Java异常

1、定义：

异常（Exception）：Java代码在运行时期发生的问题就是异常。

在Java中，把异常信息封装成了一个类。当出现了问题时，就会创建异常类对象并抛出异常相关的信息（如异常出现的位置、原因等）。

首先来看一下Throwable类

定义：Throwable 类是 Java 语言中所有错误或异常的超类。只有当对象是此类（或其子类之一）的实例时，才能通过 Java 虚拟机或者 Javathrow 语句抛出。

Throw类下面有两个子类，一个是Exception（异常），一个是Error（错误）

2、异常和错误的区别：

异常：指程序在编译、运行期间发生了某种异常(XxxException)，我们可以对异常进行具体的处理。若不处理异常，程序将会结束运行。

错误：指程序在运行期间发生了某种错误(XxxError)，Error错误通常没有具体的处理方式，程序将会结束运行。Error错误的发生往往都是系统级别 的问题，都是jvm所在系统发生的，并反馈给jvm的。我们无法针对处理，只能修正代码。

异常的演示如下：

public static void main(String[] args) {
	int[] arr = new int[3];
	System.out.println(arr[0]);
	System.out.println(arr[3]);
// 该句运行时发生了数组索引越界异常ArrayIndexOutOfBoundsException，由于没有处理异常，导致程序无法继续执行，程序结束。
	System.out.println("over"); // 由于上面代码发生了异常，此句代码不会执行
}

错误的演示如下：

public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[1024*1024*100];
//该句运行时发生了内存溢出错误OutOfMemoryError，开辟了过大的数组空间，导致JVM在分配数组空间时超出了JVM内存空间，直接发生错误。
}

3、RuntimeException

Exception下面有非常多的子类，有一个子类要特殊说明一下，RuntimeException子类，RuntimeException及其它的子类只能在Java程序运行过程中出现（不能在编译的时候发现这个错误）。

4、用throw抛出异常

  在java中，提供了一个throw关键字，它用来抛出一个指定的异常对象。那么，抛出一个异常具体如何操作呢？
 1,创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。
 2,需要将这个异常对象告知给调用者。怎么告知呢？怎么将这个异常对象传递到调用者处呢？通过关键字throw就可以完成。throw 异常对象；
     throw用在方法内，用来抛出一个异常对象，将这个异常对象传递到调用者处，并结束当前方法的执行。

示例代码：

   1、首先编写一个工具类

class ArrayTools{
	//通过给定的数组，返回给定的索引对应的元素值。
	public static int getElement(int[] arr,int index)	{
		/*
		若程序出了异常，JVM它会打包异常对象并抛出。但是它所提供的信息不够给力。想要更清晰，需要自己抛出异常信息。
下面判断条件如果满足，当执行完throw抛出异常对象后，方法已经无法继续运算。这时就会结束当前方法的执行，并将异常告知给调用者。这时就需要通过异常来解决。
		*/
		if(arr==null){
			throw new NullPointerException("arr指向的数组不存在");
		}
		if(index<0 || index>=arr.length){
			throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("错误的角标，"+index+"索引在数组中不存在");
		}
		int element = arr[index];
		return element;
	}
}

    2 、测试类

class ExceptionDemo3 {
	public static void main(String[] args) {
		int[] arr = {34,12,67}; //创建数组
		int num = ArrayTools.getElement(null,2);// 调用方法，获取数组中指定索引处元素
//int num = ArrayTools.getElement(arr,5);// 调用方法，获取数组中指定索引处元素
		System.out.println("num="+num);//打印获取到的元素值
	}
}

5、用throws声明异常

声明：将问题标识出来，报告给调用者。如果方法内通过throw抛出了编译时异常，而没有捕获处理（稍后讲解该方式），那么必须通过throws进行声明，让调用者去处理。

如果一个方法里出现里异常，如果想交给调用者处理的话，一定要在方法名后面加上throws，否则调用者是无法在异常出现时捕捉并处理的。

声明异常的演示：

class Demo{
	/*
	如果定义功能时有问题发生需要报告给调用者。可以通过在方法上使用throws关键字进行声明。
	*/
	public void show(int x)throws Exception	{
		if(x>0){
			throw new Exception();
		} else {
			System.out.println("show run");
         }
	}
}

throws用于进行异常类的声明，若该方法可能有多种异常情况产生，那么在throws后面可以写多个异常类，用逗号隔开。

多个异常的情况，例如:
public static int getElement(int[] arr,int index) throws NullPointerException, ArrayIndexOutOfBoundsException {
	if(arr==null){
		throw new NullPointerException("arr指向的数组不存在");
	}
	if(index<0 || index>=arr.length){
		throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("错误的角标，"+index+"索引在数组中不存在");
	}
	int element = arr[index];
	return element;
}

6、用try  catch  finally捕捉异常并处理

格式如下：

try {
	//需要被检测的语句。
}
catch(异常类 变量) { //参数。
	//异常的处理语句。
}
finally {
	//一定会被执行的语句。
}

try：该代码块中编写可能产生异常的代码。
catch：用来进行某种异常的捕获，实现对捕获到的异常进行处理。
finally：有一些特定的代码无论异常是否发生，都需要执行。另外，因为异常会引发程序跳转，导致有些语句执行不到。
         而finally就是解决这个问题的，在finally代码块中存放的代码都是一定会被执行的。

class ExceptionDemo{
	public static void main(String[] args){ //throws ArrayIndexOutOfBoundsException
		try	{
              int[] arr = new int[3];
			System.out.println( arr[5] );// 会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException
			当产生异常时，必须有处理方式。要么捕获，要么声明。
		}
		catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) { //括号中需要定义什么呢？try中抛出的是什么异常，在括号中就定义什么异常类型。 
			System.out.println("异常发生了");
		} finally {
              arr = null; //把数组指向null，通过垃圾回收器，进行内存垃圾的清除
}
		System.out.println("程序运行结果");
	}
}

