JavaSE - [4] 高级部分之异常

异常概述

在使用计算机语言进行项目开发的过程中，即使程序员把代码写得尽善尽美，
在系统的运行过程中仍然会遇到一些问题，因为很多问题不是靠代码能够避
免的，比如：客户输入数据的格式，读取文件是否存在，网络是否始终保持
通畅等等。

异常的分类

异常：在Java语言中，将程序执行中发生的不正常情况称为“异常”。
(开发过程中的语法错误和逻辑错误不是异常)
Java程序在执行过程中所发生的异常事件可分为两类：
Error ：Java虚拟机无法解决的严重问题。如：JVM系统内部错误、资源
耗尽等严重情况。比如：StackOverflowError和OOM。一般不编写针对性
的代码进行处理。
Exception: 其它因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题，可以使
用针对性的代码进行处理。例如：
空指针访问
试图读取不存在的文件
网络连接中断
数组角标越界
对于这些错误，一般有两种解决方法：一是遇到错误就终止程序
的运行。另一种方法是由程序员在编写程序时，就考虑到错误的
检测、错误消息的提示，以及错误的处理。
 捕获错误最理想的是在编译期间，但有的错误只有在运行时才会发生。
比如：除数为0，数组下标越界等
 分类：编译时异常和运行时异常

异常的体系结构

运行时异常
 是指编译器不要求强制处置的异常。一般是指编程时的逻辑错误，是程序
员应该积极避免其出现的异常。java.lang.RuntimeException类及它的子
类都是运行时异常。
 对于这类异常，可以不作处理，因为这类异常很普遍，若全处理可能会对
程序的可读性和运行效率产生影响。
编译时异常
 是指编译器要求必须处置的异常。即程序在运行时由于外界因素造成的一
般性异常。编译器要求Java程序必须捕获或声明所有编译时异常。
 对于这类异常，如果程序不处理，可能会带来意想不到的结果。

常见异常的举例

java.lang.RuntimeException
ClassCastException
ArrayIndexOutOfBoundsException
NullPointerException
ArithmeticException
NumberFormatException
InputMismatchException
...
java.io.IOExeption
 FileNotFoundException
 EOFException
 java.lang.ClassNotFoundException
 java.lang.InterruptedException
 java.io.FileNotFoundException
 java.sql.SQLException
以下一些异常的代码

栈溢出异常

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        main(args);
    }
}

Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError

堆溢出异常

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Integer[] arr = new Integer[1024 << 20];
    }
}

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

等等还有其他的异常

异常处理方式概述

在编写程序时，经常要在可能出现错误的地方加上检测的代码，如进行x/y运算时，要检测分母为0，数据为空，输入的不是数据而是字符等。过多的if-else分支会导致程序的代码加长、臃肿，可读性差。因此采用异常处理机制。
Java 异常处理
Java采用的异常处理机制，是将异常处理的程序代码集中在一起，
与正常的程序代码分开，使得程序简洁、优雅，并易于维护。

处理异常：try catch 方式

Java提供的是异常处理的抓抛模型。
Java程序的执行过程中如出现异常，会生成一个异常类对象，
该异常对象将被提交给Java运行时系统，这个过程称为抛出
(throw)异常。
异常对象的生成
由虚拟机自动生成：程序运行过程中，虚拟机检测到程序发生了问题，如果在当
前代码中没有找到相应的处理程序，就会在后台自动创建一个对应异常类的实例
对象并抛出——自动抛出
由开发人员手动创建：Exception exception = new ClassCastException();——创
建好的异常对象不抛出对程序没有任何影响，和创建一个普通对象一样

异常的抛出机制

如果一个方法内抛出异常，该异常对象会被抛给调用者方法中处
理。如果异常没有在调用者方法中处理，它继续被抛给这个调用
方法的上层方法。这个过程将一直继续下去，直到异常被处理。
这一过程称为捕获(catch)异常。
 如果一个异常回到main()方法，并且main()也不处理，则程序运
行终止。
 程序员通常只能处理Exception，而对Error无能为力。

异常处理

try
捕获异常的第一步是用try{…}语句块选定捕获异常的范围，将可能出现
异常的代码放在try语句块中。
catch (Exceptiontype e)
在catch语句块中是对异常对象进行处理的代码。每个try语句块可以伴随
一个或多个catch语句，用于处理可能产生的不同类型的异常对象。

