深入浅出详细介绍Java异常，让你茅塞顿开般的感觉

零基础学习之Java异常

概述

正如“人无完人”一样，程序也不是完美的，它总会存在这样那样的问题，而有些问题并不是能够通过程序员开发更好的代码来解决的，如果我们忽视它，可能就会造成程序的终止，甚至是系统的崩溃。因此，我们需要想办法来合理的解决它，这就是Java中异常的由来。

异常是指程序在执行过程中，出现的非正常情况。比如：空的引用、数组下标越界、内存溢出错误、读取文件不存在、网络断开等

一般来说有两种方法来处理异常：

• 遇到错误就终止程序运行；
• 开发人员在编写程序的时候考虑到可能出现的非正常情况，提前做好处理（这个是最好的，不过也是不容易的）；

那究竟异常有哪些？常见的处理方法是什么？我想通过下面的文章，你一定可以得到想要的答案！

基本介绍

在Java这样一个面向对象的语言中，异常被当成了一个对象来处理。其根类是java.lang.Throwable类，Throwable类有分成了两个类，即Error和Exception。这是异常的两个大类，他们分别代表了两种情况：

• Error：不能处理的错误，这是系统内部的错误，运行时报错，属于系统问题。一般发生这种异常，JVM会选择终止程序，开发人员需要提前避免。
• Exception：可以处理的异常，这是比较常见的异常，开发人员可以根据Java提供的类和问题对这类异常进行处理。

Error和Execption包括很多种情况，这才是我们需要考虑的，下面对它们进行分别介绍。

Error

对于严重错误Error，没有办法处理，只能做到提前避免。常见的Error有：StackOverflowError（内栈溢出错误）和OutOfMemoryError （内存溢出错误）。

代码示例

OutOfMemoryError

Java中堆是用来存储对象实例的,，因此如果我们不断地创建对象, 并且对象没有被垃圾回收, 那么当创建的对象过多时, 会导致 heap 内存不足, 进而引发 OutOfMemoryError 异常.

/**
* 内存溢出
*/publicclassHeap{publicstaticvoidmain(String[] args){//创建数组list，用来保存对象List<Integer> list =newArryList<>();int i=0;while(true){//不断创建对象
            list.add(i++);}}}

StackOverflowError
JVM 的运行时数据区中有一个叫做栈的内存区域, 此区域的作用是: 每个方法在执行时都会创建一个栈帧, 用于存储局部变量表、操作数栈、方法出口等信息。因此当创建一个无限递归的递归调用, 当递归深度过大时, 就会耗尽栈空间, 进而导致了 StackOverflowError 异常.

/**
* 栈溢出
*/publicclassStack{publicstaticvoidmain(String[] args){//调用方法newStack().test();}//创建测试方法publicvoidtest(){//自己调用自己（递归调用）test();}}

Exception

一般来说，我们所说的异常就是指Exception，因为这类异常一旦出现，我们就要对代码进行更正，修复程序进行处理。根据在编译时期还是运行时期去检查异常，可以将Exception分为：

• 编译时期异常：checked异常。在编译时期，就会检查，如果没有处理异常，则编译失败（开发工具会提示），如文件找不到异常等。
• 运行时期异常：runtime异常。在运行时期,检查异常.在编译时期,运行异常不会被编译器检测到(不开发工具不会提示)，如空指针异常，类型转换异常，数字操作异常，类型不匹配异常等。

代码示例

编译时异常这里就不举例了，在开发工具里会标红提示。下面是常见的运行时异常代码示例。

packagecom.atguigu.demo;importorg.junit.Test;importjava.io.FileInputStream;importjava.io.FileNotFoundException;importjava.util.Scanner;publicclassDemo1{/*
        编译时异常：必须进行处理，否则编译不通过
     *///文件找不到@Testpublicvoidtest07(){//这里FileInputStream报红，编译异常，需要处理FileInputStream fis =newFileInputStream("Java异常学习笔记.txt");}/*
    运行时异常
     */publicstaticvoidmain(String[] args){//类型不匹配异常Scanner input =newScanner(System.in);System.out.print("请输入一个整数：");//这个时获取控制台的输入，如果输入的不是整数，则报类型不匹配异常int num = input.nextInt();}//空指针异常@TestpublicvoidtestNullPointerException(){String[] names =newString[5];System.out.println(names[0].length());//字符串的长度}//类型转换异常@TestpublicvoidtestClassCastException(){Object obj =newObject();String str =(String) obj;}//数学操作异常异常@TestpublicvoidtestArithmeticException(){int i =1/0;}}

