异常详解

🦔异常

发现错误的理想时机是在编译阶段，也就是在运行程序之前。然而编译期间并不能找到所有的错误，余下的问题必须在运行期间解决。这就需要错误源能够通过某种方式，把适当的信息传递给某个接受者——该接受者知道如何正确处理这个问题。
​ Java编程思想（第四版）

概念

异常指不期而至的各种状况，如除0操作、用户输入不合法、内存溢出、读取文件不存在等等情况。

Java异常是一个描述在代码段中发生异常的对象，当发生异常时，一个代表该异常的对象被创建并且在导致该异常的方法中被抛出，而该方法可以选择自己处理或者传递该异常。

使用异常不仅降低了处理错误代码的复杂度，并且使代码变得更加健壮。

异常的体系结构

Java把异常当作对象来处理，并定义一个基类 java.lang.Throwable作为所有异常的超类。

Java异常层次结构图：

在Java API中已经定义了许多异常类，这些异常类分为两大类， 错误 Error 和异常 Exception。

• Error Java虚拟机无法解决的严重问题，如：JVM内部错误，资源耗尽等情况。一般不编写针对性的代码进行处理。
• Exception 因为其他编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题，如：控制针访问、视图读取不存在的文件、网络连接中断、数组索引越界等情况。可以编写针对性的代码进行处理。

遇到这些异常情况有两种解决办法：一种时抛出异常，一种是捕获异常。

如果我们遇见异常，解决是最好的，不能解决交由上层环境，如果上层环境还是不能解决，继续向上抛，直到main()方法将异常抛给JVM，JVM将使用默认的异常处理程序：终止程序，打印异常信息

捕获异常的最佳时机是在编译期间，但有些异常是在运行期间才会发生的，如：除0操作、数组索引越界

所以，Exception又分为

• 编译时异常（受检异常） 是指编译器要求必须处理的异常，是程序在运行期间由于外界因素导致的一般性错误。如果不进行处理，可能导致意想不到的结果。一般编译器会进行提示。如：IOException、SQLException、ClassException
• 运行时异常 编译不要求强制处理的异常，一般是在编程过程中的逻辑错误，可以不做处理。因为这类异常非常普遍，如进行全局处理，会影响程序的可读性以及运行效率。程序员应该积极避免这类异常。对于这类异常，或者叫Bug进行try…catch处理是毫无意义的。java规定，运行时异常将由运行时系统自动抛出，允许应用程序忽略运行时异常

除了RuntimeException和Error其余都是受检异常，会在编译期间检测异常

常见异常

• ArrayIndexOutOfBoundsException

int[] array = {1,2,3,4,5};
for (int i = 0; i < 6; i++) {
    System.out.println(array[i] + "");
}

• NUllPointException

int[] array = {1,2,3};
array = null;
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
    System.out.println(array[1]);
}

• ArithmeticException

int x = 0;
int y = 3 / x;
System.out.println(y);

• ClassCastException

Object date = new Date();
CommonException exception = new CommonException();
exception = (CommonException) date;

异常处理机制

1）抛出异常

对于在当前环境中没办法获得更多信息去处理这个异常，或者在当前环境中处理异常没有意义的时候，我们需要把这个异常抛出这个环境，交由上层方法调用者去处理。

抛出异常后，会有几件事情发生：

1. 使用new在堆上创建一个异常对象。
2. 终止当前的执行路径，并且在当前环境中弹出对异常对象的引用，只要异常被捕获，根据这个异常对象的引用，就能控制程序的指向。
3. 异常处理机制接管程序，并寻找一个恰当的地方（异常处理程序或异常处理器），继续执行程序，它的任务是将程序从错误状态中恢复，使程序要么换种方法运行，要么继续运行下去。

2）捕获异常

在方法抛出异常后，系统转而寻找合适的异常处理器。潜在的异常处理器是异常发生时依次存留在调用栈中的方法的集合。当方法抛出的异常类型和异常处理器所能处理的异常类型相符，或是异常处理器处理异常类型的子类时，达到匹配。运行时系统从发生异常的方法开始，依次回查调用栈中的方法，直到找到含有合适异常处理器的方法执行，当运行时系统遍历调用栈而未找到合适的异常处理器的时候，则运行时系统终止，即Java程序终止

异常处理语法

1）try…catch

try代码块中的区域是监控区域，当try代码块中的代码出现异常的时候，自动抛出异常，创建异常对象

catch代码块用于捕获异常，执行异常程序，catch中的代码将保证程序正常运行下去

一个语句中产生多种异常时，这时需要多重catch语句，排列规则是：先小后大，先子类再父类，否则捕获底层异常的catch子句会被屏蔽

try语句可以被嵌套，如果内层try中产生异常，会先匹配内层catch语句，不匹配再和外层catch语句进行匹配

对于一些资源来说，并不属于Java资源你，不由JVM进行管理，所以我们在打开后需要自己手动关闭，可以使用try开启资源自动管理功能，执行完语句, 资源自动关闭，交由JVM进行管理