如果明确知道产生的是何种异常，可以用该异常类作为catch的参数；也可
以用其父类作为catch的参数。
比如：可以用 ArithmeticException 类作为参数的地方，就可以用
RuntimeException类作为参数，或者用所有异常的父类Exception类作为参数。
但不能是与ArithmeticException类无关的异常，如NullPointerException（catch
中的语句将不会执行）。
捕获异常的有关信息：
与其它对象一样，可以访问一个异常对象的成员变量或调用它的
方法。
getMessage() 获取异常信息，返回字符串
printStackTrace() 获取异常类名和异常信息，以及异常出
现在程序中的位置。返回值void。

异常信息

finally 的使用

捕获异常的最后一步是通过finally语句为异常处理提供一个统一的出口，使得控制流转到程序的其它部分以前，能够对程序的状态作统一的管理。
不论在try代码块中是否发生了异常事件，catch语句是否执行，catch语句是有异常，catch语句中是否有return，finally块中的语句都会被执行。
finally语句和catch语句是任选的

编译时异常和运行时异常的不同处理

前面使用的异常都是RuntimeException类或是它的子类，这些类的异常的特
点是：即使没有使用try和catch捕获，Java自己也能捕获，并且编译通过
( 但运行时会发生异常使得程序运行终止 )。
如果抛出的异常是IOException等类型的非运行时异常，则必须捕获，否则
编译错误。也就是说，我们必须处理编译时异常，将异常进行捕捉，转化为
运行时异常

处理异常：throws 方式

 声明抛出异常是Java 中处理异常的第二种方式
如果一个方法(中的语句执行时)可能生成某种异常，但是并不能确定如何处理这种异常，则此方法应显示地声明抛出异常，表明该方法将不对这些异常进行处理，而由该方法的调用者负责处理。
在方法声明中用throws语句可以声明抛出异常的列表，throws后面的异常类型可以是方法中产生的异常类型，也可以是它的父类
实例

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileInputStream in = new FileInputStream("icanci.txt");
        int b;
        b = in.read();
        while (b != -1) {
            System.out.print((char) b);
            b = in.read();
        }
        in.close();
    }
}

异常抛出

重写方法异常抛出的规则

重写方法不能抛出比被重写方法范围更大的异常类型。在多态的情况下，
对methodA()方法的调用-异常的捕获按父类声明的异常处理。

开发中如何选择哪种方式处理异常

1.如果父类被重写的方法被抛出异常,则子类重写的方法也不能抛出异常.此时只能 try
2.执行的方法a中,先后有调用了另外几个方法,这几个方法是递进执行的,建议这几个方法使用throw的方式执行.而执行的方法a中,可以考虑使用 try -catch - finally 方式处理

手动抛出异常对象

Java异常类对象除在程序执行过程中出现异常时由系统自动生成并
抛出，也可根据需要使用人工创建并抛出。
首先要生成异常类对象，然后通过throw语句实现抛出操作(提交给Java运
行环境)。

IOException e = new IOException();
throw e;

可以抛出的异常必须是Throwable或其子类的实例。下面的语句在编译时将
会产生语法错误：

throw new String("want to throw");

如何自定义异常

 一般地，用户自定义异常类都是RuntimeException的子类。
 自定义异常类通常需要编写几个重载的构造器。
 自定义异常需要提供serialVersionUID
 自定义的异常通过throw抛出。
 自定义异常最重要的是异常类的名字，当异常出现时，可以根据
名字判断异常类型。
用户自定义异常类MyException，用于描述数据取值范围错误信息。用户
自己的异常类必须继承现有的异常类。
实例

public class MyException extends Exception {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private int idNumber;

    public MyException(String message, int id) {
        super(message);
        this.idNumber = id;
    }

    public int getIdNumber() {
        return this.idNumber;
    }
}

异常处理章节总结

总结

一般的,在开发过程中.需要书写自定义异常,用来处理我我们自己需要提示的异常.

世界上最遥远的距离在，是我在if 里你在else 里，似乎一直相伴又永远离；

世界上最痴心的等待当，是我当case 你是switch ，或许永远都选不上己；

世界上最真情的相依在，是你在try 我在catch 。无论你发神马脾气，我默默承受，静静处理。到那时，再来期待我们的finally。

在自定义的异常类中覆写 fillInStackTrace 方法可以使得性能提升十倍以上

public class MyException extends Exception {
    /**
     * 在自定义的异常类中覆写 fillInStackTrace 方法 可以使得性能提升十倍以上
     * @return 返回
     */
    @Override
    public Throwable fillInStackTrace(){
        return this;
    }
}