异常*

![在这里插入图片描述][db7daa036b4e4ad6b7106a5afad4de57.png]

![在这里插入图片描述][6c254195cc3a450eac0fd33fddd684b7.png]

*空指针异常*

![在这里插入图片描述][c207480ff727451b83c972d184d95ecd.png]

![在这里插入图片描述][08cce3cc03ef409b9cb6945e5882bcdb.png]

从上述过程中可以看到，**java中不同类型的异常，都有与其对应的类来进行描述**。

## 二.异常的体系结构 ##

### 1.基础结构 ###

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][22c4e2d866304447810b103989d08668.png]

从上图中可以看到：

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。  
    ![在这里插入图片描述][11075718c0b44663800ce2973e13c020.png]
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。  
    ![在这里插入图片描述][4f992cbf471e42dc805b45381d270f4a.png]
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。

![在这里插入图片描述][a500ed5cba4e4b1d91162edebfd8d1a8.png]

### 2.异常分类 ###

*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)。

![在这里插入图片描述][eebc5f601c2d42148ec352e17ba69c6e.png]

*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。

## 三.异常的处理 ##

### 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**

> 一个简单的例子，玩游戏，首先登陆游戏（判断是否登陆成功）；然后开始匹配（判断是否匹配成功）；之后选择英雄（判断是否选择成功）…

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。

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。

> 简而言之就是等到异常发生时再去处理。

**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.异常的抛出 ###

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。

*例如抛出一个空指针异常*

![在这里插入图片描述][7b658cd5a60540c9a6b2656e41a044a5.png]

![在这里插入图片描述][df927e04d8454a5a9099ee656931f234.png]

**【注意事项】**

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

### 3.异常捕获 ###

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。

*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**。

![在这里插入图片描述][3f92fe2b336c4296b60ef15ca5e0272b.png]

**【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。
4.  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。

### 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。

![在这里插入图片描述][86329c942e6c449baff377333d08237a.png]  
![在这里插入图片描述][d867f462e8214fd5be35e407d125f3ee.png]

> 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.  可以通过一个catch(Exception)捕获所有的异常，即多个异常，一次捕获(不推荐)。

### 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。

![在这里插入图片描述][b28f0caaecef437c83ed42fa1162caca.png]

![在这里插入图片描述][cd713d16834e4726b7b3f7e5dfbeb96a.png]  
![在这里插入图片描述][74db0814dc604368a0daa6993fce6fbd.png]

**问题：既然 finally 和 try-catch-finally 后的代码都会执行，那为什么还要有finally呢？**

实际上一般用finally来进行一些资源的释放和清理工作。

## 四.异常处理流程 ##

![在这里插入图片描述][3323a6348cd243b9bd7dd58c3e76d74c.png]

如果本方法中没有合适的处理异常的方式, 就会沿着调用栈向上传递。

*例如下面是main方法调用了test1,如果main方法没有处理异常，就会继续向上传，传给JVM处理。*

![在这里插入图片描述][8d3f67461ac44b8f9d6565126313cf8d.png]

![在这里插入图片描述][257104e784024ce7ba196b29b97cbfa9.png]

## 五.自定义异常 ##

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, 我们实现一个用户登陆功能*

![在这里插入图片描述][4983e95c3e7746f3b47abda9ba82b7ee.png]

注意事项  
1.自定义异常通常会继承自 Exception 或者 RuntimeException  
2.继承自 Exception 的异常默认是受查异常  
3.继承自 RuntimeException 的异常默认是非受查异常

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