Part 3-1 Java 异常 2020-01-07

什么是异常:

1.异常字面翻译就是“意外、例外”的意思,也就是非正常情况。

2.异常本质上是程序上的错误。


程序中的异常:

1 .在编译期间出现的错误有编译器帮助我们一起修正,然而运行期间的错误便不是编译器力所能及了,并且运行期间的错误往往是难以预料的。

2. 在程序运行过程中,意外发生的情况,背离我们程序本身的意图的表现,都可以理解为异常。

3. 当程序在运行期间出现了异常,如果置之不理,程序可能会不正常运行、强制中断运行、造成用户数据丢失、资源无法正常释放、直接导致系统崩溃。

4. Java提供了异常机制来进行处理,通过异常机制,我们可以更好地提升程序的健壮性。


异常例子:

使用空的对象引用调用方法

String str = null

System.out.println( str.length() );


数组访问时下标越界

int[] ary={1,2,3};

for(int i=0;i<=3;i++){

    System.out.println(ary[i]);  }


算术运算时除数为0

int one= 12; int two=0;

System.out.println(one/two);


类型转换时无法正常转型

class Animal{}

class Dog extends Animal{}

class Cat extends Animal{}

public class Test{

    public static void main[String[] args]{

        Animal a1= new Dog();

         Animal a2= new Cat();

        Dog d1 = (Dog)a1;

        Dog d2 = (Dog)a2;

    }

}





异常的分类:


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图1.异常分类图


Error:

    1.我们编写程序时不需要关心这类异常。

    2.Error是程序无法处理的错误,大多数错误与代码编写者执行的操作无关,表示是代码运行时JVM(Java 虚拟机)出现的问题。

   3.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。

   4.对于设计合理的应用程序来说,即使确实发生了错误,本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。


Exception:

    1. Exception是程序本身可以处理的异常。异常处理经常指针对这种异常的处理.

    2. Exception类的异常包括 checked exception 和 uncheckedexception。


   unchecked exception

        1. 编译器不要求强制处置的异常。

        2. 包含RuntimeException类及其子类异常。

        3.  如NullPointerException(空指针异常)、IndexOutOfBoundsException(下标越界异常)等,这些异常是unchecked exception 。

        4.  Java编译器不会检查这些异常,在程序中可以选择捕获处理,也可以不处理,照样正常编译通过。


   checked exception

        1. 编译器要求必须处置的异常。

        2. 是RuntimeException及其子类以外,其他的Exception类的子类。如IOException、SQLException等

        3. Java编译器会检查这些异常,当程序中可能出现这类异常时,要求必须进行异常处理,否则编译不会通过。





异常处理: 抛出异常、捕捉异常

    异常总是先被抛出后被捕捉的。

    对于可查异常必须捕捉、或者声明抛出

    允许忽略:不可查的RuntimeException和Error。

抛出异常

    1.当一个方法出现错误引发异常时,方法创建异常对象交付运行时系统。

    2.异常对象中包括异常类型和异常出现的时程序状态等异常信息。

    3.运行时系统负责寻找处置异常的代码并执行


捕获异常

    1. 在方法抛出异常之后,运行时系统将转为寻找合适的异常处理器。

    2. 运行时系统从发生异常的方法开始依次回查调用栈中的方法,当异常处理器所能处理的异常类型与方法抛出异常类型相符时,即合适的异常处理器。

    3. 当运行时系统遍历调用栈而未找到合适的异常处理器,则运行时系统终止。同时,意味着Java程序的终止





处理实现

通过5个关键字来实现:try、catch、 finally、throw、throws

捕获:try,catch、 finally

           try:执行可能执行异常的代码

           catch:捕获异常

            finally:无论是否发生异常,代码总能执行

声明:throws

            throws:声明可能要抛出的异常

抛出:throw

            throw :手动抛出异常


 try-catch-finally


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图2.常规使用

    

try-catch( 有异常,能处理)

    

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图2.无finally有异常处理  


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图3. 处理流程


try-catch( 有异常,不能处理)


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图4.无finally有异常处理  


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图5.处理流程


try-catch( 无异常)


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图6.无finally无异常处理


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图7.处理流程





多重catch块

        1. 一旦某个catch捕获到匹配的异常类型,将进入异常处理代码。一经处理结束,就意味着整个try-catch语句结束。其他的catch子句不再有匹配和捕获异常类型的机会

        2. 对于有多个catch子句的异常程序而言,应该尽量将捕获底层异常类的catch子句放在前面,同时尽量将捕获相对高层的异常类的catch子句放在后面。否则,捕获底层异常类的catch子句将可能会被屏蔽。

规则:

        1.排列catch 语句的顺序:先子类后父类。

        2.发生异常时按顺序逐个匹配。

        3.只执行第一个与异常类型匹配的catch语句。


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图8.多重catch


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图9.处理流程





try-catch-finally

1. try块后可以接零个或多个catch块

2. 如果没有catch,则必须跟一个finally块

语法组合:

try-catch

try-finally

try-catch-finally

try-catch-catch-finally


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图9. 有finally有异常处理  


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图10.处理流程


实际应用中的经验与总结

    1. 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。

    2. 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。

    3. 对于不确定的代码,也可以加上try-catch,处理潜在的异常。

    4. 尽量去处理异常,切忌只是简单的调用printStackTrace()去打印输出。

    5. 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。

    6. 尽量添加finally语句块去释放占用的资源。


常见异常类型


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图11.常见类型表





throw & throws

    可以通过throws声明将要抛出何种类型的异常,通过throw将产生的异常抛出。

throws:

    如果一个方法可能会出现异常,但没有能力处理这种异常,可以在方法声明处用throws子句来声明抛出异常。方法将不对这些类型及其子类类型的异常作处理,而抛向调用该方法的方法,由他去处理。

     汽车在运行时可能会出现故障,汽车本身没办法处理这个故障, 那就让开车的人来处理 。


    throws语句用在方法定义时声明该方法要抛出的异常类型。

public void method() throws Exception1,Exception2,...,ExceptionN {

// 可能产生异常的代码

}

使用规则:

      1. 如果是不可查异常(unchecked exception),即Error、RuntimeException或它们的子类,那么可以不使用throws关键字声明要抛出的异常,编译仍能顺利通过,但在运行时会被系统抛出。


        2. 如果一个方法中可能出现可查异常,要么用try-catch语句捕获, 要么用throws子句声明将它抛出,否则会导致编译错误


        3. 当抛出了异常,则该方法的调用者必须处理或者重新抛出该异常。

        4. 当子类重写父类抛出异常的方法,声明的异常必须是父类方法所声明异常的同类或子类

throw:

    throw用来抛出一个异常。

    throw new IOException(); 

    throw 抛出的只能够是可抛出类Throwable 或者其子类的实例对象。

throw new String(“出错啦”);   是错误的


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图12.使用情况1


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图13.使用情况2






自定义异常

1.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。

2.也可以通过自定义异常描述特定业务产生的异常类型。

3.所谓自定义异常,就是定义一个类,去继承Throwable类或者  它的子类


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图14.范例






异常链


1.有时候我们会捕获一个异常后再抛出另一个异常。

2.顾名思义就是:将异常发生的原因一个传一个串起来,即把底层

的异常信息传给上层,这样逐层抛出


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图15.范例

先进后出

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图16.产生的结果

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