异常处理

# 异常概述

在使用计算机语言进行项目开发的过程中，即使程序员把代码写得尽善尽美，在系统的运行过程中仍然会遇到一些问题，因为很多问题不是靠代码能够避免的，比如：客户输入数据的格式，读取文件是否存在，网络是否始终保持通畅等等。

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

解决方法

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

异常体系架构

异常又分为：编译时异常（checked）和运行时异常（unchecked）。

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。

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。
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。

# 常见异常

编译时异常

java.io.IOExeption
- FileNotFoundException
- EOFException
java.lang.ClassNotFoundException

运行时异常

java.lang.RuntimeException
- ClassCastException
- ArrayIndexOutOfBoundsException
- NullPointerException
- ArithmeticException 算术异常
- NumberFormatException
- InputMismatchException
- ……
java.lang.InterruptedException
java.io.FileNotFoundException
java.sql.SQLException

# 异常处理

在编写程序时，经常要在可能出现错误的地方加上检测的代码，如进行x/y运算时，要检测分母为0，数据为空，输入的不是数据而是字符等。过多的if-else分支会导致程序的代码加长、臃肿，可读性差。因此采用异常处理机制。

Java异常处理

Java采用的异常处理机制，是将异常处理的程序代码集中在一起，与正常的程序代码分开，使得程序简洁、优雅，并易于维护。

Java异常处理的方式：

try-catch-finally
throws + 异常类型

概念

Java提供的是异常处理的抓抛模型。

“抛”：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。

一旦抛出异常对象以后，其后的代码就不再执行。

“抓”：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。

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

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。

# try-catch-finally

异常处理是通过try-catch-finally语句实现的。

使用try-catch-finally处理编译时异常，使得程序在编译时不再报错，但是运行时扔可能报错。相当于使用try-catch-finally将一个编译时可能出现的异常，延迟到运行时出现。

语法格式：

try{
	......//可能产生异常的代码
}catch(ExceptionName1e){
	......//当产生ExceptionName1型异常时的处置措施
}catch(ExceptionName2e){
......//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
}]

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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。
- 使用try将可能出现异常代码包装起来，在执行过程中，一旦出现异常，就会生成一个对应异常类的对象，根据此对象的类型，去catch中匹配。
catch(Exceptiontypee)
- 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。
- 一旦try的异常对象匹配到某一个catch时，进入catch中进行异常的处理。一旦处理完成，就跳出当前的try-catch结构（在没有些finally的情况下），继续执行其后的代码。
- catch中的异常类型如果没有子父类关系，顺序无所谓。
- 如果捕捉的异常类型满足子父类关系，子类一定要声明在父类的上面，否则，编译报错。
finally
- 是可选的。不一定要写。
try-catch-finally可以嵌套使用。

如果明确知道产生的是何种异常，可以用该异常类作为catch的参数；也可以用其父类作为catch的参数。

比如：可以用ArithmeticException类作为参数的地方，就可以用RuntimeException类作为参数，或者用所有异常的父类Exception类作为参数。但不能是与ArithmeticException类无关的异常，如NullPointerException（catch中的语句将不会执行）。

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。

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，使得在控制流转到程序的其它部分以前，能够对程序的状态作统一的管理。
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。
finally语句和catch语句是任选的。

像数据库连接、输入输出流、网络编程Socket等资源，JVM是不能自动回收的，我们需要自己手动的进行资源的释放。此时的资源释放，就需要声明在finally中。

捕获和不捕获异常，程序的运行有什么不同

前面使用的异常都是RuntimeException类或是它的子类，这些类的异常的特点是：即使没有使用try和catch捕获，Java自己也能捕获，并且编译通过( 但运行时会发生异常使得程序运行终止)。
如果抛出的异常是IOException等类型的非运行时异常，则必须捕获，否则编译错误。也就是说，我们必须处理编译时异常，将异常进行捕捉，转化为运行时异常

# throws

声明抛出异常是Java中处理异常的第二种方式

如果一个方法(中的语句执行时)可能生成某种异常，但是并不能确定如何处理这种异常，则此方法应显示地声明抛出异常，表明该方法将不对这些异常进行处理，而由该方法的调用者负责处理。
在方法声明中用throws语句可以声明抛出异常的列表，throws后面的异常类型可以是方法中产生的异常类型，也可以是它的父类。

声明抛出异常举例：

public void readFile(Stringfile) throws FileNotFoundException{
    ......
 //读文件的操作可能产生FileNotFoundException类型的异常
 FileInputStreamfis=newFileInputStream(file);
    ........
}

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重写方法声明抛出异常的原则

重写方法不能抛出比被重写方法范围更大的异常类型。

在多态的情况下，对methodA()方法的调用-异常的捕获按父类声明的异常处理。

public class A {
    public void methodA() throws IOException{
    ......
	}  
}

public class B1 extends A {
    public void methodA() throws FileNotFoundException{
        ......
    }  
}

public class B2 extends A {
    public void methodA() throws Exception{   //报错
    ......
	}
}

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体会

try-catch-finally：真正的将异常给处理掉了。
throws的方式只是将异常抛给了方法的调用者，并没有真正将异常处理掉。

开发中如何选择哪种异常处理？

如果父类中被重写的方法没有throws方式处理异常，则子类重写的方法也不能使用throws，意味着如果子类重写的方法中有异常，必须使用try-catch-finally方式处理。
执行的方法中，先后又调用了另外的几个方法，这几个方法是递进关系执行的，建议这几个方法使用throws的方式进行处理。而第一个执行的方法可以考虑使用try-catch-finally方式处理。

# `throw`手动抛出异常

Java异常类对象除在程序执行过程中出现异常时由系统自动生成并抛出，也可根据需要使用人工创建并抛出。

首先要生成异常类对象，然后通过throw语句实现手动抛出操作(提交给Java运行环境)。

IOException e = new IOException();
throw e;

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可以抛出的异常必须是Throwable或其子类的实例。

下面的语句在编译时将会产生语法错误：

throw new String("wanttothrow");

# 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。
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。

class MyException extends Exception {
    
    static final long serialVersionUID = 13465653435L;
    
    private int idnumber;
    
    public MyException(String message, intid) {
        super(message);
        this.idnumber= id;
    }
    
    public int getId() {
        returnidnumber;
    }
}

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public class MyExpTest {
    
    public void regist(intnum) throws MyException {
        if(num< 0)
            thrownew MyException("人数为负值，不合理", 3);
        else
            System.out.println("登记人数"+ num);
    }
    
    public void manager() {
        try{
            regist(100);
        } catch(MyException e) {
            System.out.print("登记失败，出错种类"+ e.getId());
        }
        System.out.print("本次登记操作结束");
    }
    
    public static void main(String args[]) {
        MyExpTest t= new MyExpTest();
        t.manager();
    }
}

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# 总结

# 一首小悟结束异常处理

世界上最遥远的距离，是我在if里你在else里，似乎一直相伴又永远分离；

世界上最痴心的等待，是我当case你是switch，或许永远都选不上自己；

世界上最真情的相依，是你在try我在catch。无论你发神马脾气，我都默默承受，静静处理。到那时，再来期待我们的finally。

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上次更新: 2020/12/18, 12:50:58

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