hello，家人们！今天的分享是Java异常的知识。
目录
异常的背景
初识异常
我们曾经的代码中已经接触了一些 “异常” 了. 例如:
除以 0:
System.out.println(10 / 0);
数组下标越界:
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3};
System.out.println(arr[100]);
}
访问 null 对象:
public class TestDemo4 {
public int num = 10;
public static void main(String[] args) {
TestDemo4 t = null;
System.out.println(t.num);
}
}
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…
异常的种类有很多, 不同种类的异常具有不同的含义, 也有不同的处理方式
防御式编程
错误在代码中是客观存在的. 因此我们要让程序出现问题的时候及时通知程序猿. 我们有两种主要的方式:
LBYL: Look Before You Leap. 在操作之前就做充分的检查.
EAFP: It’s Easier to Ask Forgiveness than Permission. “事后获取原谅比事前获取许可更容易”. 也就是先操作, 遇到问题再处理.
这两个概念不要死记硬背！！！
简单理解：
(1)LBYL：过马路，得到同意，你拉起你男（女）朋友的手过去。
(2)EAFP：过马路，没得到同意，你拉起你男（女）朋友的手过去，大不了事后被打一下。
异常的核心思想就是 EAFP
异常的基本用法
捕获异常
基本语法
try{
有可能出现异常的语句 ;
}[catch (异常类型 异常对象) {
} ... ]
[finally {
异常的出口
}]
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
不处理异常
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3};
System.out.println("before");
System.out.println(arr[100]);
System.out.println("after");
}
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 后的程序执行过程
int[] arr = {1, 2, 3};
try {
System.out.println("before");
System.out.println(arr[100]);
System.out.println("after");
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
// 打印出现异常的调用栈
e.printStackTrace();
}
System.out.println("after try catch");
}
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.
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e.printStackTrace();的方式查看出现异常代码的调用栈.
catch 只能处理对应种类的异常
我们修改了代码, 让代码抛出的是空指针异常
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3};
try {
System.out.println("before");
arr = null;
System.out.println(arr[100]);
System.out.println("after");
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("after try catch");
}
此时, catch 语句不能捕获到刚才的空指针异常. 因为异常类型不匹配.
catch可以有多个
public static void main(String[] args) {
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");
}
一段代码可能会抛出多种不同的异常, 不同的异常有不同的处理方式. 因此可以搭配多个 catch 代码块.
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) {
...
}
也可以用一个 catch 捕获所有异常(不推荐)
public static void main(String[] args) {
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");
}
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.
如刚才的代码,NullPointerException和ArrayIndexOutOfBoundsException都是 Exception 的子类, 因此都能被捕获到.
finally 表示最后的善后工作, 例如释放资源
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
try {
int n = scanner.nextInt();
System.out.println(10/n);
}catch (InputMismatchException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("输入有误！");
}catch (ArithmeticException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("算术异常，可能0作为了除数");
}finally {
//一般用作 资源的关闭
scanner.close();
System.out.println("finally执行了！");
}
}
无论是否存在异常, finally 中的代码一定都会执行到. 保证最终一定会执行到 Scanner 的 close方法
使用 try 负责回收资源
刚才的代码可以有一种等价写法, 将 Scanner 对象在 try 的 ( ) 中创建, 就能保证在 try 执行完毕后自动调用 Scanner的 close方法
public static void main(String[] args) {
try (Scanner scanner = new Scanner(System.in)) {
int n = scanner.nextInt();
System.out.println(10 / n);
} catch (InputMismatchException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("输入有误！");
} catch (ArithmeticException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("算术异常，可能0作为了除数");
} finally {
//一般用作 资源的关闭
System.out.println("finally执行了！");
}
}
小技巧
IDEA能自动检查我们的代码风格, 并给出一些更好的建议.
如我们之前写的代码, 在try上有一个 “加深底色” , 这时IDEA针对我们的代码提出了一些更好的建议
此时把光标放在 try 上悬停, 会给出原因. 按下 alt + enter, 会弹出一个改进方案的弹窗. 我们选择其中的
此时我们的代码就自动被IDEA调整成上面的样式
如果本方法中没有合适的处理异常的方式, 就会沿着调用栈向上传递
public static void main(String[] args) {
try {
func();
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("after try catch");
}
public static void func() {
int[] arr = {1, 2, 3};
System.out.println(arr[100]);
}
如果向上一直传递都没有合适的方法处理异常, 最终就会交给 JVM 处理, 程序就会异常终止(和我们最开始未使用 try catch 时是一样的)
public static void main(String[] args) {
func1();
System.out.println("after try catch");
}
public static void func1() {
int[] arr = {1, 2, 3};
System.out.println(arr[100]);
}
可以看到, 程序已经异常终止了, 没有执行到 System.out.println("after try catch"); 这一行
异常处理流程
1、程序先执行
try中的代码
2、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.
