Java异常处理详解-优快云博客

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这篇博客详细介绍了Java中的异常处理，包括异常的概述、异常体系结构、常见异常类型、try-catch-finally处理机制、throws关键字的使用，以及如何自定义异常类。重点讲述了异常的分类，异常处理的两种方式，并提供了相关代码示例和实践练习。

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01 异常概述与异常体系结构

1.1 异常分类

02 常见异常

03 异常处理一（try-catch-finally）

3.1 finally的使用（可选的）

04 异常处理机制二：throws + 异常类型

01 异常概述与异常体系结构

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

Error（编译时期，只能通过改代码处理）

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（栈溢出--》递归）和 OOM（堆溢出--》new Integer[1024 * 1024 *1024]）。一般不编写针对性的代码进行处理

Exception(本节重点)

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。

空指针访问
试图读取不存在的文件
网络连接中断
数组角标越界

1.1 异常分类

运行时异常（红色）

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。

编译时异常（蓝色）

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 J ava 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。

02 常见异常

import java.io.File;
import java.util.Date;
import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;
/*
java.lang.Throwable

        * 		|----java.lang.Error:一般不编写针对性的代码进行处理
        * 		|----java.lang.Exception:可以进行异常处理
        * 			|----编译时异常(checked)
        * 				|----IOEXception
        * 					|----FileNotFoundException
        * 				|----ClassNotFoundException
        * 			|----运行时异常(unchecked)
        * 				|----NullPointerException
        * 				|----ArrayIndexOutOfBoundsException
        * 				|----ClassCaseException
        * 				|----NumberFormatException
        * 				|----InputMismatchException
        * 				|----ArithmaticException
  */      

public class ExceptionTest {
    public static void main(String[] args){
  // 编译时异常
     //   File file = new File();
    //	File file = new File("hello.txt");
//		FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
//
//		int data = fis.read();
//		while(data != -1){
//			System.out.print((char)data);
//			data = fis.read();
//		}
//
//		fis.close()


  /////*************运行时异常***********
       // InputMismatchException
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int scan = scanner.nextInt();
        // 如果输入不是int型，则有异常


        // NumberFormatException
        String str1= "123";
        int num = Integer.parseInt(str1); // 此时可以

        String str2 = "abc";
        int num2 = Integer.parseInt(str2); // 出现异常

        // ClassCastException
        Object obj = new Date();
        String str = (String) obj; // 不能转型


        // ArrayIndexOutOfBoundsException
        int[] arr1 = new int[3];
        System.out.println(arr1[3]);
        String str3 = "null";
        System.out.println(str3.charAt(5));

        // NullPointerException
        int[] arr = null;
        System.out.println(arr[3]);

        String str4 = null;
        System.out.println(str4.charAt(0));


    }
}

03 异常处理一（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。

方式一：try-catch-finally

方式二：throws + 异常类型

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

import org.junit.Test;

/*
 * 异常的处理:抓抛模型
 * 
 * 过程一:“抛”：程序在征程执行过程中，一旦出现异常，就会在异常代码处生成一个对应异常类的对象
 * 			 并将此对象抛出。
 * 			一旦抛出对象以后，其后的代码就不再执行。
 * 
 * 过程二:“抓”:可以理解为异常的处理方式：① try-catch-finally  ② throws
 * 
 * 二、try-catch-finally的使用
 * 
 * try{
 * 		//可能出现异常的代码
 * }catch(异常类型1 变量名1){
 * 		//处理异常的方式1
 * }catch(异常类型2 变量名2){
 * 		//处理异常的方式2
 * }catch(异常类型3 变量名3){
 * 		//处理异常的方式3
 * }
 * ...
 * finally{
 * 		//一定会执行的代码
 * }
 * 
 * 说明:
 * 1.finally是可选的。
 * 2.使用try将可能出现异常代码包装起来，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。
 * 3.一旦try中的异常对象匹配到某一个catch时，就进入catch中进行异常的处理。一旦处理完成，就跳出当前的
 *   try-catch结构（在没有写finally的情况）。继续执行其后的代码。
 * 4.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。（互斥）
 *   catch中的异常类型如果满足子父类关系，则要求子类一定声明在父类的上面。否则，报错

