异常 笔记分享

异常

异常Exception：

• ArrayIndexOutOfBoundsException 数组下标越界异常

• NullPointerException(NPE) 空指针异常

  当引用数据类型没有引用某个内存空间时，它的值就是null，那么如果null值去使用方法、属性则会报出此异常

• ClassCastException 类型转换异常

  使用多态时尤其可能出现，不确定多态的具体类型时，转换可能会出现问题。

• ClassNotFoundException 类找不到的异常

• ArithmeticException 算数异常 （除数为0）

• InputMismatchException 输入不匹配异常

1.了解异常的概念

1.1生活中的异常

异常： 在执行某件事的过程中，出现了不符合预期的情况

电梯异常、地铁异常、电路异常……

1.2程序中的异常

在程序运行过程中出现的问题，会导致程序中断（结束），后续代码不会再执行。

// 示例代码
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入第一个整数：");
int num1 = input.nextInt();
System.out.print("请输入第二个整数：");
int num2 = input.nextInt();
// 计算除法
int num3 = num1 / num2;
System.out.println(num1+"/"+num2+"="+num3);
System.out.println("程序结束！");

利用前期学习的技术：

Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入第一个整数：");
// 判断输入的是否是整数 判断语句要放在前面 否则没有意义
if(input.hasNextInt()){
    int num1 = input.nextInt();
	System.out.print("请输入第二个整数：");
    if(input.hasNextInt()){
        int num2 = input.nextInt();
        if(num2 != 0){
            // 计算除法
            int num3 = num1 / num2;
            System.out.println(num1+"/"+num2+"="+num3);
        }else{
            sout("除数不能为0！");
        }
    }else{
        sout("对不起！除数必须为整数");
    }
}else{
    sout("对不起！被除数必须为整数");
}
System.out.println("程序结束！");

2.理解Java异常处理机制

Java提供了一套异常处理机制来解决我们使用过多的 if 判断问题（补不全、代码维护性变差、阅读困难）

由下方关键词可以让我们的程序遇到异常时更加健壮

try： 尝试

catch： 抓住

finally： 最终的

throw： 扔

throws： 扔

3.会捕捉异常

3.1 try-catch组合

try{
    // 在try代码块中执行有可能出现异常的代码段
}catch(异常类型 e){ // 当出现了异常的情况下，catch标注的异常会捕获合适的异常
    // 捕获到合适的异常之后，对异常采取修复/处理
}

执行流程：

​ 在执行try块代码时

​ 当出现：InputMismatchException 情况时，会立刻结束try块代码，JVM会帮你构建一个异常对象（nextInt()代码中有此源码）new InputMismatchException(nfe.getMessage());

​ 然后我们的catch块就可以捕获到此异常，形参会接收此对象引用，进行正常处理，处理完继续正常运行。

​ 当出现：ArithmeticException情况时，会立刻结束try块代码，JVM帮你创建的异常对象无法被catch块所接受，相当于方法的形参和实参不一致，所以catch不会捕获异常，JVM会将你的异常直接以堆栈跟踪的形式打印出来，并且会结束我们的程序。

Scanner input = new Scanner(System.in);
try{
    // 可能出现问题的代码
    System.out.print("请输入第一个整数：");
    int num1 = input.nextInt();
    System.out.print("请输入第二个整数：");
    int num2 = input.nextInt();
    // 计算除法
    int num3 = num1 / num2;
    System.out.println(num1+"/"+num2+"="+num3);
}catch(InputMismatchException e){ // 能捕获的异常类型
    // 对应的异常处理
    sout("对不起！请输入整数！");
}
System.out.println("程序结束！");

3.2 多重catch块

类似于多重if一样，出现的异常会挨个进行尝试调用catch，只要有一个匹配，则执行处理，后面的catch不会处理了

异常类型范围大的记得放在后面

try{
    // 可能出现的异常代码
}catch(异常类型1 e){
    // 对应的异常处理
}catch(异常类型2 e){
    // 对应的异常处理
}....
catch(Exception e){ // Ecxeption是异常的顶级父类，它可以接受任何异常类型的对象（多态）
	// 最终默认的处理
}

Scanner input = new Scanner(System.in);
try{
    // 可能出现问题的代码
    System.out.print("请输入第一个整数：");
    int num1 = input.nextInt();
    System.out.print("请输入第二个整数：");
    int num2 = input.nextInt();
    // 计算除法
    int num3 = num1 / num2;
    System.out.println(num1+"/"+num2+"="+num3);
}catch(InputMismatchException e){ // 能捕获的异常类型1
    sout("对不起！请输入整数！");
}catch(ArithmeticException e){ // 能捕获的异常类型2
    sout("对不起！除数不能为0！")；
}catch(Exception e){
    sout("服务器繁忙！")；
}
System.out.println("程序结束！");

