java异常处理（较详细）

Dianthe ·

更新时间:2024-11-14

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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：
1、空指针访问
2、试图读取不存在的文件
3、网络连接中断
4、数组角标越界

对于这些错误，一般有两种解决方法：
一种是遇到错误就终止程序的运行。
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
分类：编译时异常和运行时异常

1.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。

2.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。

异常处理机制一：try-catch-finally

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：
方式一： try-catch-finally
方式二： throws + 异常类型

Java提供的是异常处理的抓抛模型。
过程一：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。
过程二：抓，可以理解为异常的护理方式。

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。
在这里插入图片描述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。
异常处理是通过try-catch-finally语句实现的。
在这里插入图片描述 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。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中进行匹配。一旦try中的异常对象匹配到某一个catch时，就进入catch中进行异常处理，一旦处理完成就跳出当前的try-catch结构（在没有写finally的情况下）。继续执行其后的代码。在try结构中声明的变量，出了try结构之后，就不能被调用。

catch (Exceptiontype e)
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。catch中的异常类型如果没有子父类关系，则谁声明在上，谁声明在下无所谓，如果异常类型满足子父类的关系，则要求子类一定要声明在父类的上面，否则报错。

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。
finaly中声明的是一定会被执行的代码，即使catch中出现了异常，try中有return语句，catch中有return语句等情况。
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，我们需要手动的进行资源的释放。此时的资源的释放，就需要声明在finally中。

注意：
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）。使用try-cathch-finally处理编译时异常，使得程序在编译时不在报错，但在运行时，仍有可能报错。相当我们使用try-catch-finally将一个编译时可能出现的异常，延迟到运行时出现。
try-catch-finally结构可以相互嵌套。

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。
在这里插入图片描述不捕获异常时的情况
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。

异常处理机制二：throws +异常类型

声明抛出异常是Java中处理异常的第二种方式
throws +异常类型，写在方法的声明处，此时此方法执行时，可能会抛出的类型。
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。
一旦方法体执行时，出现异常，仍会在异常代码处，生成一个异常类的对象，此对象满足throws后异常类型是，就会被抛出。异常代码后续的代码，就不在执行。
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。
声明抛出异常举例：
public void readFile(String file) throws FileNotFoundException {
……
// 读文件的操作可能产生FileNotFoundException类型的异常
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
………
}

    public void method() {
          try {
              test3();
          } catch (FileNotFoundException e) {
              e.printStackTrace();
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
     }
     @Test
     public void test3() throws  FileNotFoundException,IOException {
          File file =new File("heool.txt");
          FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
          int data = fis.read();
          while(data != -1) {
              System.out.println((char)data);
              data = fis.read();
          }
          fis.close();
     }
}

在这里插入图片描述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
……
} }

如何选择try-catch和throws
如果父类中被重写的方法中没有throws方式处理异常，则子类重写的方法中也不能使用throws，意味如果子类重写的方法中有异常，必须使用try-catch。
执行的方法a中，先后又调用了另外的几个方法，这九个方法是递进关系执行的，我们建议这几个方法使用throws的方式进行处理。而执行的方法a可以考虑使用try-catch

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语句实现抛出操作(提交给Java运行环境)。
IOException e = new IOException();
throw e;
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(“want to throw”);

public class ExceptionTest3 {
     public static void main(String[] args) {
          try {
              Student stu=new Student();
              stu.register(-1003);
              System.out.println(stu);
          } catch (Exception e) {
              System.out.println(e.getMessage());
          }
     }
}
class Student{
     private int id;
     public void register(int id) throws Exception {
          if(id>0) {
              this.id =id;
          }else {
              //System.out.println("输入的id不合法");
              //手动抛出异常
              //throw new RuntimeException("你输入的数据不合法");
              throw new Exception("输入的数据不合法");
          }
     }
     @Override
     public String toString() {
          return "Student [id=" + id + "]";
     }
}

用户自定义异常类
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全局常量：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。
在这里插入图片描述总结
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。