Java异常处理详解-优快云博客

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一、异常简介

异常本质上是程序上的错误，包括程序逻辑错误和系统错误。通过异常机制，我们可以更好地提升程序的健壮性

二、异常体系结构

Java把异常当作对象来处理，并定义一个基类java.lang.Throwable作为所有异常的超类，所有异常类型都是内置类Throwable的子类。

Throwable两个不同的分支

Error类对象由 Java 虚拟机生成并抛出，大多数错误与代码编写者所执行的操作无关。例如，Java虚拟机运行错误（Virtual MachineError），当JVM不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现 OutOfMemoryError，发生这些异常时，JVM会选择终止程序
Exception表示用户程序可能捕捉的异常情况或者说是程序可以处理的异常

Exception两个不同分支

checked exception 受检异常，也称作非运行期异常或者编译异常
unchecked exception 非受检异常，也称作运行时异常（RuntimeException）

两者异同点：

受检异常种类：IOExeption，SQLException
非受检异常种类：ArrayIndexOutOfBoundsException（数组下标越界）、NullPointerException（空指针异常）、ArithmeticException（算术异常）、MissingResourceException（丢失资源）、ClassNotFoundException（找不到类）等异常
受检异常从程序语法角度讲是必须进行处理的异常，如果不处理，程序就不能编译通过
非受检异常程序中可以选择捕获处理，也可以不处理，不处理的话最终会抛出到虚拟机，导致虚拟机终止程序。这些异常一般是由程序逻辑错误引起的，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生

三、异常处理机制

Java的异常处理本质上是抛出异常和捕获异常

抛出：

方法上使用throws，表示该方法有可能抛出异常
代码内抛出异常对象 throw new Exeception()

捕获：
使用try/catch/finally

异常处理流程：
1、当程序出现异常，JVM自动根据异常的类型实例化一个与之类型匹配的异常类对象。
2、根据异常对象判断是否存在异常处理。如果不存在异常处理，则由JVM对异常默认处理：输出异常信息，结束程序调用。
3、如果存在异常捕获操作，try语句捕获异常类实例化对象，再与catch语句进行异常类型匹配，并处理异常。
4、不管是否匹配到catch语句，如果存在finally语句，就会执行finally语句代码。
5、finally语句后面的代码根据之前是否匹配到catch语句进行处理。如果匹配到catch语句，也即捕获到异常，则继续执行finally后的语句。如果没有匹配到catch语句，则将异常交由JVM默认处理。

四、关键字 try catch finally 执行流程

问题1： try{} 里有一个 return 语句，那么紧跟在这个 try 后的 finally{} 里的 code 会不会被执行，什么时候被执行，在 return 前还是后?

回答： 会执行，在方法返回调用者前（即return前面）执行

public int test() {
    try {
        int i = 1;
        return i;
    } catch (Exception e) {
        return -1;
    } finally{
        System.out.println(-2);
    }
}

结果：
	-2
	返回值还是-1

问题2： try，catch，finally语句中都有return语句，那么执行流程是啥？

回答： finally语句一定会执行，并且finally语句的return语句会覆盖try和catch语句的return值

public int test() {
    try {
        int i = 1;
        i = i / 0;
        return i;
    } catch (Exception e) {
        return -1;
    } finally{
        return -2;
    }
}

结果： -2

这里如果注释掉 i = i / 0;，还是会返回-2，原因上面已经说过

五、自定义异常

public class SelfException extends RuntimeException{
    
    //自定义异常编码
    private final String errorCode;

    public SelfException(String errorCode) {
        super();
        this.errorCode = errorCode;
    }

    public SelfException(String errorCode, String message) {
        super(message);
        this.errorCode = errorCode;
    }

    public SelfException(String errorCode, Throwable cause) {
        super(cause);
        this.errorCode = errorCode;
    }

    public SelfException(String errorCode, String message, Throwable cause) {
        super(message, cause);
        this.errorCode = errorCode;
    }

    public String getErrorCode() {
        return errorCode;
    }


}

当java提供的异常类型不能满足开发需要时，可以自己开发一个异常类，规定不同类型的异常编码。实现自定义异常类，只需要继承Exception或RuntimeException父类即可

