[JavaSE] 05 异常机制

Error和Exception

什么是异常

实际工作中，遇到的情况不可能是非常完美的。比如：你写的某个模块，用户输入不一定符合你的要求、你的程序要打开某个文件，这个文件可能不存在或者文件格式不对、你要读取数据库的数据，数据可能是空的等。我们的程序再跑着，内存或硬盘可能满了等等。

软件程序在运行过程中，非常可能遇到刚刚提到的这些异常问题，我们叫异常，英文是： Exception，意思是例外。这些例外情况（或者叫异常）怎么让我们写的程序作出合理的处理而不至于程序崩溃。

异常指程序运行中出现的不期而至的各种情况，如：文件找不到、网络连接失败、非法参数等。

异常发生在程序运行期间，它影响了正常的程序执行流程。

//错误：栈溢出
package com.Exception;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Demo demo=new Demo();
        demo.a();
    }

    public void a(){
        b();
    }

    public void b(){
        a();
    }
}

---

package com.Exception;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(11/0);
    }
}

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
	at com.Exception.Demo.main(Demo.java:5)

简单分类

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，它们在编译时也检查不到。

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。

在Java API中已经定义了许多异常类，这些异常类分为两大类，错误Error和异常Exception

Error

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。

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。这些异常发生时，JVM一般会选择线程终止。

还有发生在虚拟机试图执行应用时，如类定义错误（NoClassDefFoundError）、链接错误（LinkageError）。这些错误是不可查的，因为它们在应用程序的控制和处理能力之外，而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。

Exception

在Exception分支中有一个重要的子类RuntimeException（运行时异常）

• ArrayIndexOutOfBoundsException（数组下标越界）
• NullPointerException（空指针异常）
• ArithmeticException（算数异常）
• MissingResourceException（丢失资源）
• ClassNotFoundException（找不到类）等异常，这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。

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。

Error和Exception的区别：Error通常是灾难性的致命错误，是程序无法控制和处理的，当出现这些异常时，JVM一般会选择终止线程；Exception通常情况下是可以被程序处理的，并且在程序中应该尽可能的去处理这些异常。

异常处理机制

抛出异常、捕获异常

异常处理五个关键字：try、catch、finally、throw、throws

package com.Exception;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int a=1;
        int b=0;
        try {
            //try监控区域
            System.out.println(a/b);
        }catch(ArithmeticException e){
            //捕获异常
            System.out.println("程序出现异常：除数不能为0");
        }finally {
            //处理善后工作
            System.out.println("finally");
        }
		//finally可以不要 finally一般处理IO，资源关闭的善后工作
    }
}

程序出现异常：除数不能为0
finally

---

package com.Exception;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
     try {
         Test test=new Test();
         test.a();
     }catch (StackOverflowError e){
         System.out.println("栈溢出！");
     }finally {
         System.out.println("finally");
     }
    }

    public void a(){
        b();
    }
    public void b(){
        a();
    }
}

栈溢出！
finally

---

package com.Exception;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
     try {
         Test test=new Test();
         test.a();
     }catch (Throwable e){
         System.out.println("栈溢出！");
     }finally {
         System.out.println("finally");
     }
    }

    public void a(){
        b();
    }
    public void b(){
        a();
    }
}

栈溢出！
finally

---

可以进行多层的捕获。

要捕获多个异常，需要从小到大捕获

package com.Exception;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int a=1;
        int b=0;
        try {
            System.out.println(a/b);
        }catch(Error e){
            System.out.println("Error");
        }catch (Exception ex){
            System.out.println("Exception");
        }catch (Throwable t){
            System.out.println("Throwable");
        } finally {
            System.out.println("finally");
        }
    }
    
}

Exception
finally

选中一部分代码，使用快捷键Ctrl+Alt+t，选择第八个try/catch/finally 自动生成捕获异常。

		try {
            System.out.println(11/0);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace(); //打印栈信息
        } finally {
        }

---

主动抛出异常

package com.Exception;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            new Test().div(1,0);
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("ArithmeticException");
            e.printStackTrace();
        } finally {
        }
    }
    //假设这个方法中处理不了这个异常，在方法上抛出异常
    public void div(int a,int b) throws ArithmeticException{
        if(b==0){
            throw new ArithmeticException();//主动抛出异常,一般在方法中使用
        }
        System.out.println(a/b);
    }
}

ArithmeticException
java.lang.ArithmeticException
	at com.Exception.Test.div(Test.java:16)
	at com.Exception.Test.main(Test.java:6)

自定义异常

使用Java内置的异常类可以描述在编程时出现的大部分异常情况。除此之外，用户还可以自定义异常。用户自定义异常类，只需继承Exception类即可。

在程序中使用自定义异常类，大体可分为以下几个步骤：

1. 创建自定义异常类
2. 在方法中通过throw关键字抛出异常对象
3. 如果在当前抛出异常的方法中处理异常，可以使用try-catch语句捕获并处理；否则在方法的声明处通过throws关键字指明要抛出给方法调用者的异常，继续进行下一步操作
4. 在出现异常方法的调用者中捕获并处理异常

//MyException.java
package com.Exception;

//自定义异常类
public class MyException extends Exception {
    //传递数字 数字大于10就抛出异常
    private int detail;
    public MyException(int a){
        this.detail=a;
    }
    //toString：异常的打印信息
    @Override
    public String toString(){
        return "MyException{"+"detail="+detail+"}";
    }
}

//Test.java
package com.Exception;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            test(11);
        } catch (MyException e) {
            System.out.println("MyException=>"+e);
        }
    }
    //可能会存在异常的方法
    static void test(int a) throws MyException{
        System.out.println("传递的参数为："+a);
        if(a>10){
            throw new MyException(a); //抛出
        }
        System.out.println("OK");
    }
}

传递的参数为：11
MyException=>MyException{detail=11}

实际应用中的经验总结

• 处理运行时异常时，采用逻辑去合理规避同时辅助try-catch处理
• 在多重catch块后面，可以加一个catch(Exception)来处理可能会被遗漏的异常
• 对于不确定的代码，也可以加上try-catch，处理潜在的异常
• 尽量去处理异常，切忌只是简单地调用printStackTrace()去打印输出
• 具体如何处理异常，要根据不同的业务需求和异常类型去决定
• 尽量添加finally语句块去释放占用的内存