在生活中,一个人表情痛苦,出于关心,可能会问:你是不是生病了,需要我陪你去看医生吗?
在程序中也是一样,程序猿是一帮办事严谨、追求完美的高科技人才。在日常开发中,绞尽脑汁将代码写的尽善尽美,在程序运行过程中,难免会出现一些奇奇怪怪的问题。
有时通过代码很难去控制,比如:数据格式不对、网络不通畅、内存报警等
在Java中,将程序执行过程中发生的不正常行为称为异常
下来我们先来简单看几个异常
如以下代码
System.out.println(21 / 0);
运行时就会出现
如以下代码
int[] arr = {1, 2, 3,4,5};
System.out.println(arr[10]);
运行时就会出现
如以下代码
int[] arr = null;
System.out.println(arr.length);
运行时就会出现
从上述过程中可以看到,java中不同类型的异常,都有与其对应的类来进行描述
注意:
语法错误不是异常
异常种类繁多,为了对不同异常或者错误进行很好的分类管理,Java内部维护了一个异常的体系结构:
从上图中可以看到:
异常可能在编译时发生,也可能在程序运行时发生,根据发生的时机不同,可以将异常分为:运行时异常和编译时异常
在程序编译期间发生的异常,称为编译时异常,也称为受检查异常(Checked Exception)
比如博主在接口时讲的覆写Object类的clone
编译时报错: Error:(17, 35) java:
未报告的异常错误java.lang.CloneNotSupportedException; 必须对其进行捕获或声明以便抛出
在程序执行期间发生的异常,称为运行时异常,也称为非受检查异常(Unchecked Exception)
RunTimeException以及其子类对应的异常,都称为运行时异常。比如:
NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException、ArithmeticException。
注意:编译时出现的语法性错误,不能称之为异常。例如将 System.out.println 拼写错了, 写成了system.out.println. 此时编译过程中就会出错, 这是 “编译期” 出错。而运行时指的是程序已经编译通过得到class 文件了, 再由 JVM 执行过程中出现的错误
异常处理的核心思想就是 EAFP。
在Java中,异常处理主要的5个关键字:throw、try、catch、final、throws。
后面会一一进行介绍
错误在代码中是客观存在的. 因此我们要让程序出现问题的时候及时通知程序猿. 主要方式有:LBYL事前防御型和EAFP事后认错型
Look Before You Leap. 在操作之前就做充分的检查. 即:事前防御型
比如我们在打游戏时,会提示你一些东西,比如登录游戏错误、匹配错误······
boolean ret = false;
ret = 登陆游戏();
if (!ret) {
登陆游戏错误;
return;
}
ret = 开始匹配();
if (!ret) {
匹配错误;
return;
}
ret = 游戏确认();
if (!ret) {
游戏确认错误;
return;
这时候就会向程序员进行报错,并且不会向下进行
但是也存在缺陷
缺陷:正常流程和错误处理流程代码混在一起, 代码整体显的比较混乱
It’s Easier to Ask Forgiveness than Permission. “事后获取原谅比事前获取许可更容易”. 也就是先操作, 遇到问题再处理. 即:事后认错型
我们先运行程序,当程序遇到问题再再处理问题。比如
try {
登陆游戏();
开始匹配();
游戏确认();
选择英雄();
载入游戏画面();
...
} catch (登陆游戏异常) {
处理登陆游戏异常;
} catch (开始匹配异常) {
处理开始匹配异常;
} catch (游戏确认异常) {
处理游戏确认异常;
} catch (选择英雄异常) {
处理选择英雄异常;
} catch (载入游戏画面异常) {
处理载入游戏画面异常;
}
...
