2023.8 - java - Java 异常处理和断点

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分类专栏： 2023-java 文章标签： java 开发语言

于 2023-08-24 18:21:50 首次发布

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异常是程序中的一些错误，但并不是所有的错误都是异常，并且错误有时候是可以避免的。

比如说，你的代码少了一个分号，那么运行出来结果是提示是错误 java.lang.Error；如果你用System.out.println(11/0)，那么你是因为你用0做了除数，会抛出 java.lang.ArithmeticException 的异常。

异常发生的原因有很多，通常包含以下几大类：

用户输入了非法数据。
要打开的文件不存在。
网络通信时连接中断，或者JVM内存溢出。

这些异常有的是因为用户错误引起，有的是程序错误引起的，还有其它一些是因为物理错误引起的。-

要理解Java异常处理是如何工作的，你需要掌握以下三种类型的异常：

检查性异常：最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常，这是程序员无法预见的。例如要打开一个不存在文件时，一个异常就发生了，这些异常在编译时不能被简单地忽略。
运行时异常： 运行时异常是可能被程序员避免的异常。与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时被忽略。
错误： 错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。错误在代码中通常被忽略。例如，当栈溢出时，一个错误就发生了，它们在编译也检查不到的。

在Java中，异常分为两大类：检查型异常（Checked Exceptions）和运行时异常（Runtime Exceptions）。

检查型异常（Checked Exceptions）

定义：检查型异常是那些在编译时期就必须被捕获或声明的异常。如果一个方法可能抛出某种类型的检查型异常，那么这个方法必须要么处理这个异常（通过try-catch），要么声明抛出这个异常（通过throws关键字）。
目的：检查型异常的设计初衷是强制程序员处理那些可预见的，可能会在正常程序运行中出现的问题，以增加程序的健壮性。
示例：IOException、SQLException等。

运行时异常（Runtime Exceptions）

定义：运行时异常是那些在执行时期可能被抛出，但不需要显式捕获或声明的异常。它们继承自RuntimeException类。
目的：运行时异常通常指示编程错误，如试图访问空指针、数组越界等。这类异常通常是可以通过改进程序来避免的。
示例：NullPointerException、IndexOutOfBoundsException、ArithmeticException等。

主要区别

处理要求：检查型异常必须在编译时被捕获或通过方法签名声明，而运行时异常则无此要求。
设计哲学：检查型异常用于那些在编写程序时就应该被考虑的情况，以确保程序的健壮性；运行时异常则用于指示程序中的错误，通常是由于程序员的失误导致的。

如何选择

当异常情况是外部错误，且程序员希望调用者必须处理这种情况时，应该使用检查型异常。
当异常情况是由于程序内部错误，如逻辑错误或不正确的使用API导致的，应该使用运行时异常。

子类重写父类方法时，是否可以声明抛出异常（throws），以及可以抛出哪些类型的异常，主要取决于以下几个因素：

被重写的方法的异常类型：子类重写的方法不能抛出比父类方法更广泛的检查型异常（checked exceptions）。这意味着，如果父类方法没有声明抛出任何检查型异常，那么子类的方法也不能声明抛出检查型异常。如果父类方法声明了抛出某些检查型异常，那么子类方法可以声明抛出相同的异常或这些异常的子类型，也可以不抛出任何异常。

运行时异常（RuntimeException）和其子类：不受上述规则限制。无论父类方法是否声明抛出异常，子类都可以声明抛出任何运行时异常。

方法的签名：异常声明是方法签名的一部分，但在重写方法时，子类方法的返回类型、方法名称、参数列表必须与父类方法完全相同。异常类型的规则则遵循上述描述。

接口默认方法：如果子类实现的接口中有默认方法，并且这个类的父类也有相同的方法，子类在重写这个方法时，对于异常的处理也需要遵循上述规则。

Exception 类的层次

所有的异常类是从 java.lang.Exception 类继承的子类。

Exception 类是 Throwable 类的子类。除了Exception类外，Throwable还有一个子类Error 。

Java 程序通常不捕获错误。错误一般发生在严重故障时，它们在Java程序处理的范畴之外。

Error 用来指示运行时环境发生的错误。

例如，JVM 内存溢出。一般地，程序不会从错误中恢复。

异常类有两个主要的子类：IOException 类和 RuntimeException 类。

NullPointerException（空指针异常）

是一种常见的运行时异常，通常在Java和其他类似的编程语言中出现。它表示在代码中尝试访问一个空（null）引用的对象时发生了错误。当你尝试调用一个空引用的方法、访问空引用的属性或者使用空引用执行其他操作时，就会抛出NullPointerException。这通常是由于以下几种情况导致的：

