java异常的声明、捕获、抛出、处理（throws、throw、try-catch详解）

桃扇骨 2024-03-22 15:52 78阅读 0赞

### **异常的处理** ###

1.  `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;
    }

缺陷：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。

1.  `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，异常处理的核心思想就是 EAFP。  
在Java中，异常处理主要的5个关键字：throw、try、catch、final、throws。

### **异常的抛出** ###

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。具体语法如下：`throw new XXXException("异常产生的原因");`  
比如我们自己定义一个空指针异常

public class Test {
        
        public static  void exception(int[] arr){
        
            if(arr == null){
        
                throw new NullPointerException("指向数组的引用为空");
            }
        }
        public static void main(String[] args) {
        
            exception(null);
        }
    }

![在这里插入图片描述][eb1aaf5f36944106889034ff2b586f8f.png]刚刚的异常是系统自带的空指针异常  
我们也可以自己自定义一个异常然后抛出

public class Test {
        
        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);
        }
    }

![在这里插入图片描述][03a209bdbac147a5a6b8e236ebee468e.png]  
注意：

1.  throw必须写在方法体内部
2.  抛出的对象必须是Exception 或者 Exception 的子类对象
3.  如果抛出的是 RunTimeException（运行时异常） 或者 RunTimeException 的子类，则可以不用处理，直接交给JVM来处理（注意这里并不是说运行时异常可以编运行，依旧是不能运行的）。
4.  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
5.  异常一旦抛出，其后的代码就不会执行

### **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。

#### 1.异常声明`throws` ####

处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...{
        
    }

比如

public class Test {
        
        public static int getElement(int[] array, int index)throws  NullPointerException,ArrayIndexOutOfBoundsException {
        
            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)throws  NullPointerException,ArrayIndexOutOfBoundsException {
        
            int[] array = {
        1, 2, 3};
            getElement(array, 3);
            System.out.println("这行代码并没有被执行");
        }
    }

注意，这个例子中异常我们是处理了的，但是没有解决,程序执行到这里发现异常，抛出异常之后，会在这里直接中断，后续代码是不会执行的，所有本例子里面没有打印“这行代码并没有被执行”这行字。  
在本例子中，这个越剧异常`getElement`方法没有解决，抛出异常，交给调用者`main`方法，`main`方法也没有解决，依旧抛出最后交给了JVM当我们没有解决这个异常的时候，这个异常就交给JVM，一旦交给JVM，程序就崩溃了。

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

举个例子说明

public class Test {
        
        public static int getElement(int[] array, int index) {
        
            return array[index];
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            int[] array = {
        1, 2, 3};
            try {
        
                getElement(array, 3);//try中写可能抛出异常的代码
            } catch (NullPointerException e) {
        //捕捉异常
                //catch里面捕获异常之后需要的处理
                System.out.println("捕获到 NullPointerException 异常，进行处理异常逻辑");
                e.printStackTrace();//打印栈上的信息，也就是异常出现的一些信息，就会出现红字。
            } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
        
                System.out.println("捕获到ArrayIndexOutOfBoundsException 异常，进行处理异常逻辑");
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("异常后面的代码正常执行");//之前的throws抛出异常后，后面的代码是直接中断不执行的，所以并不能称之为处理异常，而这里后面的代码继续执行，说明这个异常被处理了。
        }
    }

![在这里插入图片描述][8692ecad770e4250a5eed4d65abe06d7.png]

异常的种类有很多, 我们要根据不同的业务场景来决定.  
对于比较严重的问题(例如和算钱相关的场景), 应该让程序直接崩溃, 防止造成更严重的后果  
对于不太严重的问题(大多数场景), 可以记录错误日志, 并通过监控报警程序及时通知程序猿  
对于可能会恢复的问题(和网络相关的场景), 可以尝试进行重试.  
在我们当前的代码中采取的是经过简化的第二种方式. 我们记录的错误日志是出现异常的方法调用信息, 能很快速的让我们找到出现异常的位置. 以后在实际工作中我们会采取更完备的方式来记录异常信息.