// 语法
try(打开资源){

}

public void indexExp() {
    /*
     * Description: 对IndexOutOfBoundsException捕获,执行PlanB
     * @author: 苏无及
     * @date: 2022/8/6 19:56
     * @param:[]
     * @return:void
     */
    int[] array = {1, 2, 3, 4, 5};
    try {
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            System.out.println(array[i] + "");
        }
    } catch (IndexOutOfBoundsException e) {
        System.out.println("IndexOutOfBoundsException");
    }
}

/*
    测试
*/
@Test
public void test1(){
    CatchException exception = new CatchException();
    exception.indexExp();
}

2）throw

用于抛出异常，手动创建异常对象，不需要JVM创建对象

程序执行完throw之后立即停止执行，throw之后的语句不会执行，最邻近的try块检测自己是否有与异常对象相匹配的catchh语句,如果发现匹配的块，控制转向该语句，没有发现则使次包围的try进行检查，如果一直没有发现，程序将执行结束

所有的java内置的运行时异常创建对象，有两个构造函数，一个空参，一个带有一个字符串参数，参数用于指定异常的描述，可以通过print直接打印对象，或者使用getMessage()方法从而得到字符串

public void throwIndexExp() {
    /*
     * Description: throw抛出异常
     * @author: 苏无及
     * @date: 2022/8/7 20:43
     * @param:[]
     * @return:void
     */
    int[] array = {1, 2, 3, 4, 5};
    for (int i = 0; i < 6; i++) {
        if (i == 5){
            throw new IndexOutOfBoundsException("数组索引越界!");
        }
        System.out.println(array[i] + "");
    }
}

/*
    测试
*/
@Test
public void test2(){
    CatchException exception = new CatchException();
    try {
        exception.throwIndexExp();
    } catch (IndexOutOfBoundsException e) {
        System.out.println("数组索引越界");
    }
}

3）throws

用于在方法签名中，声明该方法可能抛出的异常类型，告知方法调用者

public void throwsIndexExp() throws IndexOutOfBoundsException{
    /*
     * Description: 使用throws声明异常类型
     * @author: 苏无及
     * @date: 2022/8/7 20:53
     * @param:[]
     * @return:void
     */
    int[] array = {1, 2, 3, 4, 5};
    for (int i = 0; i < 6; i++) {
        System.out.println(array[i] + "");
    }
}

/*
    测试
*/
@Test
public void test3(){
    CatchException exception = new CatchException();
    try {
        exception.throwsIndexExp();
    } catch (IndexOutOfBoundsException e) {
        System.out.println("数组索引越界!");
    }
}

4）finally

finally语句块总会被执行，不管catch中的语句是否执行。主要用于回收在try里打开的资源。

public void finallyExp(){
    /*
     * Description: 使用finally
     * @author: 苏无及
     * @date: 2022/8/7 20:59
     * @param:[]
     * @return:void
     */
    int[] array = {1, 2, 3, 4, 5};
    try {
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            System.out.println(array[i] + "");
        }
    } catch (IndexOutOfBoundsException e) {
        System.out.println("数组索引越界!");
    } finally {
        System.out.println("finally");
    }
}

/*
    测试
*/
@Test
public void test4(){
    CatchException exception = new CatchException();
    exception.finallyExp();
}

执行顺序

对于try、catch、finally的执行顺序：

• 如果try中没有异常，try–>finally
• 如果try中有异常，try–>catch–>finally
• 当try、catch中有return时，也会执行finally，注意return的时候注意是否受finally的影响
• finally中有return的时候，会直接在finally中退出，导致try、catch中的return失效

throw和throws的区别

• trow出现在函数体中，throws出现在方法签名中
• throws表示可能出现的异常类型，throw则一定抛出某个异常对象
• 两者都是抛出异常，交由上次环境进行处理，如果还是不处理，JVM默认处理
• throws可以表示抛出多个异常类型，用逗号分隔

自定义异常

• 创建异常类（见名知意）
• 继承内置异常类
• 提供有参无参构造

// 自定义年龄越界异常类
public class AgeOutOfBoundsException extends RuntimeException {

    public AgeOutOfBoundsException() {
    }

    public AgeOutOfBoundsException(String message) {
        super(message);
    }
}

Throwable的成员方法

• String getMessage() 返回此throwable的详细消息字符串 返回的是在创建异常对象时，当作参数传入的字符串

throw new IndexOutOfBoundsException("数组索引越界!");
...

java.lang.IndexOutOfBoundsException: 数组索引越界!

• String toString() 返回此可抛出的简短描述

java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 5

• void printStackTrace 把异常的错误信息输出在控制台

java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 5
    at com.dong.exceptionDemo.CommonException.indexOutExp(CommonException.java:25)
    at com.dong.exceptionDemo.CommonExceptionTest.test1(CommonExceptionTest.java:20)

Original: https://www.cnblogs.com/suwuji/p/16559931.html
Author: 苏无及
Title: 异常详解