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【JAVA】什么是异常

2023-09-13 17:52:31基础资料围观219次

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⭐ 作者：小胡_不糊涂
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异常

1. 什么是异常
2. 异常处理
3. 自定义异常类

1. 什么是异常

1.1 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。

比如写代码时经常会遇到的：

算术异常

System.out.println(10 / 0);
//分母不能为0

数组越界异常

int[] arr = {1, 2, 3};
System.out.println(arr[100]);
//arr数组大小为3,打印arr[100]明显超过数组大小

空指针异常

int[] arr = null;
System.out.println(arr.length);
//空指针没有大小

🍩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：

从上图中可以看到：

Throwable：是异常体系的顶层类，其派生出两个重要的子类, Error 和 Exception。
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，就无法挽回。
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

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)

public class Person {
    private String name;
    private String gender;
    int age;
    // 想要让该类支持深拷贝，覆写Object类的clone方法即可
    @Override
    public Person clone() {
        return (Person)super.clone();
    }
}

//报错：未报告的异常错误java.lang.CloneNotSupportedException; 必须对其进行捕获或声明以便抛出

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：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，其主要的方式有：

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;
}
......

上述的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。这时就有：

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。
在Java中，异常处理主要的5个关键字：throw、try、catch、final、throws。

🍩异常处理的核心思想就是 EAFP。

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。

语法如下：

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 class Main {
    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);
    }
}

注：

throw必须写在方法体内部
抛出的对象必须是Exception 或者 Exception 的子类对象
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
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
异常一旦抛出，其后的代码就不会执行

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

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...{
}

实例：加载指定的配置文件config.ini

public class Config {
	File file;
	/*
	FileNotFoundException : 编译时异常，表明文件不存在
	此处不处理，也没有能力处理，应该将错误信息报告给调用者，让调用者检查文件名字是否给错误了
	*/
	public void OpenConfig(String filename) throws FileNotFoundException{
		if(filename.equals("config.ini")){
			throw new FileNotFoundException("配置文件名字不对");
		}
		// 打开文件
	}
	public void readConfig(){
	}
}

注：

throws必须跟在方法的参数列表之后
声明的异常必须是 Exception 或者 Exception 的子类
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

public class Config {
	File file;
	// public void OpenConfig(String filename) throws IOException,FileNotFoundException{
	// FileNotFoundException 继承自 IOException
	public void OpenConfig(String filename) throws IOException{
		if(filename.endsWith(".ini")){
				throw new IOException("文件不是.ini文件");
		}
		if(filename.equals("config.ini")){
			throw new FileNotFoundException("配置文件名字不对");
		}
		// 打开文件
	}
	public void readConfig(){
	}
}

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。

public static void main(String[] args) throws IOException {
	Config config = new Config();
	config.openConfig("config.ini");
}

将光标放在抛出异常方法上，alt + Insert 可以快速处理异常：

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：

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

实例：读取配置文件，如果配置文件名字不是指定名字，抛出异常，调用者进行异常处理。

public class Config {
    File file;
    public void openConfig(String filename) throws FileNotFoundException{
        if(!filename.equals("config.ini")){
            throw new FileNotFoundException("配置文件名字不对");
        }
// 打开文件
    }
    public void readConfig(){
    }
    public static void main(String[] args) {
        Config config = new Config();
        try {
            config.openConfig("config.txt");
            System.out.println("文件打开成功");
        } catch (IOException e) {
// 异常的处理方式
//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
        }
// 一旦异常被捕获处理了，此处的代码会执行
        System.out.println("异常如果被处理了，这里的代码也可以执行");
    }
}

注：

try块内抛出异常位置之后的代码将不会被执行
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
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
可以通过一个catch捕获所有的异常，即多个异常，一次捕获

2.3.3 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。

语法格式：

try{
	// 可能会发生异常的代码
}catch(异常类型 e){
	// 对捕获到的异常进行处理
}finally{
	// 此处的语句无论是否发生异常，都会被执行到
}

实例：

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");
}

🍩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。

2.4 异常的处理流程

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

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，实现一个用户登陆功能：

public class LogIn {
	private String userName = "admin";
	private String password = "123456";
	public static void loginInfo(String userName, String password) {
		if (!userName.equals(userName)) {
		}
		if (!password.equals(password)) {
		}
		System.out.println("登陆成功");
	}

	public static void main(String[] args) {
		loginInfo("admin", "123456");
	}
}

此时我们在处理用户名密码错误的时候可能就需要抛出两种异常。
我们可以基于已有的异常类进行扩展(继承)，创建和我们业务相关的异常类。

具体方式：

自定义异常类，然后继承自Exception 或者 RunTimeException。
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；

此时 login 代码可以改成:

public class LogIn {
    private String userName = "admin";
    private String password = "123456";
    public static void loginInfo(String userName, String password)
            throws UserNameException,PasswordException{
        if (!userName.equals(userName)) {
            throw new UserNameException("用户名错误！");
        }
        if (!password.equals(password)) {
            throw new PasswordException("用户名错误！");
        }
        System.out.println("登陆成功");
    }
    public static void main(String[] args) {
        try {
            loginInfo("admin", "123456");
        } catch (UserNameException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (PasswordException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

注：

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

文章来源:https://blog.csdn.net/iLoyo_/article/details/132548066
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1. 什么是异常

1.1 概念

1.2 异常的体系结构

1.3 异常的分类

2. 异常处理

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

2.3.3 finally

2.4 异常的处理流程

3. 自定义异常类

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2.4 异常的处理流程

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