【JavaSE】基础笔记 - 异常（Exception）

叁歲伎倆 2024-02-17 09:09 65阅读 0赞

**目录**

1、异常的概念和体系结构

1.1、异常的概念

1.2、 异常的体系结构

1.3 异常的分类

2、异常的处理

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

3、自定义异常类

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## 1、异常的概念和体系结构 ##

### 1.1、异常的概念 ###

> 在日常开发中，绞尽脑汁将代码写的尽善尽美，在程序运行过程中，难免会出现一些奇奇怪怪的问题。有时通过代码很难去控制，比如：数据格式不对、网络不通畅、内存报警等。
> 
> 当出现这些问题时，**JVM虚拟机会自动捕获这些问题并抛出错误信息。在Java中，将程序执行过程中发生的不正常行为称为异常。**

**例如：**

**（1）算术异常**

System.out.println(10 / 0);

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**（2）数组越界异常**

int[] arr = {1, 2, 3};
    System.out.println(arr[100]);

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**（3）空指针异常**

int[] arr = null;
    System.out.println(arr.length);

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> 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。**

### 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：

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> 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**
> 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。
> 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。

### 1.3 异常的分类 ###

异常可能在编译时发生，也可能在程序运行时发生，根据发生的时机不同，可以将异常分为：

> **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)
> 
> **2. 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。

## 2、异常的处理 ##

### 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。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**

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;
            }

**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。

2. **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

### 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。具体语法如下：

throw new XXXException("异常产生的原因");

**【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（除非使用try-catch捕捉可能异常代码）**

### 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 ####

> 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。**

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...{
    
    }

**【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。**

#### 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：**

public static void main(String[] args) {
            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
            } 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
        }

**finally是什么？**

> finally中代码是一定会被执行的。
> 
> 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。

> **注意：**不是说放在try中的代码就一定会抛出异常，只是在try内写的代码在抛出异常时会被捕捉到。需要理解一个误区。

> **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。
> 
> 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。

**【异常处理的流程总结】**

>  *  程序先执行 try 中的代码。
>  *  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。
>  *  如果找到匹配的异常类型, 就会执行 catch 中的代码。
>  *  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。
>  *  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)。
>  *  如果上层调用者也没有处理的了异常, 就继续向上传递。
>  *  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 ##

> 自定义异常类必须继承自Exception或者RunTimeException，并且实现一个带有String类型参数的构造方法，参数含义：出现异常的原因

例如, 我们实现一个**用户登陆功能**。

//用于判断用户名的异常类
    public class UserNameException extends RuntimeException{
        public UserNameException() {
            super();
        }
    
        public UserNameException(String s) {
            super(s);
        }
    }

//用于判断密码的异常类
    public class UserPasswordException extends RuntimeException {
        public UserPasswordException() {
            super();
        }
    
        public UserPasswordException(String s) {
            super(s);
        }
    }

> 用户进行登录，用户名或者密码错误时需要提示用户名或密码错误，但是如果直接使用println打印，那么只能知道错了，但是无法得知是错在哪一行，而使用自定义异常类就能解决这个问题，**方便程序员在大型工程中快速找到报错地方**。

class Login {
        public String userName = "admin";
        public String passWord = "123456";
    
        public void login(String userName, String passWord) {
            if(!this.userName.equals(userName)) {
                //System.out.println("用户名错误！");
                //使用自定义异常类来提示用户名错误
                throw new UserNameException("用户名错误！");
            }
    
            if(!this.passWord.equals(passWord)) {
                //System.out.println("密码错误！");
                //使用自定义异常类来提示密码错误
                throw new UserPasswordException("密码错误！");
            }
        }
    }
    
    public class Main {
    
        public static void main(String[] args) {
            try {
                Login l = new Login();
                l.login("admin", "123");
            } catch (UserNameException | UserPasswordException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
        }
    }

**【运行结果】**

![a64c298f1bac4a07b58e394f35963510.png][]

**【注意事项】**

>  *  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。**

![c48b8d1c6cdb484cba20b334e5d33646.gif][]

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