Java 常用类之异常处理

忘是亡心i 2022-05-15 13:54 280阅读 0赞

Java异常类是对于程序中可能出现的错误或者异常的一种处理方式。在设计程序的过程中，对于可能出现的异常错误，比如说用户输入错误，设备错误，磁盘满了或者代码错误等等，通常采用异常处理的方式来进行处理可能的错误。 JAVA的异常处理机制：如果某个方法不能按照正常的途径完成任务，就可以通过另一种路径退出该方法，并处理可能出现的错误。在这种情况下会抛出一个封装了错误信息的对象。 这个方法会立刻退出同时不返回任何值。另外，调用这个方法的其他代码也无法继续执行，异常处理机制会将代码执行交给异常处理器。

**（一）Java异常**

异常：导致程序中断运行的一种指令流。 在理想的情况下，程序完全按照我们设计的流程来执行，但是很多时候会出现这样或者那样的错误，如文件找不到，磁盘满了或者代码错误等，这些错误会影响程序的正常执行，对于这种情况，就有了异常处理情况，即使程序异常了，它也是按照某种逻辑在执行，只是没有按照我们给它安排的逻辑执行。异常在Java中定义为Throwable类，其结构层次图如下：  
![异常处理层次图][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTc5MjE2Mg_size_27_color_FFFFFF_t_70]

由上图可以看出，Thowable有两个重要的子类，一个是**Error类**，另一个是**Expection类**，每一个子类下面还有很多小的分类。

**Error类**指的是Java运行时系统的内部错误或者资源耗尽错误， 这是程序无法处理的错误，表示运行应用程序中较严重问题，对于这类问题，JVM告知用户，并尽力终止程序。  
Expection类指的是 程序本身可以处理的异常。主要分为两类，RuntimeException类异常或者其他异常，由程序错误导致的异常称之为RuntimeExpection，比如说：错误的类型转化，数组访问过界，访问空指针等。而程序本身没有错误，像I/O错误这类问题所导致的异常称之为其他异常，比如说试图打开一个不存在的文件或类。

Java 异常类的另一种分类方式是：**可查的异常（checked exceptions）和不可查的异常（unchecked exceptions）。**

可查的异常（checked exceptions）：正确的程序在运行时，出现情理可容的异常，除了RuntimeException及其子类以外，其他的Exception类及其子类都属于可查异常。对于此类异常，要么用try-catch语句捕获它，要么用throws子句声明抛出它，否则编译不会通过。  
可不查的异常（unchecked exceptions）： 包括RuntimeException及其子类和Error。 编译器不要求强制处理的异常。  
**（二） 异常处理**  
在 Java 应用程序中，异常处理机制为：**抛出异常，捕捉异常**。

**抛出异常**：在执行一个方法时，如果发生异常，则这个方法生成代表该异常的一个对象，并停止当前执行路径，并将此异常提交给系统。首先像创建普通的java对象一样，使用new在堆上创建一个异常对象；然后，当前的执行路径被终止，并且从当前环境中弹出对异常对象的引用。此时，异常处理机制接管程序，并开始寻找一个恰当的地方继续执行程序，这个恰当的地方就是异常处理程序或者异常处理器，它的任务是将程序从错误状态中恢复，以使程序要么换一种方式运行，要么继续运行下去。

**捕捉异常**：当系统捕捉到该异常后，寻求相应的代码来看处理该异常，在方法的调用栈中查找合适·的异常处理器，从生成异常的方法开始回溯，直到找到相应的异常处理代码，并在控制台上打印异常信息，包括异常的信息的堆栈的内容。

Java异常处理涉及到五个关键字，分别是：**try、catch、finally、throw、throws**。

*  **处理方法1 捕捉异常**：try－catch-finally语句  
    try -catch-finally语句是常用的异常处理语句,其结构如下：

try { 
          code1；
        // 可能会发生异常的程序代码 
           } catch (Type1 id1) {   
            code2
             // 捕获并处理try抛出的异常类型Type1 
              } catch (Type2 id2) {
             code3
                          // 捕获并处理try抛出的异常类型Type2  
                          } finally {  
                          code4 
                          // 无论是否发生异常，都将执行的语句块
                            }