这样做的好处在于
优势:正常流程和错误流程是分离开的, 程序员更关注正常流程,代码更清晰,容易理解代码
在编写程序时,如果程序中出现错误,此时就需要将错误的信息告知给调用者,比如:参数检测。
在Java中,可以借助throw关键字,抛出一个指定的异常对象,将错误信息告知给调用者。具体语法如下
throw new XXXException("异常产生的原因");
示例:实现一个获取数组中任意位置元素的方法
public static int getElement(int[] array, int index){
if(null == array){
throw new NullPointerException("传递的数组为null");
} if(
index < 0 || index >= array.length){
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("传递的数组下标越界");
}
return array[index];
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = {1,2,3};
getElement(array, 3);
}
我们再来看一下运行结果
这里抛出了数组越界的异常
异常的捕获,也就是异常的具体处理方式,主要有两种:异常声明throws 以及 try-catch捕获处理
处在方法声明时参数列表之后,当方法中抛出编译时异常,用户不想处理该异常,此时就可以借助throws将异常抛给方法的调用者来处理。即当前方法不处理异常,提醒方法的调用者处理异常。
语法格式
语法格式:
修饰符 返回值类型 方法名(参数列表) throws 异常类型1,异常类型2...{
}
比如我们前面提到的Cloneable时重写clone()方法时
public class Person implements Cloneable{
private String name;
private String gender;
int age;
@Override
public Person clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Person)super.clone();
}
}
再举个例子
我们现在需要,加载指定的配置文件config.ini
当我们书写方法时此处不处理,也没有能力处理,应该将错误信息报告给调用者,让调用者检查文件名字是否给错误了。
public class Config {
File file;
/*
FileNotFoundException : 编译时异常,表明文件不存在
此处不处理,也没有能力处理,应该将错误信息报告给调用者,让调用者检查文件名字是否给错误了
*/
public void OpenConfig(String filename) throws FileNotFoundException{
if(filename.equals("config.ini")){
throw new FileNotFoundException("配置文件名字不对");
}
// 打开文件
}
}
File file;
// public void OpenConfig(String filename) throws IOException,FileNotFoundException{
// FileNotFoundException 继承自 IOException
public void OpenConfig(String filename) throws IOException{
if(filename.endsWith(".ini")){
throw new IOException("文件不是.ini文件");
}
if(filename.equals("config.ini")){
throw new FileNotFoundException("配置文件名字不对");
}
// 打开文件
}
throws对异常并没有真正处理,而是将异常报告给抛出异常方法的调用者,由调用者处理。如果真正要对异常进行处理,就需要try-catch。
语法格式
语法格式:
try{
// 将可能出现异常的代码放在这里
}catch(要捕获的异常类型 e){
// 如果try中的代码抛出异常了,此处catch捕获时异常类型与try中抛出的异常类型一致时,或者是try中抛出异常的基类时,就会被捕获到
// 对异常就可以正常处理,处理完成后,跳出try-catch结构,继续执行后序代码
}[catch(异常类型 e){
// 对异常进行处理
}finally{
// 此处代码一定会被执行到
}]
// 后序代码
// 当异常被捕获到时,异常就被处理了,这里的后序代码一定会执行
// 如果捕获了,由于捕获时类型不对,那就没有捕获到,这里的代码就不会被执行
注意:
比如我现在有这样一个需求:读取配置文件,如果配置文件名字不是指定名字,抛出异常,调用者进行异常处理
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
public class Config {
File file;
public void openConfig(String filename) throws FileNotFoundException{
if(!filename.equals("config.ini")){
throw new FileNotFoundException("配置文件名字不对");
}
// 打开文件
}
public void readConfig(){
}
public static void main(String[] args) {
Config config = new Config();
try {
config.openConfig("config.txt");
System.out.println("文件打开成功");
} catch (IOException e) {
// 异常的处理方式
System.out.println(e.getMessage()); // 只打印异常信息
System.out.println(e); // 打印异常类型:异常信息
e.printStackTrace(); // 打印信息最全面
}
// 一旦异常被捕获处理了,此处的代码会执行
System.out.println("异常如果被处理了,这里的代码也可以执行");
}
}
我们看到异常的处理方式哪里有三个不同的处理方式,我们来看一下三种不同的处理方式的效果
讲了这么多异常的处理方式,那么我们实际中应该选择哪一种呢?
异常的种类有很多, 我们要根据不同的业务场景来决定.
对于比较严重的问题(例如和算钱相关的场景), 应该让程序直接崩溃, 防止造成更严重的后果
对于不太严重的问题(大多数场景), 可以记录错误日志, 并通过监控报警程序及时通知程序猿
对于可能会恢复的问题(和网络相关的场景), 可以尝试进行重试.
在我们当前的代码中采取的是经过简化的第二种方式. 我们记录的错误日志是出现异常的方法调用信息, 能很
快速的让我们找到出现异常的位置. 以后在实际工作中我们会采取更完备的方式来记录异常信息
catch (ArrayIndexOutOfBoundsException | NullPointerException e) {
...
}
如果异常之间具有父子关系,一定是子类异常在前catch,父类异常在后catch,否则语法错误:
4. 可以通过一个catch捕获所有的异常,即多个异常,一次捕获(不推荐)
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3};
try {
System.out.println("before");
arr = null;
System.out.println(arr[100]);
System.out.println("after");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("after try catch");
}
由于 Exception 类是所有异常类的父类. 因此可以用这个类型表示捕捉所有异常.
备注: catch 进行类型匹配的时候, 不光会匹配相同类型的异常对象, 也会捕捉目标异常类型的子类对象. 如刚才的代码,
NullPointerException 和 ArrayIndexOutOfBoundsException 都是 Exception的子类, 因此都能被捕获到.
