Java异常体系结构以及异常处理机制、自定义异常

什么是异常

实际工作中，遇到的情况不可能是非常完美的。所以会碰到各种异常。

软件程序在运行过程中，可能遇到各种异常问题（文件格式不对，数据为空，内存过载...），称为异常，英文是：Exception

异常指程序运行中出现的不期而至的各种状况：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

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        new Demo01().a();//StackOverflowError
    }
    public void a(){
        b();
    }
    public void b(){
        a();
    }
}

异常简单分类

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者问题引起的异常，这是程序员无法预见的。例如要打开一个不存在的文件时，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ERROR：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。

异常体系结构

java把异常当做对象来处理，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虚拟机错误运行错误（Virtual MachineError），当JVM不再有继续操作所需的内存资源时，将出现OutOfMemoryError。这些异常发生时，Java虚拟机（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(算术异常)
• MissingResourceException(丢失资源)
• ClassNotFoundException(找不到类)等异常，这些异常不是检查异常，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，Java虚拟机（JVM）一般会终止线程；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

Java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

处理异常

处理异常的结构以及在try-catch里抛出异常：（一个try可以有多个catch）

package com.exception;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int a =1;
        int b =0;

        try{//try监控区域
            if(b==0){//主动抛出异常 throw throws
                throw new ArithmeticException();
            }
            System.out.println(a/b);
        }catch(ArithmeticException e){//catch里的参数是想要捕获的参数类型
            System.out.println("程序出现异常，变量b不能为0");
        }finally{//处理善后工作
            System.out.println("finally");
        }

        //finally 可以不要finally 假设IO、资源、关闭！

        try{//try监控区域
            new Test().a();
        }catch(Throwable e){//catch里的参数是想要捕获的参数类型
            System.out.println("栈溢出");
        }finally{//处理善后工作
            System.out.println("finally22222");
        }

        //假设要捕获多个异常：从小到大！
        try{//try监控区域
            System.out.println(a/b);
        }catch(Error e){//catch里的参数是想要捕获的参数类型
            System.out.println("Error");
        }catch(Exception e){
            System.out.println("Exception");
        }catch(Throwable e){
            System.out.println("Throwable");
        }finally{//处理善后工作
            System.out.println("close...");
        }
    }

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

try-catch-finally快捷键：ctrl+alt+T

package com.exception;

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        int a =1;
        int b =0;

        //快捷键ctrl+alt+T
        try {
            System.out.println(a/b);
        } catch (Exception e) {
            System.exit(1);
            e.printStackTrace();//打印错误的栈信息 java.lang.ArithmeticException: / by zero
        } finally {
        }
    }
}

在方法中抛出异常

package com.exception;

public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            new Test3().test(1,0);
        } catch (ArithmeticException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void test(int a,int b) throws ArithmeticException{
        if(b==0){// throw throws
            throw new ArithmeticException();//主动抛出异常，一般在方法中使用
        }
    }
}

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捕获并处理异常

MyException自定义异常类

package com.exception.demo02;
//自定义异常类
public class MyException extends Exception{

    //双击+shift可搜索信息
    //传递数字>10抛出异常
    private int detatil;

    public MyException(int a) {
        this.detatil = a;
    }
    //toString:异常的打印信息
    @Override
    public String toString() {
        return "MyException{" +
                "detatil=" + detatil +
                '}';
    }
}

Test类

package com.exception.demo02;

public class Test {
    //可能会存在异常的方法

    //两种写法
    static void test1(int a){
        System.out.println("传递的参数1为："+a);
        if(a>10) {
            try {
                throw new MyException(a);//抛出
            } catch (MyException e) {
                e.printStackTrace();//捕获
            }
        }
        System.out.println("0k");
    }

    static void test2(int a) throws MyException{//捕获
        System.out.println("传递的参数2为："+a);

        if(a>10) {
            throw new MyException(a);//抛出
        }

        System.out.println("0k");
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            test1(13);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("MyException>="+e);
        }
    }
}

结果：

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资源