【JAVA】异常
作者主页：paper jie 的博客
本文作者：大家好，我是paper jie，感谢你阅读本文，欢迎一建三连哦。
本文录入于《JAVASE语法系列》专栏，本专栏是针对于大学生，编程小白精心打造的。笔者用重金(时间和精力)打造，将javaSE基础知识一网打尽，希望可以帮到读者们哦。
其他专栏：《JAVA》《算法详解》《C语言》等
目录
什么是异常
异常的体系结构
异常的分类
编译时异常
运行时异常
异常的处理
防御式编程
异常的抛出
异常的捕获
异常声明 throws
try - catch捕获并异常
finally
异常的处理流程
自定义类
什么是异常
在java中，将程序执行过程中发生不正常行为称为异常。比如我们写代码经常遇到的：
算数异常
int a = 10 / 0;
数组越界异常
int[] arr = {1,2,3,4,5};
System.out.println(arr[10]);
空指针异常
int[] arr = null;
System.out.println(arr.length);
我们可以发现，java中不同的类型的异常有对应的类来描述。
异常的体系结构
异常种类有很多种，为了对这些异常可以比较好的管理起来，Java内部维护了一个异常的体系结构：
Throwable：异常体系的顶层，还有派生出的两个类，Error和Execption
Error：是java虚拟机JVM无法解决的严重问题，比如：JVM中的内部错误，资源耗尽等。典型代表：StackOverflowErrow和OutofMemoryError，一但发生了程序就会崩溃，没有办法解决。
Execption：异常产生后程序员可以通过代码进行处理，让程序继续运行。
异常的分类
异常可以在编译期间发生，也可以在运行时发生，根据发生的不同时机，可以分为：
编译时异常
在程序编译期间发生的异常，称为编译时异常，也可以叫受查异常
class person {
String name;
int age;
@Override
protected Object clone() {
return super.clone();
}
}
运行时异常
在程序期间发生的异常，称为运行时异常，也可以叫为非受查异常
RunTimeExecption和它的子类对应的异常，都是运行时异常。比如：NullPointerException、
ArrayIndexOutOfBoundsException、ArithmeticException
注意：这里编译的时候的语法错误可不能叫做异常。运行时异常是指程序已经通过编译得到class文件，在JVM执行的过程中出现的错误。
异常的处理
防御式编程
错误的代码是时常会出现的，在出现问题的时候我们要让程序出现问题的时候及时通知程序猿。处理方式一般有两种：
事前防御型，即在操作之前就做好充分的检查
public static void main(String[] args) {
boolean ret = false;
ret = 登陆游戏();
if (!ret) {
处理登陆游戏错误;
return;
}
ret = 开始匹配();
if (!ret) {
处理匹配错误;
return;
}
ret = 游戏确认();
if (!ret) {
处理游戏确认错误;
return;
}
ret = 选择英雄();
if (!ret) {
处理选择英雄错误;
return;
}
ret = 载入游戏画面();
if (!ret) {
处理载入游戏错误;
return;
}
......
}这种方式还是存在比较大的缺陷，正常的流程和处理错误的流程代码都在一起，让代码整体看起来比较混乱。
事后认错型，先操作，遇到问题再处理
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;
}
......它的优势就是可以将正常的流程和错误流程分开，让程序猿更加关注正常流程，代码更清晰，更容易理解代码，异常处理的核心思想就是EAFP
在java中，处理异常主要有5个关键字：throw，throws，try，catch，final，throws
异常的抛出
在编写程序的时候，如果程序出现了问题，就需要把程序的问题和错误信息告诉调用者。在java中，可以借助关键字throw，抛出一个指定的异常对象，将错误信息告知给调用者。
使用方式：
thow new xxxExcption("异常的原因");举个栗子：实现一个获取数组的任意位置元素的方法
public static int getelment(int[] array, int index) {
if(null == array) {
throw new NullPointerException("空指针异常");
}
if(index < 0 || index >= array.length) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("越界异常");
}
return array[index];
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = {1,2,3,4,5,6,7,8};
getelment(array, 10);
}
注意：
throw必须在方法体中使用
抛出的对象必须是Exception或者Exception的子类
如果抛出的是RuntimeException或者RuntimeException的子类，则可以不用处理，直接交给JVM来处理
如果抛出的是编译时异常，用户必须处理，否则无法通过编译
异常一旦抛出，后面的代码就不会执行了
异常的捕获
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和try - catch捕获处理
异常声明 throws
throws在方法声明时参数列表的后面，当方法中抛出编译时异常，用户不想处理该异常，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，提醒方法的调用者来处理异常
使用形式：
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...{
}举个栗子：加载指定文件congfig.ini
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
}
public void readConfig(){
}
}注意：
throws必须在方法的参数列表之后
声明的异常必须是Exception或者Exception的子类
方法内部出现多个异常，throws之后必须跟多个异常类型，之间用逗号隔开，如果异常具有父子关系，可以直接声明父类。
class Config {
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
}
public void readConfig(){
}
}调用声明抛出异常的方法时，调用者必须对该异常进行处理，或者继续使用throws抛出
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Config config = new Config();
config.OpenConfig(".ini");
}有两种方法：
继续用throws抛出
用try - catch处理
try - catch捕获并异常
throws对异常并没有真正的处理，而是将异常报告告诉给调用者，让调用者来处理。如果真正要对异常处理，就要使用try - catch
使用形式：
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举个栗子：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
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");
}
}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.