1. 未初始化的引用：如果你尝试使用一个未初始化（赋予null值）的引用，就会抛出空指针异常。

String str;
System.out.println(str.length()); // 会抛出 NullPointerException

2. 调用空引用的方法：如果你尝试调用一个空引用的方法，就会抛出空指针异常。

String str = null;
System.out.println(str.length()); // 会抛出 NullPointerException

3. 对象引用为null：如果你尝试访问一个对象引用的属性或执行其他操作时，而该对象引用为null，就会抛出空指针异常。

String str = null;
System.out.println(str.toUpperCase()); // 会抛出 NullPointerException

为了避免空指针异常，你应该始终确保在使用引用之前，对其进行初始化或者检查其是否为null。可以使用条件语句（如if语句）来检查引用是否为null，或者使用可空类型（如Java 8的Optional）来处理可能为空的引用。

String str = null;
if (str != null) {
    System.out.println(str.length());
} else {
    System.out.println("str is null");
}

OutOfMemoryError（内存溢出错误）
是一种Java运行时错误，表示应用程序在尝试分配内存时无法满足需求，导致内存耗尽。当Java虚拟机（JVM）无法分配更多的内存给应用程序时，就会抛出OutOfMemoryError。

OutOfMemoryError通常由以下几种情况引起：

1. 内存泄漏：当应用程序持续分配内存，但无法释放不再使用的对象时，会导致内存泄漏。随着时间的推移，可用内存逐渐减少，最终导致内存溢出。

2. 大对象或大量对象：如果应用程序需要分配大量的内存来创建大对象或大量的对象，而可用内存不足以容纳它们，就会引发OutOfMemoryError。

3. 递归调用：如果一个递归函数的递归层数过多，每个递归调用都会在堆栈中创建一个新的栈帧，当栈空间耗尽时，就会抛出OutOfMemoryError。

处理OutOfMemoryError的方法取决于具体的情况：

1. 内存泄漏：通过仔细检查代码，确保及时释放不再使用的对象，并使用合适的数据结构和算法来最小化内存占用。

2. 大对象或大量对象：考虑使用对象池或缓存来重复使用对象，避免频繁地创建和销毁对象。

3. 递归调用：优化递归算法，确保递归层数不会过多，或者改为使用迭代循环来替代递归。

package Practices.exception;

/**
 * @author Vince
 * @create 2023-09-13-10:43
 */
public class demo1 {

    int cacu(int a, int b) throws Exception {
        int c = 0;
        System.out.println("计算开始");
        try {
            c = a / b;
        } catch (Exception e) {
            throw e;
        }finally {
            System.out.println("计算结束");
        }
        return c;
    }
}

class   test_demo1{
    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

    static void test(){
        try {
            demo1 d = new demo1();
            int a = d.cacu(10,0);
            System.out.println(a);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("异常产生 " + e);
        }
    }
}

如果一个方法实现一个【throws Exception】方法，那么该方法可以捕获异常或者继续向上抛出异常①，①：此时主方法要实现【throws Exception】

Exception 和 RuntimeException 的区别：

①：Exception的异常必须进行捕获，而runtimeException的异常可以不进行捕获。

（Integer.parseInt(String s)） throws NumberformatException;

② runtimeException是 Exception的子类

③：常见的RuntimeException ：NullpointException、NumberFormatException、ArithmeticException、ArrayIndexOfBoundsException、ClassCastException。

自定义异常：

package Practices.exception;

/**
 * @author Vince
 * @create 2023-09-13-13:42
 */
public class myNameException extends Exception {
    myNameException(String msg) {
        super(msg);
    }
}

class  test_myNameException {
    public  static  void  main(String[] args) {
       try {
           throw    new myNameException("hahaha");
       } catch (myNameException e) {
           System.out.println(e);
       }
    }
}