注意：

1.  抛出异常位置之后的代码将不会被执行（注意这里面的之后的代码指异常之后的所有代码，不单单指try块内的代码）
2.  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
3.  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

public class Test {
        
        public static int getElement(int[] array, int index) {
        
            return array[index];
            System.out.println("这段代码也不会执行");
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            int[] array = {
        1, 2, 3};
            try {
        
                System.out.println("这行代码会执行");
                getElement(array, 3);
                System.out.println("这行代码不会执行");//try里面可能发生异常代码之后的代码不执行
            } catch (NullPointerException e) {
        //正在的异常并没有被捕获，此时会直接抛出异常，异常最终交给JVM，程序中断，后续代码也不会执行
    
                System.out.println("捕获到 NullPointerException 异常，进行处理异常逻辑");
                e.printStackTrace();
            } /*catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
                System.out.println("捕获到ArrayIndexOutOfBoundsException 异常，进行处理异常逻辑");
                e.printStackTrace();
            }*/
            System.out.println("这行代码也不会执行");
        }
    }

但是注意发生异常的中断，异常的中断并不是以一行代码为单位的，换句话说并不是说一行代码里面有两个异常就会抛出两个异常，而是只会抛出一个异常，因为另外一个还没有执行就被中断了，所以“try中可能会抛出多个不同的异常对象”并不是指会同时抛出，而是在不同条件下（比如if else下）分别抛出。如下面这个例子

public class Test {
        
        public static int getElement(int[] array, int index) {
        
            int[] arr = {
        1,2,3};
            //一行代码里有越界有空指针
            arr[4] = array[index];//arr[4]也不会执行，前面就发生异常中断了
            System.out.println("这行代码不执行");//不会执行
            return arr[4];//不会执行
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            int[] array = {
        1, 2, 3};
            try {
        
               int arr =  getElement(null, 3);
            } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
        
                System.out.println("捕获到ArrayIndexOutOfBoundsException 异常，进行处理异常逻辑");
                e.printStackTrace();
            } catch (NullPointerException e) {
        //率先被捕获
                System.out.println("捕获到 NullPointerException 异常，进行处理异常逻辑");
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("这行代码会执行");
        }
    }

![在这里插入图片描述][e45cad0b073f40208ae631aed288cecd.png]

1.  对于首查异常而言，如果try中没有抛出异常，那么catch中检测不到就在编译时就会报错（显示出红色波浪下划线）

![在这里插入图片描述][0fa0f6ac2e7a44a18b0fff373b3601fc.png]

1.  如果多个异常的处理方式是完全相同, 也可以写成这样：

catch (ArrayIndexOutOfBoundsException | NullPointerException e) {
        
    ...
    }

1.  如果异常之间具有父子关系，一定是子类异常在前，父类异常在后 ，否则语法错误。catch 进行类型匹配的时候, 不光会匹配相同类型的异常对象, 也会捕捉目标异常类型的子类对象.如刚才的代码, NullPointerException ArrayIndexOutOfBoundsException 都是 Exception 的子类,因此都能被捕获到.

![在这里插入图片描述][361b1a8303c84dc89082b620b36ebd58.png]如下代码就不会报错（没有下划线 ）  
当try中存在多个异常时，谁先抛出异常就先捕获并处理哪一个异常，catch不影响异常捕获的顺序,同时，子类异常抛出后，父类异常不会再抛出。

public class Test {
        
        public static int getElement(int[] array, int index) {
        
            int ret = array[index];
            System.out.println("这行代码不执行");
            return ret;
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            int[] array = {
        1, 2, 3};
            try {
        
               int arr =  getElement(null, 3);
            } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
        
                System.out.println("捕获到ArrayIndexOutOfBoundsException 异常，进行处理异常逻辑");
                e.printStackTrace();
            } catch (NullPointerException e) {
        //率先被捕获
                System.out.println("捕获到 NullPointerException 异常，进行处理异常逻辑");
                e.printStackTrace();
            }catch (Exception e) {
        //父类异常不会被抛出
            System.out.println("捕获全部异常");
            e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("这行代码会执行");
        }
    }