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.
注意：
try快内抛出异常位置之后的代码将不会被执行
如果抛出异常类型与catch时异常类型不匹配，也就不会处理，继续向外抛，直到JVM收到后中断系统
try中可能会抛出多个不同的异常对象，则必须用多个catch来捕获
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 (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
System.out.println("这是个数组下标越界异常");
e.printStackTrace();
} catch (NullPointerException e) {
System.out.println("这是个空指针异常");
e.printStackTrace();
} S
ystem.out.println("after try catch");
}如果多个异常的处理方法一样，也可以这样写：
catch (ArrayIndexOutOfBoundsException | NullPointerException e) {
...
}如果异常之间具有父子关系，一定要子类在前，父类在后，否则语法错误：
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 (NullPointerException e) { // Exception可以捕获到所有异常
e.printStackTrace();
}catch (Exception e){ // 永远都捕获执行到
e.printStackTrace();
} System.out.println("after try catch");
}一个catch可以捕获所有的异常，但是没有必要
catch进行类型匹配的时候，不光会匹配相同类型的异常对象，还会捕捉目标异常类型的子类对象
finally
在写程序的时候，有一些代码就是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，在程序正常，异常退出时必须对资源进行回收。又因为异常会导致程序的跳转，一些代码执行不到，finally就是用来解决这个问题的。
使用形式：
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public static void main(String[] args) {
try{
int[] arr = {1,2,3};
arr[100] = 10;
arr[0] = 10;
}catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
System.out.println(e);
}finally {
System.out.println("finally中的代码一定会执行");
} S
ystem.out.println("如果没有抛出异常，或者异常被处理了，try-catch后的代码也会执行");
}finally的作用
class TestFinally {
public static int getData(){
Scanner sc = null;
try{
sc = new Scanner(System.in);
int data = sc.nextInt();
return data;
}catch (InputMismatchException e){
e.printStackTrace();
}finally {
System.out.println("finally中代码");
} System.out.println("try-catch-finally之后代码");
if(null != sc){
sc.close();
}
return 0;
}
public static void main(String[] args) {
int data = getData();
System.out.println(data);
}
} // 正常输入时程序运行结果：
/*100
finally中代码
100*/通过这个代码，可以发现如果正常输入，成功后接到输入就返回了，后面的close就没有被执行，输入流没有被释放，造成资源泄露。而finally会被执行，就可以将close写在finally中，就不会造成资源泄露了。
注意：finally中的代码一定会被执行，因此可以在finally中进行一些资源清理的扫尾工作。
异常的处理流程
什么是调用栈：
方法之间是存在相互调用关系的，这种关系我们可以用“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。当代码出现异常的时候，我们就可以使用e.printStackTrace();的方式来查看出现异常的调用栈。
当方法中没有合适的处理异常的方式时，就会延调用栈向上传递
public static void main(String[] args) {
try {
func();
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
e.printStackTrace();
} System.out.println("after try catch");
}
public static void func() {
int[] arr = {1, 2, 3};
System.out.println(arr[100]);
}如果向上传递都没有合适的方法处理异常，就会交给JVM处理，程序就会异常终止。
public static void main(String[] args) {
func();
System.out.println("after try catch");
}
public static void func() {
int[] arr = {1, 2, 3};
System.out.println(arr[100]);
} // 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100
at demo02.Test.func(Test.java:14)
at demo02.Test.main(Test.java:8)程序异常终止，没有执行最后一行的打印
异常处理的流程：
程序先执行try中的代码
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
如果找到匹配的异常类型，就会执行catch中的代码
如果没有找到，就会将异常向上传递到上层调用者
无论是否找到匹配的异常类型，都会执行finally
如果上层调用者也没有处理异常，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
自定义类
java中的异常类并不能完全满足我们日常开发中遇到的一些异常，此时就需要我们维护符合实际情况的异常结构
举个栗子：登陆功能
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");
}
}我们发现这里我们就需要两个异常，这时我们可以基于已有的异常类进行拓展，创建与我们业务相关的异常类
方式：
自定义异常类，然后继承Exception或者RunTimeException
实现一个带有String类型参数的构造方法，作用就是告诉出现异常的原因
代码实现；
class LogIn {
private static String Name = "admin";
private static String word = "123456";
public static void loginInfo(String userName, String password) throws UernameException,PasswordException {
if (!userName.equals(Name)) {
throw new UernameException("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("adin", "1236");
}catch(UernameException | PasswordException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}注意：
自定义异常通常会继承Exception或者RunTimeException
继承的Exception是编译时异常
RunTimeException是运行时异常