Java异常处理

一.异常的概念

异常:就是程序运行过程中,出现了非正常的情况,异常也是错误的一种,但不是所有错误都是异常,异常会导致JVM非正常停止。

异常有的时候是因为用户错误引起,有的时候是程序错误引起的,还有的一些是其他原因导致的。

二.异常的体系

异常在java当中是以对象来处理的,异常的基类是:java.lang.Throwable

异常基类下有两个子类:java.lang.Errorjava.lang.Exception,即上面所说的错误和异常。

异常体系.png

上图列举了Throwable的主要分支和一些常见的异常。

注意:

ErrorException的区别:Error通常是灾难性的致命的错误,是程序无法控制和处理的,当出现这些异常时,Java虚拟机(JVM)一般会选择终止线程;Exception通常情况下是可以被程序处理的,并且在程序中应该尽可能的去处理这些异常。

三.异常的分类

异常的分类,根据在编译时期还是运行时期检查异常可以分为两类:

  1. 编译时期异常(检测异常):在编译时期就会检测,如果没有处理异常,则编译失败。
  2. 运行时期异常(非检测异常):在编译时期不会检测(也不会报错)。

注意:

除了RuntimeException以及其子类外,其他的所有Exception类及其子类都是检测异常,都是需要检查的,当出现这些异常时,要么使用try-catch语句捕获异常,要么用throws语句抛出异常,否则编译无法通过

RuntimeException,这类异常时不检测的,可以处理,但不一定会处理,一般不处理。

四.异常的处理

异常的处理本质上有两个:抛出异常捕获异常

简单点说:

  1. 抛出异常:就是自己不处理,向上抛出异常,由调用者去决定怎么处理。

    比如方法中对参数做检测:

    if (obj == null) {
        throw new NullPointerException();
    }
    
  2. 捕获异常:就是自己捕获异常,并处理,处理捕获异常需要使用try-catch语句(下面会讲到)

五.异常处理的语法

异常处理的语法主要是五个关键字:try catch finally throw throws

try:用于监测,将可能产生异常的代码放到try语句块之中,当异常产生时,异常就会被抛出。

catch:用于捕获异常,catch用来捕获try语句块中抛出的异常。

finally:finally语句块的代码总是会被执行,主要是做一些清理(比如关闭打开了的文件句柄等),当try或catch语句块中有return语句或者throw语句,总是先执行完finally语句块,在返回执行try或catch中的return语句或throw语句,所以如果finally中使用了return或者throw等终止方法的语句,就不会再返回了,方法会直接停止,所以不能再finally中使用return或者throw

throw:用于抛出异常

throws:用于在方法声明中,声明该方法可能抛出的异常

  • 捕获异常处理

    1. try-catch语句处理

      try {
         // 可能发生异常的代码
      } catch (Exception e) {
          // 异常处理
      } catch (Exception e) {
             // 异常处理
      }
      ...
      

      比如:

      public class TryCacthTest {
          public static void main(String[] args) {
              try {  // 当方法中产生异常时,必须要有处理,要么捕获,要么声明抛出
                  read("a.txt");
              } catch (FileNotFoundException e) {
                  System.out.println(e);
              }
          }
          // 有异常,编译期异常,检测异常
          public static void read(String path) {
              if (!path.equals("a.txt")) {   // 假设文件名不是a.txt,认为是错误,抛出异常
                  throw new FileNotFoundException("文件不存在");
              }
          }
      }
      

      如何获取异常信息?

      答:在Throwable类中定义了一些查看方法,有以下三种:

      1. public String getMessage():获取异常的描述信息,错误原因
      2. public String toString():获取异常的类型和异常的描述信息
      3. public String printStackTrace():打印异常的跟着栈信息并输出到控制台

      一般在开发和调试阶段,都得使用printStackTrace,其包含了异常的类型,异常的原因,以及异常出现的位置。

    2. try-catch-catch-...多个catch情况

      有时候一个代码段可以引发多个异常,这种情况可以定义多个catch,对每一种类型的异常进行捕获,当异常发生时候,每个catch语句会依次检查,第一个匹配异常类型的catch语句执行,其他的所有catch语句不会再执行.

      编写多个catch语句的注意事项:子类在前,父类在后。

    3. try-catch-finally

      同try-catch或try-catch-catch-...,唯一的不同就是finally语句块里的无论异常是否发生,都会执行,并且不能在finally中添加return。

  • 抛出异常处理

    1. 使用throw抛出

      具体语法:throw XXXException

      如果throw语句在try块里,则会检查是否有匹配的catch语句,如果发现了有匹配的,则转向对应catch语句;如果没有发现,默认的异常处理程序则会中断程序,并且打印堆栈信息。

      注意:程序执行完throw语句之后立即停止,throw后面的语句不会被执行。

      比如:

      class ThrowTest {
          public static func() {
              try {
                  throw new NullPointerException("Test");
              } catch (NullPointerException e) {
                  throw e;
              }
          }
          
          public static void main(String[] args) {
              try {
                  func();
              } catch (NullPointerException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
          }
      }
      /*
         程序中两次处理了异常,第一次,在main中调用func函数时候,抛出了异常,但func函数的try-catch捕获了这个异常,在catch里又一次抛出了异常,给到了调用者main函数,main里的try-catch进行了捕获,最后调用printStackTrace()
      */
      
    2. throws声明异常

      如果一个方法可能产生一个异常,但本身不处理它,则必须在方法声明中使用throws声明异常,否则导致编译错误。

      使用方法如下,如果存在多个异常,则用逗号隔开

      public void func() throws Exception1,Exception2,...

      注意:

      关于throws抛出异常的规则如下:

      • 如果是不检测的异常,即ErrorRuntimeException或其子类,可以不用throws声明要抛出异常,也可以不用try-catch捕获,编译仍可以通过,但在运行时会被系统抛出。
      • 对于检测的异常,要么用try-catch语句捕获,要么用throw抛出异常,再用throws声明异常,否则会导致编译错误。
      • 当抛出了异常给调用者,调用者也无法处理异常时,必须要继续抛出,不能置之不理。
      • 如果要覆盖一个方法,则声明的任何异常必须是被覆盖方法所声明的异常的同类或子类。

六.自定义异常

除了使用java内置的异常类外,还可以自定义异常,用户自定义异常,只需要继承Exception类即可

自定义异常,可以分为以下几个步骤:

  1. 创建自定义异常类
  2. 在方法中通过throw抛出异常对象
  3. 如果在当前抛出异常的方法中处理异常,可以使用try-catch捕获并处理;否则在方法的声明使用throws声明要抛出的异常
  4. 在异常出现的方法中捕获并处理异常

比如:模拟注册操作,用户名存在,则抛出异常并提示

// 自定义异常
public class RegisterException extends Exception {
    // 空参构造函数
    public RegisterException() {
        
    }
    // 带参构造函数,message表示异常提示
    public RegisterException(String message) {
        super(message);
    }
}
public class Demo {
    private static String[] names = {"Bill", "hello", "cddd"};
    
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 可能出现异常的代码
            checkUsername("nill");
            System.out.println("注册成功");// 如果没有异常就是注册成功的
        } catch (RegisterException e) {
            // 处理异常
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static boolean checkUsername(String uname) throws RegisterException {
        for (String name : names) {
            if (name.equals(uname)) {
                throw new RegisterException(name + "已经被注册");
            }
        }
        return true;
    }
}

七.总结

异常总结.jpg

异常总结1.jpg

参考文档:

Java提高篇——Java 异常处理

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