Java异常处理

Java中的异常是指在程序执行过程中可能出现的错误或异常情况。

异常结构

所有的异常类都是Throwable类的子类，分为两个主要的子类：Exception和Error。

Exception

是指程序运行过程中可能出现的可处理的异常。它又分为两种类型：

1、非运行时异常（编译异常）：需要在编译时处理的异常，即在方法声明中必须显式声明或捕获这些异常。常见的检查异常包括IOException、SQLException等。
2、运行时异常（Runtime Exception）：无需在编译时处理的异常，即编译器不强制要求捕获或声明这些异常。常见的运行时异常包括NullPointerException、IllegalArgumentException等。

Error

是指表示严重错误或不可恢复的系统错误，通常由虚拟机（JVM）抛出。一般情况下，应用程序不会捕获或处理Error，而是让它们导致程序终止。常见的Error包括OutOfMemoryError、StackOverflowError等。

异常关键字

throws

throws是Java中的关键字，用于在方法声明中指定方法可能抛出的异常。当一个方法可能会引发一个或多个异常时，可以使用throws关键字将这些异常列出，以告知调用者需要处理这些异常。
使用throws关键字可以将异常向上层方法传递，直到遇到合适的异常处理机制。在方法声明中使用throws关键字后，调用该方法的代码必须在调用处处理或再次使用throws关键字传递异常。
语法：

public void myMethod() throws MyException {
    // 方法体
}

throw

throw是Java中的关键字，用于手动抛出异常对象。当在程序中遇到某个特定的条件或情况时，可以使用throw关键字创建并抛出一个异常对象，从而中断当前的执行流程，并将异常传递给上层调用栈。

使用throw关键字需要提供一个异常对象作为参数，该异常对象必须是Throwable类或其子类的实例。可以通过new关键字创建一个异常对象，并将其作为参数传递给throw关键字。
语法：

throw new MyException("异常信息");

try

用于监听。将要被监听的代码(可能抛出异常的代码)放在try语句块之内，当try语句块内发生异常时，异常就被抛出。

catch

用于捕获异常。catch用来捕获try语句块中发生的异常。

finally

finally语句块总是会被执行。它主要用于回收在try块里打开的物力资源(如数据库连接、网络连接和磁盘文件)。只有finally块，执行完成之后，才会回来执行try或者catch块中的return或者throw语句，如果finally中使用了return或者throw等终止方法的语句，则就不会跳回执行，直接停止。

异常捕获

try-catch

一个 try-catch 语句块中可以捕获多个异常类型，但只会命中匹配的第一个 catch 块，如果在try块中的代码发生了异常，程序会立即跳转到与之匹配的catch块中，并执行相应的异常处理代码，后续的 catch 块也不会再执行。
需要注意的是，try-catch块只能处理在try块中发生的异常。如果在catch块中发生新的异常，它将无法被当前的try-catch块捕获，而会被传递给上一级的异常处理机制。
语法：

try {
    // 可能抛出异常的代码
} catch (ExceptionType1 e1) {
    // 处理 ExceptionType1 类型的异常
} catch (ExceptionType2 e2) {
    // 处理 ExceptionType2 类型的异常
} catch (Exception e) {
    // 处理其他类型的异常
}

同一个 catch 也可以捕获多种类型异常，用 | 隔开，当使用|运算符将多个异常类型合并时，这些异常类型之间是平等的，没有任何继承或层级关系。在异常被捕获时，程序会检查异常对象的类型，如果异常对象的类型匹配任何一个合并的异常类型，就会执行相应的处理代码块。
语法：

try {
    // 可能抛出异常的代码
} catch (ExceptionType1 | ExceptionType2 | ExceptionType3 e) {
    // 处理 ExceptionType1、ExceptionType2 和 ExceptionType3 类型的异常
}