其逻辑框图如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTc5MjE2Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70]

*  try： 制定一段代码，即一次性捕获并处理的范围，用于监听。将要被监听的代码(可能抛出异常的代码)放在try语句块之内，当try语句块内发生异常时，（1）程序将跳出try语句块中的其余代码，（2）转而执行catch中的处理器代码，异常就被抛出 。  
    注：当异常代码执行完成以后，try语句块中尚未执行的语句不会再执行。  
    一个try语句必须有至少一个catch或finally语句。
 *  catch用于处理不同类型的异常。捕获顺序为：越是底层的类，越放在下面。常见的方法有：  
    toString（）：显示异常的类名和产生的原因。  
    geyMessage( ) : 显示异常的原因。  
    printstackTrack() :显示异常发生时堆栈的内容。
 *  finally：不管异常处理与否，必须要执行的代码块。比如说关闭外界的资源。
 *  当在try块或catch块中遇到return语句时，finally语句块将在方法返回之前被执行。在以下4种特殊情况下，finally块不会被执行：  
    1）在finally语句块中发生了异常。  
    2）在前面的代码中用了System.exit()退出程序。  
    3）程序所在的线程死亡。  
    4）关闭CPU。  
    异常执行图示：  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTc5MjE2Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
    代码示例：

public class TestException 
     { 
         public static void main(String args[]) 
         {  int i = 0; 
          String greetings[] = { " Hello world !", " Hello World !! ",    " HELLO WORLD !!!" }; 
           while (i < 4) { 
             try {    // 特别注意循环控制变量i的设计，避免造成无限循环   
              System.out.println(greetings[i++]);   
              } 
              catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
                  System.out.println("数组下标越界异常");  
                   } finally 
                   {    
                   System.out.println("--------------------------");  
                   }
               }
           }
     }

*  **处理方法2 抛出异常** Throws、Throw 用法  
    如果遇到无法处理的情况，Java便会抛出一个异常，即告诉编译器需要返回什么值，以及可能出现哪些错误。

> public void test() throws FileNotFoundException \{  
> method();  
> \}  
> public void method() throws FileNotFoundException \{  
> //一个会抛出异常的方法  
> method2();  
> \}  
> //这里 方法后是throws  
> public void method2() throws FileNotFoundException \{  
> //这里是throw  
> throw new FileNotFoundException();  
> \}

*  **Throw**总是出现在函数体中， 表示手动抛出一个异常，抛出异常的时候，直接在 Throw 后面添加异常的实例即可。 用来抛出一个Throwable类型的异常。程序会在throw语句后立即终止，它后面的语句执行不到，然后在包含它的所有try块中（可能在上层调用函数中）从里向外寻找含有与其匹配的catch子句的try块。

public class Test  {
    
        public static void main(String[] args) {
            try {
                throw new TestException20180809("自定义异常：天王盖地虎");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

*  Throws 声明过的方法表示此方法不处理异常，找到一个合适的异常类，创建这个类的对象，并将对象抛出。

import java.lang.Exception;
    public class TestException {
    	static void pop() throws NegativeArraySizeException {
    		// 定义方法并抛出NegativeArraySizeException异常
    		int[] arr = new int[-3]; // 创建数组
    	}
     
    	public static void main(String[] args) { // 主方法
    		try { // try语句处理异常信息
    			pop(); // 调用pop()方法
    		} catch (NegativeArraySizeException e) {
    			System.out.println("pop()方法抛出的异常");// 输出异常信息
    		}
    	}

