认识异常

前言
一、异常的基本语法
二、Java异常体系
三、自定义异常类
总结

前言

所谓异常指的就是程序在运行时出现错误时通知调用者的一种机制。

一、异常的基本语法

1.语法说明

        try{
            //有可能出现异常的语句 
        }[catch (异常类型 异常对象)] {
                //如何处理
        }[finally]{
            //异常的出口,最终会执行的代码块
        }

try 代码块中放的是可能出现异常的代码.
catch 代码块中放的是出现异常后的处理行为.
finally 代码块中的代码用于处理善后工作, 会在最后执行.
其中 catch 和 finally 都可以根据情况选择加或者不加.

若不处理异常：

我们发现一旦出现异常, 程序就终止了. after 没有正确输出。

使用try…catch处理异常：

我们发现, 一旦 try 中出现异常, 那么 try 代码块中的程序就不会继续执行, 而是交给 catch 中的代码来执行. catch 执行完毕会继续往下执行。

注意事项：

1. catch 只能处理对应种类的异常

java中一切皆是类，异常也是类，因此catch只能捕获相应的异常“类型”。

2. catch可以有多个

        int[] arr = {1, 2, 3};
        try {
            System.out.println("before");
            arr = null;
            System.out.println(arr[100]);
            System.out.println("after");
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("这是个数组下标越界异常");
            e.printStackTrace();
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("这是个空指针异常");
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("after try catch");

// 执行结果
before
这是个空指针异常
java.lang.NullPointerException
 at demo02.Test.main(Test.java:12)
after try catch

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) {
 ...
}

3. 也可以用一个 catch 捕获所有异常(不推荐)

int[] arr = {1, 2, 3};
try {
    System.out.println("before");
    arr = null;
    System.out.println(arr[100]);
    System.out.println("after");
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}
System.out.println("after try catch");

// 执行结果
before
java.lang.NullPointerException
 at demo02.Test.main(Test.java:12)
after try catch

由于 Exception 类是所有异常类的父类. 因此可以用这个类型表示捕捉所有异常.

备注: 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.

4. finally 表示最后的善后工作, 例如释放资源

无论是否由异常产生，都会执行finally中的代码。

注意:
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).

2.打印错误堆栈信息

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。

3.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

4.throw和throws关键字

throw：用在方法内部，表示人为产生异常并抛出

异常对象的产生都是发生异常后JVM产生的，若需要人为产生异常对象，就使用throw关键字。

throws：用在方法声明上，表示该方法可能会产生的异常类型，但本方法中不处理该异常，若出现异常则抛回给调用者。

二、Java异常体系

Java中的异常分为两大类：一类叫做受查异常，另一类叫做非受查异常。

下图为Java内置的异常类之间的继承关系：

顶层类 Throwable 派生出两个重要的子类, Error 和 Exception
其中 Error 指的是 Java 运行时内部错误和资源耗尽错误. 应用程序不抛出此类异常. 这种内部错误一旦出现，除了告知用户并使程序终止之外, 再无能无力. 这种情况很少出现.
Exception 是我们程序猿所使用的异常类的父类.
其中 Exception 有一个子类称为 RuntimeException , 这里面又派生出很多我们常见的异常。

如果一段代码可能抛出 受查异常, 那么必须显式进行处理：

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(readFile());
    }


    public static String readFile() {
        // 尝试打开文件, 并读其中的一行. 
        File file = new File("d:/test.txt");
        // 使用文件对象构造 Scanner 对象. 
        Scanner sc = new Scanner(file);
        return sc.nextLine();
    }
    
// 编译出错
    Error:(13, 22) java: 未报告的异常错误java.io.FileNotFoundException; 必须对其进行捕获或声明以便抛出

查看 Scanner 的构造方法可以发现, 存在 FileNotFoundException 这样的异常说明：

如 FileNotFoundException 这样的异常就是受查异常. 如果不显式处理, 编译无法通过。

显示处理：

进行try…catch捕获这个异常。
调用者也使用throws向上抛出异常。

三、自定义异常类

Java 中虽然已经内置了丰富的异常类, 但是我们实际场景中可能还有一些情况需要我们对异常类进行扩展, 创建符合我们实际情况的异常.

例如, 我们实现一个用户登陆功能：

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"); 
}