Java 详解异常的处理机制

1.异常概述与异常体系结构

1.1异常概述

异常：在Java语言中，将程序执行中发生的不正常情况称为“异常”。 (开发过程中的语法错误和逻辑错误不是异常)

Java程序在执行过程中所发生的异常事件可分为两类：

Error：Java虚拟机无法解决的严重问题。如：JVM系统内部错误、资源耗尽等严重情况。比如：StackOverflowError和OOM。一般不编写针对性
的代码进行处理。

Exception: 其它因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题，可以使
用针对性的代码进行处理。
例如：

• 空指针访问
• 试图读取不存在的文件
• 网络连接中断
• 数组角标越界

1.2运行时异常与编译时异常

对于这些错误，一般有两种解决方法：一是遇到错误就终止程序
的运行。另一种方法是由程序员在编写程序时，就考虑到错误的
检测、错误消息的提示，以及错误的处理。

捕获错误最理想的是在编译期间，但有的错误只有在运行时才会发生。
比如：除数为0，数组下标越界等
分类：编译时异常和运行时异常

1.运行时异常
是指编译器不要求强制处置的异常。一般是指编程时的逻辑错误，是程序
员应该积极避免其出现的异常。java.lang.RuntimeException类及它的子
类都是运行时异常。
对于这类异常，可以不作处理，因为这类异常很普遍，若全处理可能会对
程序的可读性和运行效率产生影响。

2.编译时异常
是指编译器要求必须处置的异常。即程序在运行时由于外界因素造成的一
般性异常。编译器要求Java程序必须捕获或声明所有编译时异常。
l 对于这类异常，如果程序不处理，可能会带来意想不到的结果。

1.3异常体系结构

2.常见异常

java.lang.RuntimeException

• ClassCastException
• ArrayIndexOutOfBoundsException
• NullPointerException
• ArithmeticException
• NumberFormatException
• InputMismatchException

java.io.IOExeption

• FileNotFoundException
• EOFException

java.lang.ClassNotFoundException
java.lang.InterruptedException
java.io.FileNotFoundException
java.sql.SQLException

1. ArrayIndexOutOfBoundsException

public class IndexOutExp {
    public static void main(String[] args) {
        String friends[] = { "lisa", "bily", "kessy" };
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(friends[i]); // friends[4]?
        }
        System.out.println("nthis is the end");
    }
}

运行结果：数组越界异常

2.NullPointerException

public class NullRef{
    int i = 1;
    public static void main(String[] args){
        NullRef t = new NullRef();
        t = null;
        System.out.println(t.i);
    } 
}

运行结果：空指针异常

3.ArithmeticException

public class DivideZero{
    int x;
    public static void main(String[] args){
    int y;
    DivideZero c=new DivideZero();
    y=3/c.x; 
    System.out.println("program ends ok!");
    }
}

运行结果：除零异常

4.ClassCastException

public class Order{
    public static void main(String[] args){
    Object obj = new Date();
    Order order;
    order = (Order) obj;
    System.out.println(order);
    }
}

运行结果：类转换异常

3.异常处理机制

3.1异常的抛出与捕获

Java提供的是异常处理的抓抛模型

抛出异常
Java程序的执行过程中如出现异常，会生成一个异常类对象，该异常对象将被提交给Java运行时系统，这个过程称为抛出(throw)异常。

异常对象的生成

• 由虚拟机自动生成：程序运行过程中，虚拟机检测到程序发生了问题，如果在当前代码中没有找到相应的处理程序，就会在后台自动创建一个对应异常类的实例对象并抛出——自动抛出
• 由开发人员手动创建：Exception exception = new ClassCastException();——创建好的异常对象不抛出对程序没有任何影响，和创建一个普通对象一样

异常的抛出机制：

捕获异常

如果一个方法内抛出异常，该异常对象会被抛给调用者方法中处理。如果异常没有在调用者方法中处理，它继续被抛给这个调用方法的上层方法。这个过程将一直继续下去，直到异常被处理。这一过程称为捕获(catch)异常。

如果一个异常回到main()方法，并且main()也不处理，则程序运
行终止。

程序员通常只能处理Exception，而对Error无能为力。

3.2异常处理机制：try-catch-finally

异常处理是通过try-catch-finally语句实现的

try{
...... //可能产生异常的代码
}
catch( ExceptionName1 e ){
...... //当产生ExceptionName1型异常时的处置措施
}
catch( ExceptionName2 e ){
...... //当产生ExceptionName2型异常时的处置措施
}[ finally{
...... //无论是否发生异常，都无条件执行的语句
} ]

try
捕获异常的第一步是用try{…}语句块选定捕获异常的范围，将可能出现
异常的代码放在try语句块中。

catch (Exceptiontype e)
在catch语句块中是对异常对象进行处理的代码。每个try语句块可以伴随
一个或多个catch语句，用于处理可能产生的不同类型的异常对象。

finally
捕获异常的最后一步是通过finally语句为异常处理提供一个
统一的出口,不论在try代码块中是否发生了异常事件，catch语句是否执
行，catch语句是否有异常，catch语句中是否有return，finally块中的语句都会被执行。

捕获异常的有关信息：
与其它对象一样，可以访问一个异常对象的成员变量或调用它的
方法。

• getMessage() 获取异常信息，返回字符串
• printStackTrace() 获取异常类名和异常信息，以及异常出现在程序中的位置。返回值void。

举例：指针越界

public class IndexOutExp{
    public static void main(String[] args){
    String friends[] = { "lisa", "bily", "kessy" };
    try{
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(friends[i]);
    }
    }catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
        System.out.println("index err");
    }
    System.out.println("nthis is the end");
    }
}
//程序IndexOutExp.java运行结果：java IndexOutExp
lisa
bily
kessy
index err
this is the end

4.用户自定义异常类

一般地，用户自定义异常类都是RuntimeException的子类。

• 自定义异常类通常需要编写几个重载的构造器。 l 自定义异常需要提供serialVersionUID
• 自定义的异常通过throw抛出。
• 自定义异常最重要的是异常类的名字，当异常出现时，可以根据名字判断异常类型。

用户自定义异常类MyException，用于描述数据取值范围错误信息。用户
自己的异常类必须继承现有的异常类

public class Test { 
 private static String userName = "admin"; 
 private static String password = "123456"; 
 public static void main(String[] args) { 
 login("admin", "123456"); 
 } 
 public static void login(String userName, String password) { 
 if (!Test.userName.equals(userName)) { 
 // TODO 处理用户名错误
 } 
 if (!Test.password.equals(password)) { 
 // TODO 处理密码错误
 } 
 System.out.println("登陆成功"); 
 } 
}

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

class UserError extends Exception { 
 public UserError(String message) { 
 super(message); 
 } 
} 
class PasswordError extends Exception { 
 public PasswordError(String message) { 
 super(message); 
 } 
}

此时我们的 login 代码可以改成

public static void main(String[] args) { 
 try { 
 login("admin", "123456"); 
 } catch (UserError userError) { 
 userError.printStackTrace(); 
 } catch (PasswordError passwordError) { 
 passwordError.printStackTrace(); 
 } 
} 
public static void login(String userName, String password) throws UserError, 
PasswordError { 
 if (!Test.userName.equals(userName)) { 
 throw new UserError("用户名错误"); 
 } 
 if (!Test.password.equals(password)) { 
 throw new PasswordError("密码错误"); 
 } 
 System.out.println("登陆成功"); 
}

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

5.异常处理5个关键字

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最后

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