异常的处理

既然Java程序异常是非常常见的，那我们该如何处理它呢。由于Java将异常作为对象来处理，因此我们可以将Java异常的处理分成三个部分：

• Java程序出现异常时会生成一个异常类对象，该异常对象将被提交给Java运行时系统，这个过程称为抛出(throw)异常。
• Java程序出现异常时将问题标识出来，报告给调用者，让调用者去处理。这个过程通过throws进行声明。
• Java程序出现异常时，在方法中使用try-catch的语句块来处理异常。

throw

Java程序出现异常时会生成一个异常类对象，该异常对象将被提交给Java运行时系统，这个过程称为抛出(throw)异常。异常对象的生成有两种方式：

• 自动生成：程序运行过程中，虚拟机检测到程序发生了问题，如果在当前代码中没有找到相应的处理程序，就会在后台自动创建一个对应异常类的实例对象并抛出——自动抛出
• 手动创建：Exception exception = new ClassCastException();——创建好的异常对象不抛出对程序没有任何影响，和创建一个普通对象一样，但是一旦throw抛出，就会对程序运行产生影响了。

使用格式：

thrownew 异常类名(参数);

代码示例

packagecom.atguigu.demo;publicclassDemo2{publicstaticvoidmain(String[] args){//定义数组和访问的角标int[] arr ={1,2,3,4};int index =4;//测试数组越界异常//        int[] arr = {1,2,3,4}; //为null，测试空指针异常//调用方法测试int element =getElement(arr, index);System.out.println(element);}publicstaticintgetElement(int[] arr,int index){//判断数组为空异常if(arr ==null){thrownewNullPointerException("数组为空！");}//判断数组越界异常// 数组最大下标 arr.length-1if(index <0|| index > arr.length -1){thrownewArrayIndexOutOfBoundsException("角标越界！");}int element = arr[index];return element;}}

throws

Java程序出现异常时将问题标识出来，报告给调用者，让调用者去处理。这个过程通过throws进行声明。关键字throws运用于方法声明之上，用于表示当前方法不处理异常，而是提醒该方法的调用者来处理异常(如果调用者不处理，则接着抛出异常).（不主动处理的方式，甩锅给别人）

声明异常格式：

修饰符 返回值类型 方法名(参数)throws 异常类名1,异常类名2…{}//可以声明多个异常（也可直接一个Exception）

代码示例

packagecom.atguigu.demo;/*
    声明异常
 */publicclassDemo4{//声明一个Exception publicstaticvoidmain(String[] args)throwsException{method();//不能直接调用，必须接着声明异常或者处理异常，否则编译不通过}//声明多个异常publicstaticvoidmethod()throwsNullPointerException,ArrayIndexOutOfBoundsException{System.out.println("声明异常！");}}

try…catch

Java程序出现异常时，在方法中使用try-catch的语句块来处理异常。try-catch的方式就是捕获异常：Java中对异常有针对性的语句进行捕获，可以对出现的异常进行指定方式的处理。（主动处理的方式，不甩锅给别人）

捕获异常语法如下：

try{//可能会出现异常的代码放在这里}catch(异常类型  e){//处理异常的代码//记录日志/打印异常信息/继续抛出异常}catch(异常类型  e){//处理异常的代码//记录日志/打印异常信息/继续抛出异常}...

