认识 Java 中的异常 看这篇

目录

1. 初始异常

2. 防御式编程

3. 异常的基本用法

3.1 基本语法

3.2 为什么要处理异常

3.3 关于异常的处理方式

3.4 异常处理流程

3.5 捕获异常的注意点

3.6 抛出异常

3.7 关于finally

4. Java 异常体系

4.1 Java 内置的异常类之间的继承关系图

4.2 受查异常和非受查异常的区别

5. 自定义异常类

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1. 初始异常

异常指的是程序在运行时出现错误时通知调用者的一种机制。

“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。而有些错误是编译过程中就会出错，这是“编译期”出错。

2. 防御式编程

错误在代码中是客观存在的，要让程序出现问题的时候及时通知程序员，有两种方式。

• LBYL: Look Before You Leap. 在操作之前就做充分的检查。
• EAFP: 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。异常的核心就是 EAFP.

3. 异常的基本用法

3.1 基本语法

try{
    有可能出现异常的语句 ;
} catch (异常类型 异常对象) {
    ... 
} finally {
    异常的出口
}

其中：

try 代码块中放的是可能出现异常的代码。
catch 代码块中放的是出现异常后的处理行为。
finally 代码块中的代码用于处理善后工作, 会在最后执行。
其中 catch 和 finally 都可以根据情况选择加或者不加。

3.2 为什么要处理异常

程序中如果一旦出现异常，不处理异常，程序就终止了，异常之后的代码段就不会执行。

比如：

但如果进行异常处理，一旦 try 中出现异常，那么 try 代码块中的程序就不会继续执行，而是交给 catch 中的代码来执行。catch 中的代码执行完毕后会继续执行，程序不会停止。这样就有利于程序的执行效率。 

 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。

3.3 关于异常的处理方式

异常的种类有很多, 我们要根据不同的业务场景来决定。
1. 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。
2. 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员。
3. 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。

3.4 异常处理流程

1. 程序先执行 try 中的代码。
2. 如果 try 中的代码出现异常, 就会结束 try 中的代码, 看和 catch 中的异常类型是否匹配。
3. 如果找到匹配的异常类型, 就会执行 catch 中的代码。
4. 如果没有找到匹配的异常类型, 就会将异常向上传递到上层调用者。
5. 无论是否找到匹配的异常类型, finally 中的代码都会被执行到(在该方法结束之前执行)。
6. 如果上层调用者也没有处理的了异常, 就继续向上传递。一直到 main 方法也没有合适的代码处理异常, 就会交给 JVM 来进行处理, 此时程序就会异常终止。

3.5 捕获异常的注意点

1. 一段代码可能会抛出多种不同的异常，不同的异常有不同的处理方式，因此可以搭配有多个 catch 代码块；

2. 也可以用一个 catch 捕获所有异常（这种方式不推荐）；

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，如上面代码出现的NullPointerException 异常都是 Exception 的子类。 

3. 无论是否存在异常，finally 中的代码一定会执行的，保证最终一定会执行到 Scanner 的 close 方法。  

4.  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。

 如果 func 方法中没有合适的处理异常方式，就会沿着调用栈向上传递到 main 方法中，如果 main 方法中也没有合适的处理异常方式，就会一直向上传递，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)。

3.6 抛出异常

throw 和 throws 的区别

throw：用在方法内部，手动抛出异常，必须要人工产生一个异常对象。

throws：用在方法声明，表示当前方法可能会出现的异常并且不处理继续向调用者抛出。

3.7 关于finally

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, 会覆盖掉 try 或 catch 中的 return。一般不建议在 finally 中写 return。

4. Java 异常体系

4.1 Java 内置的异常类之间的继承关系图

• 顶层类 Throwable 派生出两个重要的子类, Error 和 Exception
• 其中 Error 指的是 Java 运行时内部错误和资源耗尽错误。比如栈溢出 StackOverFlowError 、内存溢出 OutofMemoryError 等错误。应用程序不抛出此类异常。这种内部错误一旦出现，除了告知用户并使程序终止之外, 再无能无力。
• Exception 是我们程序猿所使用的异常类的父类。其中 Exception 有一个子类称为 RuntimeException , 这里面又派生出很多我们常见的异常类 NullPointerException , IndexOutOfBoundsException 等。这种称为非受查异常。

Java 语言将 Error 类、RuntimeException 类及其子类的所有异常称为非受查异常，其他的类 IOException 类及其子类、ClassNotFoundException 类、CloneNotSupportedException 类都是受查异常。

4.2 受查异常和非受查异常的区别

受查异常：程序必须显示 try ... catch 异常处理 或者 throws 向上抛出。

非受查异常：属于非受查异常可以不用显示处理该异常。

5. 自定义异常类

当开发中遇到某些与业务相关的出错情况时，需要自定义异常。

比如用户登录功能，此时处理用户名和密码错误的时候就可能抛出两种异常，基于已有的异常类 Exception 进行继承，创建出和业务相关的异常类。

class UserError extends Exception {
    public UserError(String message) {
        super(message);
    }
}

class PasswordError extends Exception {
    public PasswordError(String message) {
        super(message);
    }
}

此时相关业务代码就是：

/**
 * 自定义异常
 */
class UserError extends Exception {
    public UserError(String message) {
        super(message);
    }
}

class PasswordError extends Exception {
    public PasswordError(String message) {
        super(message);
    }
}

public class Demo6 {
    private static String userName = "admin";
    private static String password = "123456";
    public static void main(String[] args) {
        try {
            login("admin", "12456");
        } catch (UserError userError) {
            userError.printStackTrace();
        } catch (PasswordError passwordError) {
            passwordError.printStackTrace();
        }
    }

    public static void login(String userName, String password) throws UserError,
            PasswordError {
        if (!Demo6.userName.equals(userName)) {
            throw new UserError("用户名错误");
        }
        if (!Demo6.password.equals(password)) {
            throw new PasswordError("密码错误");
        }
        System.out.println("登陆成功");
    }
}

 如果密码或者用户名错误就会抛出错误：

 

自定义异常通常会继承自 Exception 或者 RuntimeException，继承自 Exception 的异常默认是受查异常，继承自 RuntimeException 的异常默认是非受查异常。