JavaSE基础——异常机制
目 录
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- 1. 异常的概念
- 2. 小试牛刀——第一个异常
- 3. 异常的分类
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- 3.1 Error
- 3.2 Exception
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- 3.2.1 RuntimeException
- 3.2.2 CheckedException
- 4. 异常的处理
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- 4.1 捕获异常try……catch……finally
- 4.2 声明异常throws
- 5. 自定义异常
- 6. 如何解决异常
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- 6.1 尝试自己解决
- 6.2 百度、必应、谷歌
- 6.3 求助同行的大神
- 6.4 切忌看不懂，我不会
1. 异常的概念
曾有人说过：“一个程序项目内30%的代码就能实现功能，剩下70%的代码都在检查异常、增加约束……”，为何会如此呢？
- 程序员写的某个功能模块，用户未必会按照你的意愿操作，人的不靠谱性往往导致墨菲定律的发生，如你写一个四则运算，但是用户就是输入一个除数等于0；
- 系统资源的一些缺陷，导致程序员的代码功能无法正常运行，如你去读取一个文件，但是该文件未必存在，或者是空文件，但是你的程序又要求文件不能为空；或者你运行代码时但是系统的磁盘、内存、CPU饱和了，等等……
针对这些影响程序正常运行的意外，我们称之为异常(Exception);
2. 小试牛刀——第一个异常
package cn.rowyet.J0004Exception;
public class C0001FirstExcept {
private String str;
public static void main(String[] args) throws Exception
{
int a=0;
int b=1;
System.out.println(b/a);
}
}
以上代码就是最好理解的一个异常，俺上小学老师就教导我们，除数不能为0，不然除不尽，因此在Java代码中，如果出现除数为0的代码，就会出现图2.1的异常，那么异常该怎么解决呢？且听后文分晓。
3. 异常的分类
如图3.1，本着面向对象的思想，Java对异常进行了分类，所有的异常根类为java.lang.Throwable,java.lang.Throwable派生出两个子类Error和Exception,而Exception又派生出CheckedException和RuntimeException,是不是只有这些异常呢？当然不是，根据继承的特性，原则上后续还有无限的子子孙孙异常类，这里是列举不完，博主就展开讲讲这几个最基本的，后续的一场子类你们也就能举一反三了。
3.1 Error
Error(错误)：是指程序无法处理的严重问题，可能写Java遇到最多的一个问题就是OutOfMemoryError,即JVM虚拟机所需的内存不足时报错，一般会导致JVM无法继续工作而终止，解决方法就是JVM可用内存调小点，或者加大JVM的所需内存，图3.2是Error的API；
注意：Error一般和你的程序关系不大，属于JVM内的错误，但是也不是完全没关系哈，程序写的过烂，也可能导致资源滥用而出现Error；
3.2 Exception
Exception（异常）是程序员能够处理的意外，Exception类是所有异常类的父类，派生出来的RuntimeException（运行时异常）和CheckedException（已检查异常，也叫编译时异常）,也就是说通常Java的异常有分为运行时异常和编译型异常；
3.2.1 RuntimeException
RuntimeException（运行时异常）,顾名思义就是派生于RuntimeException类的异常类型，如空指针异常(NullPointerException)、数组下标越界异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)、类型转换异常(ClassCastException)、算术异常(ArithmeticException)等。如果显式的声明或捕获将会对程序可读性和运行效率影响很大。 因此由系统自动检测并将它们交给缺省的异常处理程序(用户可不必对其处理)。
这类异常通常是由编程错误导致的，所以在编写程序时，并不要求必须使用异常处理机制来处理这类异常,经常需要通过增加“逻辑处理来避免这些异常”,接下来代码实战一番；
ArithmeticException（运算条件异常）
代码举例：
public class C0001FirstExcept {
public static void main(String[] args) throws Exception {
int a=0;
int b=1;
System.out.println(b/a); //运算条件异常，除数为0触发异常
}
}
运行结果：
解决方法：
public class C0001FirstExcept {
public static void main(String[] args) throws Exception {
int a=0;
int b=1;
if (a!=0) { //加逻辑条件，避免异常
System.out.println(b/a);
}
}
}
NullPointerException（空指针异常）
代码举例：
public class C0001FirstExcept {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String str=null;
System.out.println(str.charAt(2)); //空指针
}
}
运行结果：
解决方法：
public class C0001FirstExcept {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String str=null;
if (str!=null) { //加逻辑判断
System.out.println(str.charAt(2));
}
}
}
ClassCastException （类型转换异常）
代码举例：
public class C0001FirstExcept {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Animals dog=new Dog();
Cat cat=(Cat) dog; //类型转换
}
}
class Animals
{
}
class Dog extends Animals
{
}
class Cat extends Animals
{
}
运行结果：
解决方法：
public class C0001FirstExcept {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Animals dog=new Dog();
Cat cat=(Cat) dog; //类型转换
if (dog instanceof Cat) { //加逻辑判别
Cat cat=(Cat) dog;
}
}
}
class Animals
{
}
class Dog extends Animals
{
}
class Cat extends Animals
{
}
ArrayIndexOutOfBoundsException（数组跨界异常）
代码举例：
public class C0001FirstExcept {
public static void main(String[] args) throws Exception {
int[] intA=new int[5];
System.out.println(intA[5]);
}
}
运行结果：
解决方法：
public class C0001FirstExcept {
private String str;
public static void main(String[] args) throws Exception {
int[] intA=new int[5];
a=5;
if (a<intA.length) {
System.out.println(intA[a]);
}
}
}
NumberFormatException（数据格式异常）
代码举例：
public class C0001FirstExcept {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String str2="123456hij";
