javaSE中异常如何处理举例详解

目录

• 一、异常的初识
• 1.1异常的概念
• 1.2异常的体系结构
• 1.3异常的分类
• 二、异常的处理和抛出
• 2.1防御式编程
• 2.2异常的抛出
• 2.3异常的捕获
• 2.4异常的处理流程
• 三、自定义异常类
• 3.1举例：实现一个用户登录功能
• 总结

一、异常的初识

1.1异常的概念

在Java中，将程序执行过程中发生的不正常行为称为异常。

在写代码时经常遇到的：

1.算数异常
System.out.println(10 / 0);

// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero

2.数组越界异常
int[] arr = {1, 2, 3};
System.out.println(arr[100]);

// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100

3.空指针异常
int[] arr = null;
System.out.println(arr.length);

// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

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，一旦发生回力乏术。
• 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

异常可能在编译时发生，也可能在程序运行时发生，根据发生的时机不同，可以将异常分为：

1.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();
}
}
编译时报错：
Error:(17, 35) java: 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

2.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。

注意：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。

二、异常的处理和抛出

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. 主要的方式
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;
} r
et = 开始匹配();
if (!ret) {
处理匹配错误;
return;
} r
et = 游戏确认();
if (!ret) {
处理游戏确认错误;
return;
} r
et = 选择英雄();
if (!ret) {
处理选择英雄错误;
return;
} r
et = 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。

2. 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。

2.2异常的抛出

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。具体语法如下：
throw new XXXException("异常产生的原因");

举个例子：实现一个获取数组中任意位置元素的方法。

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");
} r
eturn array[index];
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = {1,2,3};
getElement(array, 3);
}

【注意事项】
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 或者 RunTimeException 的子类，则可以不用处理，直接交给JVM来处理
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

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。

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...{

}

举例：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(){
}
}

【注意事项】
1. throws必须跟在方法的参数列表之后
2. 声明的异常必须是 Exception 或者 Exception 的子类
3. 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。

4.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

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

【注意事项】
1. try块内抛出异常位置之后的代码将不会被执行
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

2.4异常的处理流程

关于 "调用栈"
方法之间是存在相互调用关系的, 这种调用关系我们可以用 "调用栈" 来描述. 在 JVM 中有一块内存空间称为"虚拟机栈" 专门存储方法之间的调用关系. 当代码中出现异常的时候, 我们就可以使用 e.printStackTrace(); 的方式查看出现异常代码的调用栈.

举例：

public static void main(String[] args) {
try {
func();
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("after try catch");
}
public static void func() {
int[] arr = {1, 2, 3};
System.out.println(arr[100]);
}
// 直接结果
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100
at demo02.Test.func(Test.java:18)
at demo02.Test.main(Test.java:9)
after try catch

【异常处理流程总结】

• 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.

三、自定义异常类

3.1举例：实现一个用户登录功能

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");
}
}

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

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

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

此时我们的 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

总结

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