![在这里插入图片描述][b3076a3d0c8143c6a7d8d99649fc3d9d.png]

### 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。  
不管try是否会抛出异常，finally中代码一定会被执行。

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
    }
    // 如果没有抛出异常，或者异常被捕获处理了，这里的代码也会执行

如下面这个例子

import java.util.Scanner;
    
    public class Test {
        
        public static int getElement(int[] array, int index) {
        
           return array[index];
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);//scanner本身就是一个资源，使用完需要调用close方法关闭
            int[] array = {
        1, 2, 3};
            try {
        
                int a = scanner.nextInt();
                array[2]  = a;
                int arr =  getElement(null, 3);
            } catch (NullPointerException e) {
        
                System.out.println("捕获到 NullPointerException 异常，进行处理异常逻辑");
                e.printStackTrace();
            }
            finally{
        
                scanner.close();
                System.out.println("finally执行了");
            }
    
            System.out.println("这行代码会执行");
        }
    }

![在这里插入图片描述][06f8ac1e509e46d2aceaf3e3ddb6c185.png]来看下面一道面试题

public class Test {
        
        public static int  func() {
        
            try{
        
                int a = 10;
                return a;
            }catch(NullPointerException e){
        
                return 1;
            }finally {
        
                return 9;
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            System.out.println(func());
        }
    }

try里面有return，finally里面有return，这样到返回哪个值呢？  
![在这里插入图片描述][0aa21bf89dfd44d8a043ab2905f0c7eb.png]  
finally 执行的时机是在方法返回之前(try 或者 catch 中如果有 return 会在这个 return 之前执行 finally). 但是如果  
finally 中也存在 return 语句, 那么就会执行 finally 中的 return, 从而不会执行到 try 中原有的 return.  
一般我们不建议在 finally 中写 return (被编译器当做一个警告)

### **异常处理流程** ###

*  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.

public static void main(String[] args) {
        //0
    	try {
        //1
    		func();//2
    	} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
        //3
    	e.printStackTrace();//4
    	}
    	System.out.println("after try catch");//5
    	}
    	public static void func() {
        //6
    		int[] arr = {
        1, 2, 3};//7
    		System.out.println(arr[100]);//8
    	}
    }

执行顺序是012678345

### 自定义异常类 ###

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：

1.  自定义异常类，然后继承自Exception 或者 RunTimeException
2.  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

如下面这个例子

我们定义一个`NameExcepetion`类继承`Exception`并且调用参数的构造方法用于提示造成异常的原因

public class NameExcepetion extends Exception{
        
    //自定义的错误必须继承Exceptiion或者RuntimeException,
    // 前者是所以异常的父类，可以用以表示编译时异常，后者可以专门用以表示允许时异常
    
        public NameExcepetion(String message) {
        
            super(message);
        }
    }

再定义一个`PasswordException`类继承`Exception`，并且调用参数的构造方法用于提示造成异常的原因

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

然后定义一个登录类用于登录实现

import java.util.Scanner;
    public class Login {
        
    
        private static String name = "baixian";
        private static String passworld = "123456";
    
        public static void login(String inputName, String inputPassword) throws NameExcepetion, PasswordException {
        
            //用throws将异常抛出，交给调用方法main处理
            if (!name.equals(inputName)) {
        
                throw new NameExcepetion("用户名输入错误");//调用带参数的构造方法实例化一个NameExcepetion，也就是提出一个ameExcepetion异常
            }
            if (!passworld.equals(inputName)) {
        
                throw new PasswordException("密码输入错误");
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            try {
        
                System.out.println("请输入用户名：");
                String inputName = scanner.nextLine();
                System.out.println("请输入密码：");
                String inputPassword = scanner.next();
                login(inputName, inputPassword);
            } catch (NameExcepetion nameExcepetion) {
        //捕获NameExcepetion异常
                nameExcepetion.printStackTrace();//打印异常调用栈
                System.out.println("处理用户名异常");//main函数处理异常
            } catch (PasswordException passwordException) {
        
                passwordException.printStackTrace();
                System.out.println("处理密码异常");
            }
            finally {
        
                scanner.close();
            }
        }
    }

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