System.out.println(Integer.parseInt(str2));
}
}
运行结果：
解决方法：
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
public class C0001FirstExcept {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String str2="123456hij";
Pattern p=Pattern.compile("^\\d+$"); //正则表达式，以数字开头和结尾
Matcher m=p.matcher(str2); //字符串满足正则才可以
if (m.matches()) {
System.out.println(Integer.parseInt(str2));
}
}
}
3.2.2 CheckedException
那些不属于RuntimeException的异常，统称为Checked Exception（编译型异常），如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常。 这类异常在编译时就必须做出处理，否则无法通过编译,即如图3.8会出现红线提示异常；
一般怎么解决呢，就要用到接下的第四章的异常的处理；
4. 异常的处理
4.1 捕获异常try……catch……finally
package cn.rowyet.J0004Exception;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
public class C0003TryCatch {
public static void main(String[] args) {
FileReader reader=null;
try {
reader=new FileReader("src/test.txt"); //第一个异常文件可能不存在，对应第一个catch
char read = (char)reader.read(); // 第二个异常，字符可能为空
char read2 = (char)reader.read();
System.out.println(read+read2);
} catch (FileNotFoundException e) { //第一个catch的异常类型要小于等于后续的catch异常
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
finally { //finally一定会执行
try {
if(reader!=null)
{
reader.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
以一个读文件的例子来列举下try-catch-finally的用法要点：
try语句指定了一段代码，该段代码就是异常捕获并处理的范围。在执行过程中，当任意一条语句产生异常时，就会跳过该条语句中后面的代码,所以不要每句都去try一遍;try不能单独存在，必须跟着catch或者finally,注意是或哈,catch可以有多个,但是finally只能有一个；- 多个
catch捕捉出来的异常类,如果这些类型不同且存在继承关系，那么越是父级的类越要往下放，否则会报错，原理也很简单，因为如果你catch出来的最大父类放在了第一个，那么后续的catch出来的子类根本发挥不了作用； finally大多数情况下都是会执行的，不管发没发生异常，除非在finally之前遇到System.exit(0)或程序被断电、网络等因素终止了；
4.2 声明异常throws
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当
CheckedException产生时，不一定立刻处理它，可以再把异常throws到上级，一直可以抛到JRE，有点类似甩锅，终究是JRE抗下了一切； -
方法重写中声明异常原则：子类重写父类方法时，如果父类方法有声明异常，那么子类声明的异常范围不能超过父类声明的范围。
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
public class C0002CheckedException {
public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
FileInputStream fileInputStream=new FileInputStream("");
}
}
5. 自定义异常
自定义异常的要点:
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在程序中，可能会遇到JDK提供的任何标准异常类都无法充分描述清楚我们想要表达的问题，或者想要加一些特殊的异常描述，比如中文描述，这种情况下可以创建自己的异常类，即自定义异常类，在开源项目中一般会定义一套服务于该项目的自定义异常；
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自定义异常类一般只需从Exception类或者它的子类派生一个子类即可。但是如果自定义异常类如果继承Exception类，则为受检查异常，必须对其进行处理;如果不想处理，可以让自定义异常类继承运行时异常RuntimeException类。
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习惯上，自定义异常类应该包含2个构造器：一个是默认的构造器，另一个是带有详细信息的构造器。
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不需要定义新类，也可以直接
throw一个异常包含自定义的描述，只是写项目这样显得很乱不规范，少用；
案例代码：
package cn.rowyet.J0004Exception;
public class C0005SelfException {
public static void main(String[] args) throws HeightExcept {
Person person = new Person();
person.setName("RowYet");
person.setHeight(500.0); //传一个超过3米的人引发异常
}
}
class HeightExcept extends Exception
{
public HeightExcept(){};
public HeightExcept(String message){
super(message);
}
}
class Person
{
private String name;
private double height;
public String getName() {
return name;
}
public double getHeight() {
return height;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public void setHeight(double height) throws HeightExcept {
if(height>300.0) //判断身高，超过3米则异常
{
throw new HeightExcept("人的身高不能超过3米");
}
this.height = height;
}
}
运行结果：
当然也可以直接抛出某一个异常类但是自定义抛出的异常内容，但是你抛出的什么类型就要遵循该类型的使用规范，代码如下；
public class C0005SelfException {
public static void main(String[] args) {
int b=0;
if(b!=0)
{
System.out.println(1/b);
}
else
{
throw new ArithmeticException("除数不能为0");
}
}
}
运行结果；
6. 如何解决异常
实际开发中，异常是家常便饭，而且只有解决的异常越多，你才举例大神越来越近，那么遇到异常该怎么处理呢？
6.1 尝试自己解决
自己动手丰衣足食，第一步是先尝试自己动手，定位异常的位置，查看异常的原因，看看能否自己解决；
6.2 百度、必应、谷歌
百度、必应、谷歌，三大神器，基本上常见的异常都有前人遇见过，针对自己处理不了的异常，可以将异常的关键字去百度、必应、谷歌查找相关网页寻找思路。
6.3 求助同行的大神
以上两步都解决不了，可以尝试求助同行的大神，寻求帮助；
6.4 切忌看不懂，我不会
切忌一看到异常，又是英文就慌了神，我不会，看不懂，逃避就去问别人，这样不但是对自己不负责，也是不尊重他人的成果。