也可以自己在try...catch里手动抛出异常，然后捕捉

void show(){ //不用throws 
	try{
		throw new Exception();//产生异常，直接捕获处理
	}catch(Exception e){
//处理方式	
	}
}

一个try ，可以对应多个catch，不过要注意这种异常处理方式，要求多个catch中的异常不能相同，并且若catch中的多个异常之间有子父类异常的关系，那么子类异常要求在上面的catch处理，父类异常在下面的catch处理。

void show(){ //不用throws 
	try{
		throw new Exception();//产生异常，直接捕获处理
	}catch(XxxException e){
//处理方式	
	}catch(YyyException e){
//处理方式	
	}catch(ZzzException e){
//处理方式	
	}
}

try..finally组合：异常捕捉到时，可以没有catch操作。这样做的主要功能是在finally代码块里写关闭资源的操作。

void show(){//需要throws 
	try{
	    throw new Exception();
	}finally {
		//释放资源
	}
}

RuntimeException和他的所有子类异常,都属于运行时期异常。NullPointerException,ArrayIndexOutOfBoundsException等都属于运行时期异常.
运行时期异常的特点:
   1、方法中抛出运行时期异常,方法定义中无需throws声明,调用者也无需处理此异常
   2、运行时期异常一旦发生,需要程序人员修改源代码.

class ExceptionDemo{
    public static void main(String[] args){
         method();
    }
    public static void method(){
        throw new RuntimeException();
    }
}

7、异常在方法重写中细节

1、子类覆盖父类方法时，如果父类的方法声明异常，子类只能声明父类异常或者该异常的子类，或者不声明。

例如：
class Fu {
	public void method () throws RuntimeException {
}
}
class Zi extends Fu {
	public void method() throws RuntimeException { }  //抛出父类一样的异常
	//public void method() throws NullPointerException{ } //抛出父类子异常
}

2  当父类方法声明多个异常时，子类覆盖时只能声明多个异常的子集。

例如：
class Fu {
	public void method () throws NullPointerException, ClassCastException{
}
}
class Zi extends Fu {
	public void method()throws NullPointerException, ClassCastException { }  		public void method() throws NullPointerException{ } //抛出父类异常中的一部分
	public void method() throws ClassCastException { } //抛出父类异常中的一部分
}

3  当被覆盖的方法没有异常声明时，子类覆盖时无法声明异常的。

例如：
class Fu {
	public void method (){
}
}
class Zi extends Fu {
	public void method() throws Exception { }//错误的方式
}

举例：父类中会存在下列这种情况，接口也有这种情况
如果接口中没有声明异常，而实现的子类覆盖方法时发生了异常，怎么办？
这种情况下，子类方法无法进行throws声明，只能catch的捕获。万一问题处理不了呢？catch中继续throw抛出，但是只能将异常转换成RuntimeException子类抛出,如下：

interface Inter {
	public abstract void method();
}
class Zi implements Inter {
	public void method(){ //无法声明 throws Exception
		int[] arr = null;
		if (arr == null) {
			//只能捕获处理
			try{
throw new Exception(“哥们，你定义的数组arr是空的!”);
} catch(Exception e){
    System.out.println(“父方法中没有异常抛出，子类中不能抛出Exception异常”);
	    //我们把异常对象e，采用RuntimeException异常方式抛出
		throw new RuntimeException(e);
          }
      }
  }
}

8、异常相关api

    getMessage方法：返回该异常的详细信息字符串，即异常提示信息
 toString方法：返回该异常的名称与详细信息字符串
 printStackTrace：在控制台输出该异常的名称与详细信息字符串、异常出现的代码位置

try {
	Person p= null;
	if (p==null) {
		throw new NullPointerException(“出现空指针异常了，请检查对象是否为null”);
}
} catch (NullPointerException e) {
	String message = e.getMesage();
	System.out.println(message ); 
	
	String result = e.toString();
	System.out.println(result);	
	
	e.printStackTrace(); 
}

9、自定义异常

继承Exception

class MyException extends Exception{
	/*
	为什么要定义构造函数，因为看到Java中的异常描述类中有提供对异常对象的初始化方法。
	*/
	public MyException(){
		super();
	}
	public MyException(String message)	{
		super(message);// 如果自定义异常需要异常信息，可以通过调用父类的带有字符串参数的构造函数即可。
	}
}

继承RuntimeException

class MyException extends RuntimeException{
	/*
	为什么要定义构造函数，因为看到Java中的异常描述类中有提供对异常对象的初始化方法。
	*/
	MyException(){
		super();
	}
	MyException(String message)	{
		super(message);// 如果自定义异常需要异常信息，可以通过调用父类的带有字符串参数的构造函数即可。
	}
}

总结：

1、继承Exception，必须要throws声明，一声明就告知调用者进行捕获，一旦问题处理了调用者的程序会继续执行。

2、继承RuntimeExcpetion,不需要throws声明的，这时调用是不需要编写捕获代码的，因为调用根本就不知道有问题。一旦发生RuntimeException，调用者程序会停掉，并有 jvm将信息显示到屏幕，让调用者看到问题，修正代码。