比如在代码有会有很多参数校验，就可以自定义异常，给定异常编码，然后在校验参数的方法中抛出自定义异常接口

public class SelfException extends RuntimeException{

    //自定义异常编码
    private final String errorCode;

    public SelfException(String errorCode) {
        super();
        this.errorCode = errorCode;
    }

    public SelfException(String errorCode, String message) {
        super(message);
        this.errorCode = errorCode;
    }

    public SelfException(String errorCode, Throwable cause) {
        super(cause);
        this.errorCode = errorCode;
    }

    public SelfException(String errorCode, String message, Throwable cause) {
        super(message, cause);
        this.errorCode = errorCode;
    }

    public String getErrorCode() {
        return errorCode;
    }
}

public class ValidateParameter {
    public static void main(String[] args) {
        String param = "";
        try {
            validate(param);
        } catch (SelfException e) {
            System.out.println(e.getErrorCode()+ "  "+e.getMessage());
        }
    }

    private static void validate(String parameter) {
        if("".equals(parameter)) {
            throw new SelfException("EXP001", "参数非空异常");
        }
    }
}

运行结果：
EXP001  参数非空异常

自定义异常类SelfException，参数检验不通过抛出该异常对象，使用try/catch捕获该异常，可以获取自定义的异常编码和异常信息。

Tips：
我们可以使try/catch捕获程序抛出的异常，在catch代码块中转化成自定义异常，保留异常堆栈信息，然后抛出自定义异常，在最上层捕获该异常，将其异常编码和信息封装入接口返回值，这样可以让接口调用间异常处理更加简洁

六、异常使用注意事项

1.只在必要使用异常的地方才使用异常
不要用异常去控制程序的流程，这是因为新建异常对象比创建一个普通对象是要更加的耗时。

2.子类重写父类方法的时候，如何确定异常抛出声明的类型

父类的方法没有声明异常，子类在重写该方法的时候不能声明异常；
如果父类的方法声明一个异常exception，则子类在重写该方法的时候声明的异常不能是exception的父类；
如果父类的方法声明的异常类型只有非运行时异常（运行时异常），则子类在重写该方法的时候声明的异常也只能有非运行时异常（运行时异常），不能含有运行时异常（非运行时异常）

3.切忌使用空catch块
在捕获了异常之后什么都不做，相当于忽略了这个异常。千万不要使用空的catch块，空的catch块意味着你在程序中隐藏了错误和异常，并且很可能导致程序出现不可控的执行结果。如果你非常肯定捕获到的异常不会以任何方式对程序造成影响，最好用Log日志将该异常进行记录，以便日后方便更新和维护

4.注意catch块的顺序
不要把父类的异常放在最前面的catch块

try {
        FileInputStream inputStream = new FileInputStream("");
        int ch = inputStream.read();
        System.out.println("aaa");
        return "step1";
    } catch (IOException e) {
　　      System.out.println("io exception");　　      
         return "step2";
    }catch (FileNotFoundException e) {
        System.out.println("file not found");　　　　      
        return "step3";
    }finally{
        System.out.println("finally block");
        //return "finally";
    }

第二个catch的FileNotFoundException将永远不会被捕获到，因为FileNotFoundException是IOException的子类

5.异常处理尽量放在高层进行
尽量将异常统一抛给上层调用者，由上层调用者统一之时如何进行处理。如果在每个出现异常的地方都直接进行处理，会导致程序异常处理流程混乱，不利于后期维护和异常错误排查。由上层统一进行处理会使得整个程序的流程清晰易懂

6.避免多次在日志信息中记录同一个异常
只在异常最开始发生的地方进行日志信息记录。很多情况下异常都是层层向上跑出的，如果在每次向上抛出的时候，都Log到日志系统中，则会导致无从查找异常发生的根源

七、异常信息打印

使用e.getMessage()来获取异常信息，但是这样获取到的信息内容并不全，而且有时候为空，比如NullPointerException空指针异常，就不能获取堆栈信息。

可以使用下面代码获取：

public static String getStackTrace(Throwable ex, int len) {
        StringWriter stringWriter = new StringWriter();

        String retStr = null;
        try (PrintWriter printWriter = new PrintWriter(stringWriter)) {
            ex.printStackTrace(printWriter);
            retStr = stringWriter.toString();
            if (null != retStr && retStr.length() >= len) {
                retStr = retStr.substring(START_NUM_0, len);
            }
        } catch (Exception e) {
            logger.error(e.getMessage(), e);
        }

        return retStr;
    }