 * 5.常用的异常对象处理的方式： ① String getMessage()    ② printStackTrace()
 * 6.在try结构中声明的变量，再出了try结构以后，就不能再被调用,例65行:System.out.println(num);
 * 7.try-catch-finally结构可以嵌套  
 * 
 * 体会1：使用try-catch-finally处理编译时异常，使得程序在编译时就不再报错，但是运行时仍可能报错。
 *     相当于我们使用try-catch-finally将一个编译时可能出现的异常，延迟到运行时出现。
 *     
 * 体会2：开发中，由于运行时异常比较常见，所以我们通常就不针对运行时异常编写try-catch-finally了。
 *      针对于编译时异常，我们说一定要考虑异常的处理。
 */
public class ExceptionTest1 {
	
	@Test
	public void test2(){
		try{ //运行代码块
			File file = new File("hello.txt");
			FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
			
			int data = fis.read();
			while(data != -1){
				System.out.print((char)data);
				data = fis.read();
			}
			
			fis.close();
		}catch(FileNotFoundException e){
			e.printStackTrace();
		}catch(IOException e){
			e.printStackTrace();
		}
	}

	@Test
	public void test1(){
		
		String str = "123";
		str = "abc";
		try{
			int num = Integer.parseInt(str);	
			
			System.out.println("hello-----1");
		}catch(NumberFormatException e){
//			System.out.println("出现数值转换异常了，不要着急....");
			//String getMessage():
//			System.out.println(e.getMessage());
			//printStackTrace():
			e.printStackTrace();
		}catch(NullPointerException e){
			System.out.println("出现空指针异常了，不要着急....");
		}catch(Exception e){
			System.out.println("出现异常了，不要着急....");
		}
//		System.out.println(num);
		
		System.out.println("hello----2");
	}
}

3.1 finally的使用（可选的）

* 1.finally是可选的。
* 2.finally中声明的是一定会被执行的代码。即使catch中又出现异常了，try中有return语句，catch中有 return语句等情况。
* 3.像数据库连接、输入输出流、网络编程Socket等资源，JVM是不能自动的回收的，我们需要自己手动的进行资源的释放。此时的资源释放，就需要声明在finally中。

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

import org.junit.Test;

public class FinallyTest {

	@Test
	public void test2() {
		FileInputStream fis = null;  // 模块外声明
		try {
			File file = new File("hello1.txt");//文件可能不存在，而出现异常
			fis = new FileInputStream(file);

			int data = fis.read();
			while (data != -1) {
				System.out.print((char) data);
				data = fis.read();
			}

		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {  // 关闭文件，释放资源
			try {
				if (fis != null)    // 可以嵌套，防止空指针异常
					fis.close();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

	@Test
	public void testMethod() {
		int num = method();
		System.out.println(num);
	}

	public int method() {

		try {
			int[] arr = new int[10];
			System.out.println(arr[10]);
			return 1;
		} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
			e.printStackTrace();
			return 2;
		} finally {
			System.out.println("我一定会被执行");
			return 3;  // 结果返回3，如果没有return则返回catch中的语句
		}
	}

	@Test
	public void test1() {
		try {
			int a = 10;
			int b = 0;
			System.out.println(a / b);
		} catch (ArithmeticException e) {
			// e.printStackTrace();

			int[] arr = new int[10];
			System.out.println(arr[10]);

		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		// System.out.println("我好慢呀~~~");
		finally {
			System.out.println("我好慢呀~~~");
		}
	}
}

04 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；
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。（ClassCastException 和Exception）

throws并未真正处理抛出的异常，而是交给该方法的调用者处理

4.1 代码举例


public class ExceptionTest2 {
	
	public static void main(String[] args){
		try {
			method2();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		
		method3();
	}
	
	public static void method3(){
		try {
			method2();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	public static void method2() throws IOException{
		method1();
	}

	
	public static void method1() throws FileNotFoundException,IOException{
		File file = new File("hello1.txt");
		FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
		
		int data = fis.read();
		while(data != -1){
			System.out.print((char)data);
			data = fis.read();
		}
		
		fis.close();
		
		System.out.println("hahaha!");
	}
}

4.2 抛出异常的原则

import java.io.IOException;

/*
子类抛出异常不能超过父类，如果父类没有抛出异常，子类也不能抛出
 */
public class Override {
    public void display (Superclass s){
        try{
            s.method(); // 可能会抛出一个异常，要对异常进行处理
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }

