详解java异常

目录

一、异常的概念

二、常见异常

java异常体系结构:

三、异常分类

1、编译时异常(CompilationException):

2、运行时异常(RuntimeException):

四、异常的处理方法

1、事前防御型

2、事后认错型

五、编写异常throw(重点)

六、异常的捕获(重点)

1、 异常声明throws

2、try-catch捕获并处理(重点)

3、finally


一、异常的概念

在程序中也是一样,程序猿是一帮办事严谨、追求完美的高科技人才。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。一位好的程序猿也要学习如何处理异常,完善我们的代码和程序。

二、常见异常

  1.         java.lang.RuntimeException: 运行时异常
  2.         ClassCastException: 类类型转换异常,当试图将对象强制转换为不是实例的子类时,抛出该异常;
  3.         ArrayIndexOutOfBoundsException: 数组下标越界异常,当你使用不合法的索引访问数组时会抛出该异常;
  4.         NullPointerException: 空指针异常,通过null进行方法和属性调用会抛出该异常;
  5.         ArithmeticException: 算术运算异常,除数为0,抛出该异常;
  6.          NumberFormatException: 数字转换异常,当试图将一个String转换为指定的数字类型,而该字符串确不满足数字类型要求的格式时,抛出该异常;
  7.          InputMismatchException: 输入不匹配异常,输入的值数据类型与设置的值数据类型不能匹配。
  8.         ...

java异常体系结构:

详解java异常_第1张图片

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 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 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 (主要研究)

三、异常分类

1、编译时异常(CompilationException):

通俗点儿讲:就是我们在编写代码时的异常(比如代码下面出现红色的波浪线)

IOException                            输入输出流异常 
FileNotFoundException          文件找不到的异常 
ClassNotFoundException       类找不到异常 
DataFormatException             数据格式化异常 
NoSuchFieldException           没有匹配的属性异常 
NoSuchMethodException       没有匹配的方法异常 
SQLException                         数据库操作异常 
TimeoutException                   执行超时异常

IOException:广泛的说,什么时候会有IOException ,比如你文件都不到的时候 ,你在做数据库操作的时候数据库底层出现问题 ,或者你系统IO出问题了 ,系统拿不到文件句柄 ,你说的读着读着突然被删了,你可以试试,书不定真可以 ,你可以看有多少IOExeption个子类,差不多就有多少种类型。

FileNotFoundException:注意,这里的找不到是在你的编译结果文件夹里面找不到,而不是在你的工程里面找不到,很多同学说自己工程里面有这个文件,为什么还要报这个异常?这个时候,你最好跑到你的编译文件放的文件夹下面,比如tomcat的webapps文件夹下面,找找你的工程对应的文件夹,看看那个里面有没有你的文件

ClassNotFoundException:属于编译时异常,是在classloader加载类的时候发现类不存在在类路径的时候报出的。

SQLException:比如SQL语句写错,访问的表不存在,连接数据库失败等。

2、运行时异常(RuntimeException):

通俗点儿讲:就是我们在执行代码时的异常(运行框会报出以下名字的异常)

ArrayIndexOutofBoundsException     数组越界异常 
ClassCastException                           类型转换异常 
NullPointerException                          空指针异常   
IllegalAccessException                      非法的参数异常 
InputMismatchException                    输入不匹配异常

四、异常的处理方法

1、事前防御型

通俗点儿讲:在操作之前就做充分的检查,例如:

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;
}
优点:可以时时了解代码中的异常方便且快速找到异常位置并处理。
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,过程繁琐。
(不加return的话,一旦出现一个异常,后面异常会一起抛出,分辨不清)

2、事后认错型

通俗点儿讲:就是先操作, 遇到问题再处理,例如:

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;
}

上述代码意思是:try{}中编写的是可能出现的异常的代码,catch()中写异常的名字例如(NullPointerException、ArithmeticException等),catch(){}中写异常的处理。(不明白的话可以往下面看,有详细介绍try()和catch()

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
缺点:部分异常执行后需要及时处理,这个方式需要等待try{}中所有代码执行完成
特别注意:如果catch()中异常之间有父子关系,那么一定是子类异常在前catch,父类异常在后catch,否则报错。

五、编写异常throw(重点)

有些情况下我们想自定义一个异常,或者我们忘记了java中的异常名字也需要自定义异常,或者在 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:(使用很频繁)
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 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);
}

结果:
传递的数组下标越界
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,JVM处理完程序终止,这就是我们平常遇到异常时所看到的机制,也是java默认的。
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(特别注意)

六、异常的捕获(重点)

要想处理异常必须要先捕获到异常

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。

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。

(扩展:如果方法的调用者还是没有处理异常,那么会交给方法调用者的调用者,就是一直在交给父类方法去处理,当没有任何方法处理异常时,会交给JVM处理,处理完程序终止)

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:

    public static void fun() throws NullPointerException{
        int [] array =null;
        System.out.println(array.length);
    }
    public static void main(String [] args){
        fun();
    }



结果:
NullpointerExcetion
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。

2、try-catch捕获并处理(重点)

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:
1. []中表示可选项,可以添加,也可以不用添加
2. try中的代码可能会抛出异常,也可能不会

实例

public static void fun() throws NullPointerException{
        int [] array =null;
        System.out.println(array.length);
    }
public static void main(String [] args){
        try {
            fun();
             System.out.println("这句代码不执行");
        }catch (NullPointerException e){
            //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
            System.out.println("异常处理");
        }
        System.out.println("程序结束");
    }

结果:
异常处理
程序结束
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、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。
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");
}
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?
需求:实现 getData 方法,内部输入一个整形数字,然后将该数字返回,并再 main 方法中打印
public class TestFinally {
    public static int getData(){
        Scanner sc = null;
        try{
        sc = new Scanner(System.in);
        int data = sc.nextInt();
        return data;
        }catch (InputMismatchException e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            System.out.println("finally中代码");
        }
        System.out.println("try-catch-finally之后代码");
        if(null != sc){
        sc.close();
        }
        return 0;
        }
    public static void main(String[] args) {
        int data = getData();
        System.out.println(data);
    }
}
// 正常输入时程序运行结果:
100
finally中代码
100
上述程序,如果正常输入,成功接收输入后程序就返回了,try-catch-finally之后的代码根本就没有执行,即输入流 就没有被释放即没有执行sc.close(),造成资源泄漏。
注意: 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
// 下面程序输出什么?
public static void main(String[] args) {
    System.out.println(func());
}
public static int func() {
    try {
        return 10;
    } finally {
        return 20;
    }
}
A: 10 B: 20 C: 30 D: 编译失败
finally 执行的时机是在方法返回之前(try 或者 catch 中如果有 return 会在这个 return 之前执行 finally). 但是如果 finally 中也存在 return 语句, 那么就会执行 finally 中的 return, 从而不会执行到 try 中原有的 return.上述代码输出20。

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