处理手段一致的情况下会采用：

Scanner input = new Scanner(System.in);
try{
    System.out.print("请输入第一个整数：");
    int num1 = input.nextInt();
    System.out.print("请输入第二个整数：");
    int num2 = input.nextInt();
    // 计算除法
    int num3 = num1 / num2;
    System.out.println(num1+"/"+num2+"="+num3);
}catch(InputMismatchException | ArithmeticException e){
    e.getMessage(); // 打印异常的堆栈跟踪
    // 或 打印红色字 + 堆栈信息追踪
    // System.err.println("异常出现了！"+e.getMessage());
}
System.out.println("程序结束！");

catch代码块中，处理异常的情况一般有以下几种：

1.已友好的形式提示异常信息 System.out.println();或System.err.println();

2.使用异常的堆栈跟踪来打印异常信息（这个和JVM处理不一样，JVM会中断程序）

3.使用日志记录异常信息

4.根据逻辑进行合理值更改

3.3 try-catch-finally/try-finally

try{
    // 可能出现异常的代码段
}catch(异常类型 e){
    // 处理异常的代码段
}finally{
    // 最终执行的代码段：无论是否出现异常 此处代码段都会执行
    // 一般的应用在资源释放
}

try{
    // 可能出现异常的代码
}finally{
    // 最终执行的代码段：无论是否出现异常 此处代码段都会执行
    // 一般的应用在资源释放
}

如果finally和return同时出现，那么如何执行？【面试题】

会执行finally中的内容，然后再执行return。

final、finally、finalize的区别【面试题】

• final的作用

  • 修饰变量 则此变量变为常量，常量只允许赋值一次
  • 修饰类 则此类将无法被继承
  • 修饰方法 则此方法无法被重写

• finally的作用

  • 是异常处理中的一个概念，表示无论是否出现异常finally中的内容都会执行

• finalize的作用

  • 它是Object类中的一个方法，是Java的GC（垃圾回收站）自动会调用的一个方法

    protected void finalize() throws Throwable {}
    

4.会抛出异常

throw和throws的区别【面试题】

throw表示抛出异常，抛出异常后面要跟随异常的对象，用于告知调用者异常的信息（异常对象），后期常用来抛出自定义异常。

// 摘自：java.util.Scanner.nextInt()方法
try {
    String s = next(integerPattern());
    if (matcher.group(SIMPLE_GROUP_INDEX) == null)
        s = processIntegerToken(s);
    return Integer.parseInt(s, radix);
} catch (NumberFormatException nfe) {
    position = matcher.start(); // don't skip bad token
    throw new InputMismatchException(nfe.getMessage());
}

throws表示声明异常，它是在方法声明中进行指定的，一般表示此方法不处理异常而是向上甩锅。

public FileInputStream(File file) throws FileNotFoundException; 

5.了解Java异常体系结构

Throwable顶级接口

• Exception异常的顶级父类（异常指的是可以经过处理而修复的问题 ）

  表示代码编写出来后必须要求提前处理的异常

  例如：FileNotFoundException

  Checked异常(受检异常)

• Error错误的顶级父类：OutOfMemory StackOverFlow（Error是必须通过更改代码才能修复的问题）

表示代码编写后非必须要求处理的异常

例如：InputMismatchException NumberFormatException

UnChecked异常(不受检异常)/RuntimeException运行时异常

6.会编写自定义异常

如果觉得Java的异常体系不够丰富，可以自行创建异常类。

//public class IllegalAgeException extends Exception{
public class IllegalAgeException extends RuntimeException{
	public IllegalAgeException() {
		super();
	}
	public IllegalAgeException(String message) {
		super(message);
	}	
}

// ----------------------------------------------------

public class Student{
    private String name;
    private int age;
    
    public void setAge(int age) throws Exception {
        if(age < 0 || age > 100) {
            // System.out.println("对不起！年龄非法！");
            // throw new Exception("年龄非法！");
            throw new IllegalAgeException("年龄非法！");
        }else {
            this.age = age;
        }
	} 
}

7.会使用日志记录异常情况(log4j(log for java)、log4j2、logback)

