【JavaSE】(9) 异常

小猪咪piggy

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分类专栏： JavaSE 文章标签： java 开发语言

于 2025-01-23 16:24:19 首次发布

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一、什么是异常

异常就是程序运行中的不正常行为（而非编译过程中，所以能通过编译），它不同于 bug （是不允许出现的问题），它是为了增加代码的鲁棒性，比如处理用户的网络不通畅、输入数据格式不对、内存不够等问题（是允许出现的问题）。

出现异常的一些示例：

注意，100 / 0.0 不是算术异常，在高等数学中等于无穷大：

二、异常的体系结构

除了上面示例中的算术异常、数组越界异常、空指针异常，还有许多其它类别的异常，由 Java 标准库提供，且形成了一个完整的异常的体系结构。而其它语言，例如 C++，虽然也有异常的概念，但属于半成品，不好用，所以不推荐使用。Java 开发当中，异常是必不可少的。

异常的体系结构分为两大部分：Error，由 JVM 内部使用；Exception，由程序员使用，就是我们通常说的异常。

三、异常的分类

Exception 分为两类：受查异常和非受查异常。写代码时，受查异常必须要显示处理，否则编译不通过；非受查异常则不需要显示处理。

打一个比方：感冒、蚊虫叮咬、黑眼圈之类的小毛病，可以自愈，且无大碍，就无需就医（受查异常）；急性胃炎、食物中毒之类的大问题，就必须就医或者动手术（非受查异常）。

受查异常示例：

未处理异常，编译不通过。按住 alt+shift+enter，自动添加抛出异常：

RunTimeException 类及其子类异常，都属于非受查异常，即（一）中的示例。

受查异常也叫编译时异常，非受查异常也叫运行时异常，但个人不喜欢这种叫法。异常都是在程序运行时发生的，这种叫法很容易引起误会。

四、throw 和 throws

throw 表示抛出一个异常对象，是真的抛出；而 throws 表示声明该方法抛出了一些异常对象，属于画饼，实际抛没抛出是不知道的，目的是让调用者知道调用该方法需要处理异常。

1、throw

必须写在方法体内部。
抛出的必须是 Exception 或 Exception 子类的对象。
若抛出的是非受查异常对象，则不用处理，交给 JVM 处理。
若抛出的是受查异常对象，则必须处理（声明抛出异常对象），否则编译不通过。
异常一旦抛出，其后的代码就不执行。

2、throws

必须写在方法参数列表后。
声明的必须是 Exception 或 Exception 子类。
一个方法同时抛出多个异常时，用逗号隔开。若这多个异常存在父子关系，声明父类异常即可。

但是，也不能通通直接声明抛出所有异常类的父类 Exception，因为这样仅仅知道可能会出现异常，但不知道异常的准确类型，难以针对性处理。就好像知道对象生气了，但是对象不告诉你生气的原因。

五、异常的处理

异常是客观存在的，当出现异常，需要进行处理，处理的方式有两种：LBYL 和 EAFP。

1、事前防御型（LBYL）

"Look Before Your Leap."，在操作之前就做检查。即先问后做。

执行一个操作前，先检查其异常并处理。

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;

缺点：正常和异常流程混在一起，代码不易理解。

这种处理方式，在 C、C++ 等这种不支持异常或者处理异常能力比较弱的编程语言中使用。

2、事后认错型（EAFP）

"It's Easier to Ask Forgiveness than Permission."，事后获取原谅比事前得到许可更简单。即先做后问。

先执行操作，如果操作抛出异常，再到对应的 catch 进行处理。

 try {
    登陆游戏();
    开始匹配();
    游戏确认();
    选择英雄();
    ...
 } 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;
 }
    ...

优势：正常和异常流程分开，我们更关注的正常流程逻辑清晰，代码更易理解。

这种处理方式，在 Java 这种处理异常能力强的编程语言中使用。

六、异常的捕获和处理 try-catch

调用方法时，使用 try-catch 捕获和处理该方法声明抛出的异常。

1、try 内抛出异常后，后续代码的执行

若抛出异常处，被 catch 捕获，则 try 内后续代码不会执行，try-catch 外后续代码会执行：

printStackTrace 可以打印调用栈（层层抛出异常的位置）。

若抛出异常处，没有匹配的 catch，即没被捕获，则会向上一级调用者抛出，到最后 main 方法的调用者是 JVM，若 main 没捕获异常，则最后被 JVM 处理，造成程序崩溃，退出码为非 0。换句话说，根据前面的结论，一旦抛出异常，后面的程序都不会执行：

2、catch 多个异常

当多个异常的处理方式相同，可以写成：

父类异常可以捕获子类异常：

当多个异常，存在父子关系时，必须子类在前，父类在后（如果父类在子类前，父类把所所有子类及父类本身都捕获了，后面再跟个捕获子类就没意义了）：

七、finally

我们知道，遇到 return 或者异常抛出，后续的代码都不会执行。当我们想 return 或者异常抛出后，立马释放资源怎么办？可以使用 finally（在当前方法结束前执行）：

实际的执行顺序：try 内抛出异常 >> finally 内释放资源 >> 层层抛出程序崩溃。但打印的结果是 “释放资源” 在最后，这里面有原因，println 和 printStackTrace 打印方式不同，具体原因可能以后会学到。

如果 try、catch、finally 块都有 return，则 finally 会覆盖掉前面的：

八、自定义异常类

异常处理，是根据业务来写的。比如电商平台，可能存在商品库存不足、用户余额不足等异常等。此时 Java 标准库提供的异常类可能不够我们使用，我们就需要根据业务自定义异常类。

自定义异常类继承 Exception 类或者 RuntimeException 类。继承 Exception 类默认为受查异常；继承 RuntimeException 类默认为非受查异常。

示例，实现账号登陆异常处理：

// 用户名异常类
class UserNameException extends Exception {
    public UserNameException(String message) {
        super(message);
    }
}

// 密码异常类
class PasswordException extends Exception {
    public PasswordException(String message) {
        super(message);
    }
}

// 登录
class Login {
    public void login(String username, String password) throws UserNameException, PasswordException {
        if (!username.equals("admin"))
            throw new UserNameException("Invalid username"); // 字符串构造方法，出现异常的原因
        if (!password.equals("123"))
            throw new PasswordException("Invalid password");
        System.out.println("Login successful");
    }
}

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Login login = new Login();
        try {
            login.login("张三", "123456");
        } catch (UserNameException | PasswordException e) { // 捕获异常
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}