    }

}
class Superclass{

    public void method() throws IOException{

    }
}

class Subclass extends Superclass{

    public void method() throws Exception{  // 这里报错


    }
    
}

/* 3. 开发中如何选择使用try-catch-finally 还是使用throws？
* 3.1 如果父类中被重写的方法没有throws方式处理异常，则子类重写的方法也不能使用throws，意味着如果 子类重写的方法中有异常，必须使用try-catch-finally方式处理。
* 3.2 执行的方法a中，先后又调用了另外的几个方法，这几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-finally方式进行处理。
*/

4.3 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 StudentTest {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			Student s = new Student();
//		s.regist(1001); // 运行正常
			s.regist(-1001);
			System.out.println(s);
		} catch (Exception e) {
//			e.printStackTrace();
			System.out.println(e.getMessage());
		}
	}
}
class Student{
	private int id;
	
	public void regist(int id) throws Exception{  // 方法抛出异常
		if(id > 0){
			this.id = id;
		}else{
//			System.out.println("您输入的数据非法！");
			//手动抛出异常
//			throw new RuntimeException("您输入的数据非法！");
			throw new Exception("您输入的数据非法！"); // 新建Exception
			
		}
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Student [id=" + id + "]";
	}
	
}

05 如何自定义异常类

/*
 * 如何自定义异常类？
 * 1.继承于现有的异常结构：RuntimeException 、Exception
 * 2.提供全局常量：serialVersionUID // 模仿，提供序列号作为类的标识
 * 3.提供重载的构造器
 * 
 */
public class MyException extends RuntimeException{  // 运行时异常
	static final long serialVersionUID = -7034897193246939L;
	 //构造器
	public MyException(){
		
	}
	
	public MyException(String msg){
		super(msg);
	}
}

06 练习

练习1——ReturnExceptionDemo类

public class ReturnExceptionDemo {
	static void methodA() {
		try {
			System.out.println("进入方法A");   // -------1
			throw new RuntimeException("制造异常"); //--------3
		} finally {
			System.out.println("用A方法的finally");// -------2
		}
	}

	static void methodB() {
		try {
			System.out.println("进入方法B");
			return;
		} finally {
			System.out.println("调用B方法的finally");
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		try {
			methodA();                      // 进入方法a；用a的finally
		} catch (Exception e) {
			System.out.println(e.getMessage());  // 制造异常
		}
			
		methodB();
	}
}

练习二

/*
编写应用程序 EcmDef java 接收命令行的两个参数 要求不能输入负数 计算两数相除 。
对数据类型不一致
NumberFormatException 、 缺少命令行参数ArrayIndexOutOfBoundsException 、
除0 ArithmeticException 及输入负数 EcDef 自定义的异常 进行异常处理 。

提示：
(1 在主类 EcmDef 中定义异常方法 ecm 完成两数相除功能 。
(2 在 main() 方法中使用异常处理语句进行异常处理 。
(3 在程序中 自定义对应输入负数的异常类 EcDef 。
(4 运行时接受参数 java EcmDef 20 10 args 0 20 args 1 10
(5 Interger 类的 static 方法 parseInt (String s) 将 s 转换成对应的 int 值 。
如int a= Interger parseInt 314 ”)”);;// 314
 */
public class EcmDef {
    public static void main(String[] args){  //  命令行参数丛这接Shou
        try{
            int i = Integer.parseInt(args[0]);  // NumberFormatException
            int j = Integer.parseInt(args[1]);  // 如果少一个 ArrayIndexOutOfBoundsException
            int result =  ecm(i,j);
            System.out.println(result);
        }catch(NumberFormatException e){
            System.out.println("数据类型不一致");
        }catch(ArrayIndexOutOfBoundsException  e){
            System.out.println("缺少命令行参数");
        }catch(ArithmeticException e){
            System.out.println("除0");
        }catch(Ecdef e){
            System.out.println(e.getMessage());
        }

    }


    public static int ecm(int i, int j) throws Ecdef{ // 定义方法抛出异常
        if(i < 0 || j < 0){
             throw new Ecdef("分子分母不能为负数"); //出现异常的处理，新建一个异常对象，并输出信息
        }
        return i / j;

    }
}

// 首先自定义异常Ecdef
class Ecdef extends Exception{
    // 定义全局常量
    static final long serialVersionUid = -3344232442323l;

    // 构造器

    public Ecdef() {
    }

    public Ecdef(String message) {
        super(message);
    }
}