需要注意的是，在使用合并异常类型的catch块中，不能通过异常对象的类型来区分具体是哪种异常类型。如果需要区分异常类型进行不同的处理，应该分开编写多个catch块，每个catch块处理一个具体的异常类型。

try-finally

try块中包含可能抛出异常的代码，而finally块中包含在无论异常是否发生时都必须执行的代码。无论异常是否被捕获或处理，finally块中的代码都会执行。可以保证资源在使用后被关闭。例如IO流中执行完相应操作后，关闭相应资源；使用Lock对象保证线程同步，通过finally可以保证锁会被释放；数据库连接代码时，关闭连接操作等等

try-catch-finally

try块中包含可能抛出异常的代码，catch块用于捕获和处理异常，finally块包含在无论异常是否发生时都必须执行的代码。

try-catch-finally的执行流程如下：

1. 首先，try块中的代码会被执行。
2. 如果在try块中发生了异常，那么异常会被抛出，并且程序会跳转到与之匹配的catch块进行异常处理。catch块中的代码会根据异常类型进行相应的处理操作，如日志记录、错误处理等。
3. 如果在try块中没有发生异常，那么catch块会被跳过，程序会直接执行finally块中的代码。
4. 无论异常是否被捕获和处理，finally块中的代码都会执行。通常在finally块中放置一些必须执行的代码，如释放资源、关闭连接等。
5. 如果在catch块中使用了return语句或抛出了新的异常，那么在执行finally块之前，先会执行return语句或抛出新异常的操作。

try-catch-finally结构提供了一种机制来处理可能发生的异常，并确保在异常处理之后执行一些必要的操作，如资源释放。它使得程序具备更好的健壮性和可靠性，可以对异常进行捕获、处理和清理工作，以保证程序的正常执行和资源的正确释放。

自定义异常

必要性

1、提供更清晰的异常信息：通过自定义异常类，可以根据实际情况为异常添加更具体的描述，帮助开发人员和调用者更好地理解异常的原因和解决方案。
2、区分不同的异常情况：自定义异常类可以根据业务需求定义不同的异常类型，从而区分不同的异常情况。这样可以使代码更具可读性和可维护性，同时也方便在异常处理时采取不同的措施。
3、异常信息传递：自定义异常类可以允许在异常对象中携带额外的信息，例如错误码、详细日志等，这些信息对于问题排查和故障诊断非常有帮助。
4、统一异常处理：通过自定义异常类，可以实现统一的异常处理机制，将不同的异常情况转换为相应的自定义异常，并在统一的异常处理模块中进行处理。这样可以提高代码的可维护性和重用性。
5、阻止未检查异常的传播：如果方法抛出的是Java标准库中的异常类（如NullPointerException、IllegalArgumentException等），则调用者可以选择忽略或不处理该异常。但通过自定义异常类，可以强制调用者必须处理或捕获该异常，以便更好地管理和处理异常情况。

自定义异常步骤

自定义异常类必须继承自现有的异常类，通常是Exception类或其子类。

自定义异常类的创建步骤如下：
1、创建一个新的类，命名为你所需的异常类型，通常以Exception结尾，例如MyException。
2、继承现有的异常类，选择合适的父类，通常是Exception类或其子类。你可以根据实际情况选择适合的父类，以便于正确地处理和捕获该异常。
3、提供构造方法，可以重载父类的构造方法，以便在抛出异常时传递相关的错误信息或其他必要的参数。
4、可以选择性地添加其他方法或属性，以满足自定义异常的特定需求。
例子：

public class MyException extends Exception {
    private int errorCode;

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

    public int getErrorCode() {
        return errorCode;
    }
}

在上述示例中，MyException类继承自Exception类，并添加了一个名为errorCode的私有变量。构造器接受两个参数：message和errorCode，并通过调用父类的构造器super(message)来设置异常对象的详细信息。同时，将传入的errorCode赋值给errorCode变量。
通过这样的方式，在捕获自定义异常时，可以通过调用getErrorCode()方法获取异常对象中的错误代码信息，从而更好地处理和定位异常。

在自定义异常类中调用父类构造器通常是必要的，因为父类构造器负责初始化父类的部分属性和行为，确保异常对象的完整性和一致性。

当自定义异常类继承自Java标准库中的异常类（如Exception或RuntimeException）时，父类构造器负责初始化父类的属性，包括异常的消息、堆栈跟踪等信息。这些信息对于异常的诊断、处理和记录都是非常重要的。

在自定义异常类中，通过调用父类的构造器，可以确保父类的初始化过程得到正确执行，遵循异常处理的规范和约定。如果不调用父类构造器，可能会导致父类中的属性未正确初始化，影响异常的使用和处理。