一、异常概述与异常体系结构
1. 异常概述
引入
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。
概念
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)
2. 分类
2.1 Error vs Exception
Java程序在执行过程中所发生的异常事件可分为两类：
（1） 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。
（2）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：
| 常见Exception |
|---|
| 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：
- 遇到错误就终止程序的运行。
- 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。
注意：程序员通常只能处理Exception，而对Error无能为力。
2.2 编译时异常 vs 运行时异常
分类：编译时异常和运行时异常
（1）编译时异常
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。
举例：
IOException（FileNotFoundException）ClassNotFoundException
（2）运行时异常
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。
举例：
NullPointerExceptionArrayIndexOutOfBoundsExceptionClassCastExceptionNumberFormatExceptionInputMismatchExceptionArithmeticException
注意： 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。
3. 常见异常
3.1 分类
（1） java.lang.RuntimeException
ClassCastExceptionArrayIndexOutOfBoundsExceptionNullPointerExceptionArithmeticExceptionNumberFormatExceptionInputMismatchException- …
（2） java.io.IOExeption
FileNotFoundExceptionEOFException
（3） java.lang.ClassNotFoundException
（4） java.lang.InterruptedException
（5） java.io.FileNotFoundException
（6） java.sql.SQLException
3.2 代码演示
ClassCastException ：
public class Order {
public static void main(String[] args) {
Object obj = new Date();
Order order;
order = (Order) obj;
System.out.println(order);
}
}
ArrayIndexOutOfBoundsException ：
public class IndexOutExp {
public static void main(String[] args) {
String friends[] = { "lisa", "bily", "kessy" };
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println(friends[i]); // friends[4]?
}
System.out.println("\nthis is the end");
}
}
NullPointerException ：
public class NullRef {
int i = 1;
public static void main(String[] args) {
NullRef t = new NullRef();
t = null;
System.out.println(t.i);
}
}
ArithmeticException ：
public class DivideZero {
int x;
public static void main(String[] args) {
int y;
DivideZero c=new DivideZero();
y=3/c.x;
System.out.println("program ends ok!");
}
}
NumberFormatException ：
public void test1(){
String str = "123";
str = "abc";
int num = Integer.parseInt(str);
}
InputMismatchException：
public void test1(){
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int score = scanner.nextInt();
System.out.println(score);
scanner.close();
}
二、异常处理机制
1. 概述
（1）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。
（2）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。
（3）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。
过程一：“抛”：程序在正常执行的过程中，一旦出现异常，就会在异常代码处生成一个对应异常类的对象。并将此对象抛出。一旦抛出对象以后，其后的代码就不再执行。
过程二：“抓”：可以理解为异常的处理方式：
try-catch-finallythrows
（4）异常对象的生成 ：
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)。
- 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。
2. 异常处理机制一：try-catch-finally
2.1 语法格式
try{
...... //可能产生异常的代码
}
catch( ExceptionName1 e ){
...... //当产生ExceptionName1型异常时的处置措施
}
catch( ExceptionName2 e ){
...... //当产生ExceptionName2型异常时的处置措施
} finally{
...... //无论是否发生异常，都无条件执行的语句
}
2.2 使用
（1）try
① 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。
② 在执行过程中，一旦出现异常，就会生成一个对应异常类的对象，根据此对象的类型，去catch中进行匹配。
③ 一旦try中的异常对象匹配到某一个catch时，就进入catch中进行异常的处理。
④ 一旦处理完成，就跳出当前的 try-catch结构（在没有写finally的情况），继续执行其后的代码。
以上执行步骤顺序：① ==> ② ==> ③ ==> ④
在try结构中声明的变量，再出了try结构以后，就不能再被调用。
try-catch-finally结构可以嵌套。
（2）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。
catch中的异常类型如果满足子父类关系，则要求子类一定声明在父类的上面。否则，报错。
catch中的异常类型如果没有满足子父类关系，则谁声明在上，谁声明在下无所谓。
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）。
（3）捕获异常的有关信息（写在catch{ }语句中）：
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。
（4）finally
finally语句和catch语句是任选的。- 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语句是否有异常，catch语句中是否有return，finally块中的语句都会被执行。 - 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，使得在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。
2.3 代码演示
//举例一：
/*
例子一使用的异常都是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)。
*/
public class IndexOutExp {
public static void main(String[] args) {
String friends[] = { "lisa", "bily", "kessy" };
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println(friends[i]);
}
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
System.out.println("index err");
}
System.out.println("\nthis is the end");
}
}
/* output：
lisa
bily
kessy
index err
this is the end
*/
//举例二：
/*
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。
*/
public class IOExp {
public static void main(String[] args) {
FileInputStream in = new FileInputStream("atguigushk.txt");
int b;
b = in.read();
while (b != -1) {
System.out.print((char) b);
b = in.read();
}
in.close();
}
}
3. 异常处理机制二：声明抛出异常（throws）
3.1 语法格式
"throws + 异常类型"写在方法的声明处。指明此方法执行时，可能会抛出的异常类型。
public void readFile(String file) throws FileNotFoundException {
……
// 读文件的操作可能产生FileNotFoundException类型的异常
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
……
}
3.2 使用
（1）声明抛出异常是Java中处理异常的第二种方式
（2）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。
（3）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。
（4）一旦当方法体执行时，出现异常，仍会在异常代码处生成一个异常类的对象，此对象满足throws后的异常类型时，就会被抛出。异常代码后续的代码，就不再执行！
（5）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。
public class A {
public void methodA() throws IOException {
……
} }
public class B1 extends A {
public void methodA() throws FileNotFoundException {
……
} }
public class B2 extends A {
public void methodA() throws Exception { //报错
……
} }
4. “try-catch-finally” 与 “throws” 的区别
（1）性质：
try-catch-finally:真正的将异常给处理掉了。throws的方式只是将异常抛给了方法的调用者，并没有真正将异常处理掉。
（2）使用：
- 如果父类中被重写的方法没有
throws方式处理异常，则子类重写的方法也不能使用throws，意味着如果子类重写的方法中有异常，必须使用try-catch-finally方式处理。 - 执行的方法a中，先后又调用了另外的几个方法，这几个方法是递进关系执行的。我们建议这几个方法使用
throws的方式进行处理。而执行的方法a可以考虑使用try-catch-finally方式进行处理。
5. 手动抛出异常（throw）
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");
6. 用户自定义异常类
（1）一般地，用户自定义异常类都是RuntimeException的子类。
（2）自定义异常类通常需要编写几个重载的构造器。
（3）自定义异常需要提供serialVersionUID 。
（3）自定义的异常通过throw抛出。
（4）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。
（5）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。
class MyException extends Exception {
static final long serialVersionUID = 13465653435L;
private int idnumber;
public MyException(String message, int id) {
super(message);
this.idnumber = id; }
public int getId() {
return idnumber;
}
}
public class MyExpTest {
public void regist(int num) throws MyException {
if (num < 0)
throw new MyException("人数为负值，不合理", 3);
else
System.out.println("登记人数" + num);
}
public void manager() {
try {
regist(100);
} catch (MyException e) {
System.out.print("登记失败，出错种类" +e.getId());
}
System.out.print("本次登记操作结束");
}
public static void main(String args[]) {
MyExpTest t = new MyExpTest();
t.manager();
}
}
到此这篇关于Java超详细梳理异常处理机制的文章就介绍到这了,更多相关Java 异常处理内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！