*  自定义异常类：在程序中，如果标准异常类并不能够充分的描述问题，则需要自己来定义一个异常类来解决问题，只需继承 Exception 即可。可以通过以下步骤定义异常类（1）创建自定义异常类。（2）在方法中通过throw关键字抛出异常对象。（3）如果在当前抛出异常的方法中处理异常，可以使用try-catch语句捕获并处理；否则在方法的声明处通过throws关键字指明要抛出给方法调用者的异常，继续进行下一步操作。（4）在出现异常方法的调用者中捕获并处理异常。

import java.lang.Exception;
    public class TestException {
    	static int quotient(int x, int y) throws MyException { // 定义方法抛出异常
    		if (y < 0) { // 判断参数是否小于0
    			throw new MyException("除数不能是负数"); // 异常信息
    		}
    		return x/y; // 返回值
    	}
    	public static void main(String args[]) { // 主方法
    		int  a =3;
    		int  b =0; 
    		try { // try语句包含可能发生异常的语句
    			int result = quotient(a, b); // 调用方法quotient()
    		} catch (MyException e) { // 处理自定义异常
    			System.out.println(e.getMessage()); // 输出异常信息
    		} catch (ArithmeticException e) { // 处理ArithmeticException异常
    			System.out.println("除数不能为0"); // 输出提示信息
    		} catch (Exception e) { // 处理其他异常
    			System.out.println("程序发生了其他的异常"); // 输出提示信息
    		}
    	}
    }
    class MyException extends Exception {            // **创建自定义异常类**
    	String message; // 定义String类型变量
    	public MyException(String ErrorMessagr) { // 父类方法
    		message = ErrorMessagr;
    	} 
    	public String getMessage() { // 覆盖getMessage()方法
    		return message;
    	}
    }

**（三）Java常见异常**  
五种常见的**运行时异常**：

> ClassCastException(类转换异常)  
> IndexOutOfBoundsException(数组越界)  
> NullPointerException(空指针)  
> ArrayStoreException(数据存储异常，操作数组时类型不一致)  
> IO操作的BufferOverflowException异常

**非运行时异常**必须得捕获，否则编译不过去，java编译器要求程序员必须对这种异常进行catch,Java认为Checked异常都是可以被处理（修复）的异常，所以Java程序必须显式处理Checked异常。常见的非运行异常有io异常和sql异常。

> IOException、FileNotFoundExcetion 和SQLException

**（四）当异常遇到return**  
在一个方法中，无论 Try 块中有没有异常、Return，只要 Finally 块中有 Return，那么函数的返回值都由 Finally 块提供。  
**Java异常总结：**（1）一个图：异常类型图。（2）五个关键字，try， catch finally throws throw  
（3）继承关系：先大后小，（4）异常和重写：子类重写异常范围不能超出父类。  
**实例说明：**

public class TestException {
    	public TestException() {
    	}
     
    	boolean testEx() throws Exception {
    		boolean ret = true;
    		try {
    			ret = testEx1();
    		} catch (Exception e) {
    			System.out.println("testEx, catch exception");
    			ret = false;
    			throw e;
    		} finally {
    			System.out.println("testEx, finally; return value=" + ret);
    			return ret;
    		}
    	}
     
    	boolean testEx1() throws Exception {
    		boolean ret = true;
    		try {
    			ret = testEx2();
    			if (!ret) {
    				return false;
    			}
    			System.out.println("testEx1, at the end of try");
    			return ret;
    		} catch (Exception e) {
    			System.out.println("testEx1, catch exception");
    			ret = false;
    			throw e;
    		} finally {
    			System.out.println("testEx1, finally; return value=" + ret);
    			return ret;
    		}
    	}
     
    	boolean testEx2() throws Exception {
    		boolean ret = true;
    		try {
    			int b = 12;
    			int c;
    			for (int i = 2; i >= -2; i--) {
    				c = b / i;
    				System.out.println("i=" + i);
    			}
    			return true;
    		} catch (Exception e) {
    			System.out.println("testEx2, catch exception");
    			ret = false;
    			throw e;
    		} finally {
    			System.out.println("testEx2, finally; return value=" + ret);
    			return ret;
    		}
    	}
     
    	public static void main(String[] args) {
    		TestException testException1 = new TestException();
    		try {
    			testException1.testEx();
    		} catch (Exception e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    }

**运行结果：**

> i=2  
> i=1  
> testEx2, catch exception  
> testEx2, finally; return value=false  
> testEx1, finally; return value=false  
> testEx, finally; return value=false

常见的异常·：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTc5MjE2Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
![在这里插入图片描述][20200918214548912.png_pic_center]  
JAVA异常知识结构  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTc5MjE2Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

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