注意: try和catch都不能单独使用，必须连用（除非有finally，后面说）。
catch可以有好几个，即可以捕获几个异常

代码示例

packagecom.atguigu.demo;/*
    try catch 捕获异常
 */publicclassDemo5{publicstaticvoidmain(String[] args){//获取方法异常信息try{//正常执行代码add();}catch(Exception e){//捕获异常System.out.println("异常.......");//            String message = e.getMessage();//            System.out.println(message);
                e.printStackTrace();}//多个异常捕获//        catch(ArrayIndexOutOfBoundsException a) {////        }}//声明异常publicstaticvoidadd()throwsException{//System.out.println("add......");int i =1/0;}}

finally块

在上述的try中，如果出现了异常，则异常后面的语句就不执行，但有些特定的语句是需要必须执行的。因此就需要finally块就是解决这个问题的，这是因为在Java中finally代码块中存放的代码都是一定会被执行的。

当在try语句块中打开了一些物理资源(磁盘文件/网络连接/数据库连接等)，我们都得在使用完之后关闭打开的资源。

finally的语法:

try{}catch(...){}finally{//无论try中是否发生异常，也无论catch是否捕获异常，也不管try和catch中是否有return语句，都一定会执行}
 
 或
  try{}finally{//无论try中是否发生异常，也不管try中是否有return语句，都一定会执行}

代码示例

packagecom.atguigu.demo;publicclassDemo6{publicstaticvoidmain(String[] args){try{System.out.println("程序开始执行了");int i =1/0;}catch(Exception e){
            e.printStackTrace();}finally{System.out.println("这段代码总会执行");//这里没有写前面说的资源情况，主要为了方便理解}}}

finally与return（面试）

形式一：从try回来

publicclassTestReturn{publicstaticvoidmain(String[] args){int result =test("12");System.out.println(result);}publicstaticinttest(String str){try{Integer.parseInt(str);return1;}catch(NumberFormatException e){return-1;}finally{System.out.println("test结束");}}}

形式二：从catch回来

publicclassTestReturn{publicstaticvoidmain(String[] args){int result =test("a");System.out.println(result);}publicstaticinttest(String str){try{Integer.parseInt(str);return1;}catch(NumberFormatException e){return-1;}finally{System.out.println("test结束");}}}

形式三：从finally回来

publicclassTestReturn{publicstaticvoidmain(String[] args){int result =test("a");System.out.println(result);}publicstaticinttest(String str){try{Integer.parseInt(str);return1;}catch(NumberFormatException e){return-1;}finally{System.out.println("test结束");return0;}}}

自定义异常

基本介绍

异常的情况有非常多，因此Java内部并不能把这些都包含进去，这就需要开发人员根据自己的实际业务情况进行自定义异常。比如年龄负数问题,考试成绩负数问题等等。

异常类如何定义:

• 自定义一个编译期异常:：自定义类 并继承于 java.lang.Exception。
• 自定义一个运行时期的异常类：自定义类 并继承于 java.lang.RuntimeException。

代码示例

packagecom.atguigu.demo;publicclassDemo7{publicstaticvoidmain(String[] args){try{newInput().method();}catch(WrongInputException wie){System.out.println(wie.getMessage());}}}// 自定义的类继承ExceptionclassWrongInputExceptionextendsException{WrongInputException(String s){super(s);}}classInput{voidmethod()throwsWrongInputException{// 抛出自定义的类thrownewWrongInputException("Wrong input");}}

异常注意事项

多个异常使用捕获又该如何处理呢？

1. 多个异常分别处理。
2. 多个异常一次捕获，多次处理。(推荐)
3. 多个异常一次捕获一次处理。

注意:多个异常一次捕获，多次处理的方式，要求多个catch中的异常不能相同，并且若catch中的多个异常之间有子父类异常的关系，那么子类异常要求在上面的catch处理，父类异常在下面的catch处理。

• 运行时异常被抛出可以不处理。即不捕获也不声明抛出。
• 如果finally有return语句，永远返回finally中的结果，避免该情况.
• 如果父类抛出了多个异常，子类重写父类方法时，抛出和父类相同的异常或者是父类异常的子类或者不抛出异常。
• 父类方法没有抛出异常，子类重写父类该方法时也不可抛出异常。此时子类产生该异常，只能捕获处理，不能声明抛出