try{

}catch(Exception e){
	// 处理
}

它用来记录系统运行中的一些重要操作信息，便于监视系统运行情况，也便于出现问题后快速找到原因的文件。

.log格式的文件

我们要记录日志，如果自己来实现这种红能非常繁琐，所以有很多组织或者个人开发了相关的工具开源出来供我们使用，那么在Java项目中如何去引用他们编写的这些工具呢？

步骤：

1.下载相应的工具包（SDK）：他们一般帮助我们将其打成了jar包（压缩包 字节码文件的集合）

2.将jar包引入到项目的类库中（像引入jre一样）

3.引入之后，根据工具的说明书（API文档）进行使用即可

我们记录日志可以采用的工具包：log4j、log4j2、logback…（slfj日志门面）

• 在Java项目中创建一个文件夹（lib）存放jar包
  

• 将jar包引入为类库

  在jar包上右键 → build path → add to build path
  

• 根据要求和使用说明进行使用

  • 准备一个日志配置文件log4j.properties配置日志运行的规则

  ### 设置Logger输出级别和输出目的地（可以指定多个目的地） ###
  ### 一般在开发的时候使用debug，开发完成后使用error ###
  ### 他们对应的是输出信息的级别，级别越低信息输出越详细，使用debug级别的时候，info中的信息也能输出，使用info的时候，debug对应的信息显示不出来 ###
  ### 日志记录器输出级别：fatal>error>warn>info>debug ###
  ### 后面的两个对应下方的两处 一处打印在控制台 另一处打印在日志文件里
  log4j.rootLogger=debug,console,logFile
  
  ##################################################################################
  ### 把日志信息输出到控制台 ###
  log4j.appender.console=org.apache.log4j.ConsoleAppender
  ### 信息打印到System.err上，红色 ###
  log4j.appender.console.Target=System.out
  ### 指定日志在控制台上输出的布局类型  采用指定格式的类型 ###
  log4j.appender.console.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
  ### %r:输出自应用启动到输出该 log信息耗费的毫秒数    %x表示信息输出时左对齐 
  ### %5p:%p表示输出日志信息优先级，即 DEBUG， INFO， WARN， ERROR， FATAL 中间的5控制最小的宽度为5
  ### %F:%L %F:输出日志消息产生时所在的文件名称   %L:输出代码中的行号
  ### %l:输出日志事件的发生位置，相当于%C.%M(%F:%L)的组合,包括类目名、发生的线程，以及行数
  ### %m:输出代码中指定的消息,产生的日志具体信息  %n:输出一个回车换行符， Windows 平台为"\r\n"， Unix 平台为"\n"输出日志信息换行
  log4j.appender.console.layout.ConversionPattern= (%r ms) - %d{yyyy-M-d HH:mm:ss}%x[%5p](%F:%L) %m%n
  ##################################################################################
  
  #################################################################################
  ### 把日志信息输出到文件：jbit.log 注意：如果有路径\符号一定要写成\\ 否则会被转义  ###
  log4j.appender.logFile=org.apache.log4j.FileAppender
  ### 指定日志输出的文件名 ###
  log4j.appender.logFile.File=test.log
  ### 指定转换模式 ###
  log4j.appender.logFile.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
  ### 指定日志布局类型 ###
  ###log4j.appender.logFile.layout.ConversionPattern=%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss}%l %F %p %m%n
  ###log4j.appender.logFile.layout.ConversionPattern= -> (%r ms) - %d{yyyy-M-d HH:mm:ss}%x[%5p](%F:%L) %m%n
  log4j.appender.logFile.layout.ConversionPattern= (%r ms) - %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss}%x[%5p]%l %m%n
  #################################################################################
  

  • 使用API来进行日志记录

    • Logger类

      Logger getLogger(字节码对象);

      • info() 记录普通信息
      • debug() 记录方便我们调试的信息
      • error() 记录错误信息

    public class Demo1 {
    
    	// 								 类名.class
    	static Logger logger = Logger.getLogger(Demo1.class);
    	
    	
    	public static void main(String[] args) {
    		
    		Scanner input = new Scanner(System.in);
    		try {
    			logger.info(">>>>>>程序启动>>>>>>>");
    			// 可能出现问题的代码
    			System.out.print("请输入第一个整数：");
    			int num1 = input.nextInt();
    			logger.info(">>>>>用户正在输入第一个整数，输入的数值为："+num1+">>>>>>>>");
    			System.out.print("请输入第二个整数：");
    			int num2 = input.nextInt();
    			logger.info(">>>>>用户正在输入第二个整数，输入的数值为："+num2+">>>>>>>>");
    			// 计算除法
    			int num3 = num1 / num2;
    			logger.info(">>>>>用户正在进行结果计算，结果为："+num3+">>>>>>>>");
    			System.out.println(num1+"/"+num2+"="+num3);
    		}catch(InputMismatchException e) { // 能捕获的异常类型
    			logger.error(">>>>>>>程序出现输入不匹配异常>>>>>>",e);
    		}catch (ArithmeticException e) {
    			logger.error(">>>>>>>程序出现算术异常>>>>>>",e);
    		}catch (Exception e) {
    			logger.error(">>>>>>>程序出现未知异常>>>>>>",e);
    		}
    		System.out.println("程序结束！");
    		logger.info(">>>>>>程序结束>>>>>>>");
    	}
    
    }
    

注：笔记思路来自查老师！！