Java异常处理

一.异常的概念

异常：就是程序运行过程中，出现了非正常的情况，异常也是错误的一种，但不是所有错误都是异常，异常会导致JVM非正常停止。

异常有的时候是因为用户错误引起，有的时候是程序错误引起的，还有的一些是其他原因导致的。

二.异常的体系

异常在java当中是以对象来处理的，异常的基类是：java.lang.Throwable

异常基类下有两个子类：java.lang.Error和java.lang.Exception，即上面所说的错误和异常。

上图列举了Throwable的主要分支和一些常见的异常。

注意：

Error和Exception的区别：Error通常是灾难性的致命的错误，是程序无法控制和处理的，当出现这些异常时，Java虚拟机（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。

三.异常的分类

异常的分类，根据在编译时期还是运行时期检查异常可以分为两类：

1. 编译时期异常（检测异常）：在编译时期就会检测，如果没有处理异常，则编译失败。
2. 运行时期异常（非检测异常）：在编译时期不会检测（也不会报错）。

注意：

除了RuntimeException以及其子类外，其他的所有Exception类及其子类都是检测异常，都是需要检查的，当出现这些异常时，要么使用try-catch语句捕获异常，要么用throws语句抛出异常，否则编译无法通过。

而RuntimeException，这类异常时不检测的，可以处理，但不一定会处理，一般不处理。

四.异常的处理

异常的处理本质上有两个：抛出异常和捕获异常。

简单点说：

1. 抛出异常：就是自己不处理，向上抛出异常，由调用者去决定怎么处理。

   比如方法中对参数做检测：

   if (obj == null) {
       throw new NullPointerException();
   }

2. 捕获异常：就是自己捕获异常，并处理，处理捕获异常需要使用try-catch语句（下面会讲到)

五.异常处理的语法

异常处理的语法主要是五个关键字：try catch finally throw throws

try：用于监测，将可能产生异常的代码放到try语句块之中，当异常产生时，异常就会被抛出。

catch：用于捕获异常，catch用来捕获try语句块中抛出的异常。

finally：finally语句块的代码总是会被执行，主要是做一些清理（比如关闭打开了的文件句柄等），当try或catch语句块中有return语句或者throw语句，总是先执行完finally语句块，在返回执行try或catch中的return语句或throw语句，所以如果finally中使用了return或者throw等终止方法的语句，就不会再返回了，方法会直接停止，所以不能再finally中使用return或者throw

throw：用于抛出异常

throws：用于在方法声明中，声明该方法可能抛出的异常

• 捕获异常处理

  1. try-catch语句处理

     try {
        // 可能发生异常的代码
     } catch (Exception e) {
         // 异常处理
     } catch (Exception e) {
            // 异常处理
     }
     ...

     比如：

     public class TryCacthTest {
         public static void main(String[] args) {
             try {  // 当方法中产生异常时，必须要有处理，要么捕获，要么声明抛出
                 read("a.txt");
             } catch (FileNotFoundException e) {
                 System.out.println(e);
             }
         }
         // 有异常，编译期异常，检测异常
         public static void read(String path) {
             if (!path.equals("a.txt")) {   // 假设文件名不是a.txt，认为是错误，抛出异常
                 throw new FileNotFoundException("文件不存在");
             }
         }
     }

     如何获取异常信息？

     答：在Throwable类中定义了一些查看方法，有以下三种：

     1. public String getMessage()：获取异常的描述信息，错误原因
     2. public String toString()：获取异常的类型和异常的描述信息
     3. public String printStackTrace()：打印异常的跟着栈信息并输出到控制台

     一般在开发和调试阶段，都得使用printStackTrace，其包含了异常的类型，异常的原因，以及异常出现的位置。

  2. try-catch-catch-...多个catch情况

     有时候一个代码段可以引发多个异常，这种情况可以定义多个catch，对每一种类型的异常进行捕获，当异常发生时候，每个catch语句会依次检查，第一个匹配异常类型的catch语句执行，其他的所有catch语句不会再执行.

     编写多个catch语句的注意事项：子类在前，父类在后。

  3. try-catch-finally

     同try-catch或try-catch-catch-...，唯一的不同就是finally语句块里的无论异常是否发生，都会执行，并且不能在finally中添加return。

• 抛出异常处理

  1. 使用throw抛出

     具体语法：throw XXXException

     如果throw语句在try块里，则会检查是否有匹配的catch语句，如果发现了有匹配的，则转向对应catch语句；如果没有发现，默认的异常处理程序则会中断程序，并且打印堆栈信息。

     注意：程序执行完throw语句之后立即停止，throw后面的语句不会被执行。

     比如：

     class ThrowTest {
         public static func() {
             try {
                 throw new NullPointerException("Test");
             } catch (NullPointerException e) {
                 throw e;
             }
         }
     
         public static void main(String[] args) {
             try {
                 func();
             } catch (NullPointerException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
     }
     /*
        程序中两次处理了异常，第一次，在main中调用func函数时候，抛出了异常，但func函数的try-catch捕获了这个异常，在catch里又一次抛出了异常，给到了调用者main函数，main里的try-catch进行了捕获，最后调用printStackTrace()
     */

  2. throws声明异常

     如果一个方法可能产生一个异常，但本身不处理它，则必须在方法声明中使用throws声明异常，否则导致编译错误。

     使用方法如下，如果存在多个异常，则用逗号隔开

     public void func() throws Exception1,Exception2,...

     注意：

     关于throws抛出异常的规则如下：

     • 如果是不检测的异常，即Error，RuntimeException或其子类，可以不用throws声明要抛出异常，也可以不用try-catch捕获，编译仍可以通过，但在运行时会被系统抛出。
     • 对于检测的异常，要么用try-catch语句捕获，要么用throw抛出异常，再用throws声明异常，否则会导致编译错误。
     • 当抛出了异常给调用者，调用者也无法处理异常时，必须要继续抛出，不能置之不理。
     • 如果要覆盖一个方法，则声明的任何异常必须是被覆盖方法所声明的异常的同类或子类。

六.自定义异常

除了使用java内置的异常类外，还可以自定义异常，用户自定义异常，只需要继承Exception类即可

自定义异常，可以分为以下几个步骤：

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捕获并处理；否则在方法的声明使用throws声明要抛出的异常
4. 在异常出现的方法中捕获并处理异常

比如：模拟注册操作，用户名存在，则抛出异常并提示

// 自定义异常
public class RegisterException extends Exception {
    // 空参构造函数
    public RegisterException() {
        
    }
    // 带参构造函数，message表示异常提示
    public RegisterException(String message) {
        super(message);
    }
}

public class Demo {
    private static String[] names = {"Bill", "hello", "cddd"};
    
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 可能出现异常的代码
            checkUsername("nill");
            System.out.println("注册成功");// 如果没有异常就是注册成功的
        } catch (RegisterException e) {
            // 处理异常
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static boolean checkUsername(String uname) throws RegisterException {
        for (String name : names) {
            if (name.equals(uname)) {
                throw new RegisterException(name + "已经被注册");
            }
        }
        return true;
    }
}

七.总结

参考文档：

Java提高篇——Java 异常处理