在写程序时,有些特定的代码,不论程序是否发生异常,都需要执行,比如程序中打开的资源:网络连接、数据库连接、IO流等,在程序正常或者异常退出时,必须要对资源进行回收。另外,因为异常会引发程序的跳转,可能导致有些语句执行不到,finally就是用来解决这个问题的。
语法格式:
语法格式:
try{
// 可能会发生异常的代码
}catch(异常类型 e){
// 对捕获到的异常进行处理
}finally{
// 此处的语句无论是否发生异常,都会被执行到
}
// 如果没有抛出异常,或者异常被捕获处理了,这里的代码也会执行
示例:
既然 finally 和 try-catch-finally 后的代码都会执行,那为什么还要有finally呢
比如我现在有这样一个需求:实现getData方法,内部输入一个整形数字,然后将该数字返回,并在main方法中打印
上述程序,如果正常输入,成功接收输入后程序就返回了,try-catch-finally之后的代码根本就没有执行,即输入流就没有被释放,造成资源泄漏。
注意:finally中的代码一定会执行的,一般在finally中进行一些资源清理的扫尾工作
比如下面这一道题:
public static void main(String[] args) {
System.out.println(func());
}
public static int func() {
try {
return 10;
} finally {
return 20;
}
}
A:10 B:20 C:30 D:编译失败
**答案:**20
解析:finally 执行的时机是在方法返回之前(try 或者 catch 中如果有 return 会在这个 return 之前执行 finally). 但是如果finally 中也存在 return 语句, 那么就会执行 finally 中的 return, 从而不会执行到 try 中原有的 return.
一般我们不建议在 finally 中写 return (被编译器当做一个警告)
(1)throws用于方法头,表示的只是异常的申明,而throw用于方法内部,抛出的是异常对象。
(2)throws可以一次性抛出多个异常,而throw只能一个
(3)throws抛出异常时,它的上级(调用者)也要申明抛出异常或者捕获,不然编译报错。而throw的话,可以不申明或不捕获(这是非常不负责任的方式)但编译器不会报错。
一定很执行
如果本方法中没有合适的处理异常的方式, 就会沿着调用栈向上传递
关于调用栈,博主在C语言部分也讲解过,感兴趣的同学可以去下方链接进行学习
函数栈帧的创建于销毁
这里博主再进行简单进行介绍一下
关于 “调用栈”
方法之间是存在相互调用关系的, 这种调用关系我们可以用 “调用栈” 来描述. 在 JVM 中有一块内存空间称为"虚拟机栈" 专门存储方法之间的调用关系. 当代码中出现异常的时候, 我们就可以使用 e.printStackTrace(); 的方式查看出现异常代码的调用栈
例如
如果向上一直传递都没有合适的方法处理异常, 最终就会交给 JVM 处理, 程序就会异常终止(和我们最开始未使用 try catch 时是一样的).
可以看到, 程序已经异常终止了, 没有执行到System.out.println("after try catch");
这一行
Java 中虽然已经内置了丰富的异常类, 但是并不能完全表示实际开发中所遇到的一些异常,此时就需要维护符合我们实际情况的异常结构
例如:我们实现一个用户登陆功能
public class LogIn {
private String userName = "admin";
private String password = "123456";
public static void loginInfo(String userName, String password) {
if (!userName.equals(userName)) {
}
if (!password.equals(password)) {
}
System.out.println("登陆成功");
}
public static void main(String[] args) {
loginInfo("admin", "123456");
}
}
此时我们在处理用户名密码错误的时候可能就需要抛出两种异常. 我们可以基于已有的异常类进行扩展(继承), 创建和我们业务相关的异常类.
具体方式:
class UserNameException extends Exception {
public UserNameException(String message) {
super(message);
}
}
class PasswordException extends Exception {
public PasswordException(String message) {
super(message);
}
}
此时我们的 login 代码可以改成
class UserNameException extends Exception {
public UserNameException(String message) {
super(message);
}
}
class PasswordException extends Exception {
public PasswordException(String message) {
super(message);
}
}
public class LogIn {
private String userName = "admin";
private String password = "123456";
public static void loginInfo(String userName, String password)
throws UserNameException,PasswordException{
if (!userName.equals(userName)) {
throw new UserNameException("用户名错误!");
}
if (!password.equals(password)) {
throw new PasswordException("密码错误!");
}
System.out.println("登陆成功");
}
public static void main(String[] args) {
try {
loginInfo("admin", "123456");
} catch (UserNameException e) {
e.printStackTrace();
} catch (PasswordException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
关于《 万字带你认识异常》就讲解到这儿,javaSE系列的内容也就到这儿了,感谢大家的支持,欢迎各位留言交流以及批评指正,如果文章对您有帮助或者觉得作者写的还不错可以点一下关注,点赞,收藏支持一下。