3、如果找到匹配的异常类型, 就会执行 catch中的代码
4、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.
5、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).
6、如果上层调用者也没有处理的了异常, 就继续向上传递.
7、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.
抛出异常
除了 Java 内置的类会抛出一些异常之外, 程序猿也可以手动抛出某个异常. 使用 throw 关键字完成这个操作
public static void main(String[] args) {
System.out.println(divide(10, 0));
}
public static int divide(int x, int y) {
if (y == 0) {
throw new ArithmeticException("抛出除 0 异常");
}
return x / y;
}
在这个代码中, 我们可以根据实际情况来抛出需要的异常. 在构造异常对象同时可以指定一些描述性信息
异常说明
我们在处理异常的时候, 通常希望知道这段代码中究竟会出现哪些可能的异常.
我们可以使用 throws 关键字, 把可能抛出的异常显式的标注在方法定义的位置. 从而提醒调用者要注意捕获这些异常
public static void main(String[] args) {
System.out.println(divide(10, 0));
}
public static int divide(int x, int y) throws ArithmeticException {
if (y == 0) {
throw new ArithmeticException("抛出除 0 异常");
}
return x / y;
}
关于 finally 的注意事项
finally 中的代码保证一定会执行到. 这也会带来一些麻烦
public static void main(String[] args) {
System.out.println(func2());
}
public static int func2() {
try {
return 10;
} finally {
return 20;
}
}
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)
Java 异常体系
Java 内置了丰富的异常体系, 用来表示不同情况下的异常.
下图表示 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类NullPointerException , IndexOutOfBoundsException 等.
Java语言规范将派生于 Error 类或 RuntimeException 类的所有异常称为 非受查异常, 所有的其他异常称为 受查异常.
如果一段代码可能抛出 受查异常, 那么必须显式进行处理.
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
显式处理的方式有两种:
a) 使用 try catch 包裹起来
public static void main(String[] args) {
System.out.println(readFile());
}
public static String readFile() {
File file = new File("D:/text.txt");
Scanner sc = null;
try {
sc = new Scanner(file);
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
return sc.nextLine();
}
b) 在方法上加上异常说明, 相当于将处理动作交给上级调用者
public static void main(String[] args) {
try {
System.out.println(readFile());
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static String readFile() throws FileNotFoundException {
File file = new File("d:/text.txt");
Scanner sc = new Scanner(file);
return sc.nextLine();
}
别忘了 IDEA 神奇的 alt + enter, 能够快速修正代码
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 TestDemo3 {
private static String userName = "chen";
private static String password = "123456";
public static void main(String[] args) {
login("man", "123456");
}
public static void login(String userName, String password) {
if (!TestDemo3.userName.equals(userName)) {
// TODO 处理用户名错误
}
if (!TestDemo3.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 NameException extends RuntimeException{
public NameException(String message){
super(message);
}
}
class PasswordException extends RuntimeException{
public PasswordException(String message){
super(message);
}
}
public class TestDemo3 {
private static final String name = "chen";
private static final String password = "123456";
public static void login(String name,String password) throws NameException,PasswordException{
if(!TestDemo3.name.equals(name)){
//System.out.println("用户名错误！");
throw new NameException("用户名错误！");
}
if(!TestDemo3.password.equals(password)){
//System.out.println("密码错误！");
throw new PasswordException("密码错误！");
}
}
public static void main(String[] args) {
try{
login("chenman","123456");
}catch (NameException e){
e.printStackTrace();
System.out.println("用户名错误了！");
}catch (PasswordException e){
e.printStackTrace();
System.out.println("密码错误了！");
}finally {
System.out.println("finally执行了！");
}
//System.out.println("hello world");
}
}
注意事项:
自定义异常通常会继承自
Exception或者RuntimeException
继承自Exception的异常默认是受查异常
继承自RuntimeException的异常默认是非受查异常
总结
异常这一块的知识点相对来说是比较简单的，比较容易接受，但是，还是得自己上手才知道。好了，今天的梳理就到这里了，如果对你有帮助，记得给博主点赞哟！加油！让我们一起努力，一起进步！！！
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