【Java】异常

看似不起波澜的日复一日

会突然在某一天让人看到坚持的意义

1.认识异常

1.1 异常的概念

异常顾名思义（异：不同的 常：平常），不同于平常的就是异常

比如：有一天篮球哥上完厕所，当他按冲水键的时候，发现冲水键坏了，那么这就是异常

Java中异常：程序执行过程中发生的不正常行为称为异常

1.2 常见的异常

我们写代码时，常见的异常有算术异常、数组越界异常、空指针异常

**①算术异常 **

System.out.println(10/0);

运行结果：

**②数组越界异常 **

int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5,6};
System.out.println(arr[7]);

运行结果：

**③空指针异常 **

int[] arr = null;
System.out.println(arr.length);

运行结果：

从上述几个常见异常运行结果中可以看出，不同类型的异常，都有与其对应的类来进行描述

• 算术异常是通过 java.lang 这个包里面的 **ArithmeticException **这个类进行描述的
• 数组越界异常是通过 java.lang 这个包里面的 ** ArrayIndexOutOfBoundsException **这个类进行描述的
• 空指针异常是通过 java.lang 这个包里面的 **NullPointerException **这个类进行描述的

2.异常的体系结构

上述我们只是举了几个常见的异常，但是异常种类繁多，为了对不同异常或者错误进行很好的分类管理，Java内部维护了一个异常的体系结构：

上述讲的常见的异常都属于 **Runtime Exception **运行时异常

Throwable：是异常体系中的顶层类，这个类派生出了两个子类一个是** Error（错误）**和 Exception（异常）

• Error：指的是Java虚拟机无法解决的严重问题，比如：JVM的内部错误、资源耗尽等，典型代表： StackOverflowError 和 OutOfMemoryError，一旦发生回力乏术
• Exception：异常产生后程序员可以通过代码进行处理，使程序继续执行 。就像我们之前举上厕所的例子一样，厕所修好了，就可以正常使用了

3.异常的分类

异常可能在编译时发生错误，还可能在运行时发生错误，根据发生的时机不同，可以将异常分为两类：

3.1 编译时异常

编译时异常：在程序编译期间发生的异常，就叫做编译时异常，也称为受检查异常。会直接报错，除非处理掉这个异常，程序才会正常编译

class Person {
    private String name;
    private int age;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Person person = new Person();
        Person person1 = (Person)person.clone();
    }
}

如果不声明** throws CloneNotSupportedException**，程序就不能正常编译。

throws CloneNotSupportedException 代表这个方法可能会出现异常，但是不进行处理，交给调用者进行处理。

在** Person** 类中重写了父类 Object 里面的** clone 方法，并且声明了 throws CloneNotSupportedException** 那么就是这个方法出现了异常，也不会进行处理。而是交给调用它的 main 方法进行处理，main 方法也声明了 throws CloneNotSupportedException，那么main方法也不会进行处理，也就交给调用 main 方法的处理，最后也就是交给了** JVM **去处理了

3.2 运行时异常

运行时异常：在程序运行期间发生的异常，就叫做运行时异常，也称为非受检查异常

RunTimeException以及其子类对应的异常，都称为运行时异常 。我们上述讲的算术异常、数组越界异常、空指针异常都是运行时异常。在写的时候并不会报错，在运行期间才会报错

注：编译时出现的语法性错误，不能称之为异常。比如你把一个关键字写错了此时编译过程中就会出错, 这是 "编译期" 出错。而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

4.异常的处理

异常的处理通常有两种：

4.1 事前防御型

事前防御型：就是用来防止出现异常，在操作之前就做充分的检查

class SignIn {
    private String userName = "abc";
    private int password = 123;
    public void confirm(String userName,int password) {
        if (!(this.userName.equals(userName))) {
            System.out.println("用户名错误");
            return;
        }
        if (!(this.password == password)) {
            System.out.println("密码错误");
            return;
        }
        System.out.println("登录成功");
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        SignIn signIn = new SignIn();
        signIn.confirm("aaa",123);
    }
}

** 缺陷：正常流程和错误处理流程代码混在一起, 代码整体显的比较混乱。**

4.2 事后认错型

**事后认错型：也就是先操作, 遇到问题再处理 **

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            System.out.println(10/0);
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("出现算术异常");
        }
        System.out.println("程序继续执行");
    }
}

运行结果：

**优势：正常流程和错误流程是分离开的, 程序员更关注正常流程，代码更清晰，容易理解代码 **

在Java中，异常处理主要的5个关键字：**throw、try、catch、final、throws **

5.事后认错型处理

5.1 异常的抛出

在编写程序的时候，如果程序出现了错误，此时就需要将错误的信息告知给调用者。在Java中，通常借助** throw** 关键字，抛出一个指定的异常对象，将错误信息告知给调用者

语法形式：

throw new XXXException("异常产生的原因");

异常抛出的代码：

public class Test {
    public static void fun(int[] arr,int index) {
        if (arr == null) {
            throw new NullPointerException("传递的数组为空");
        }
        if (index < 0 || index >= arr.length) {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("下标越界");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[]{1,2,3};
        fun(arr,5);
    }
}

运行结果：

注：

• throw必须写在方法体内部
• 抛出的对象必须是Exception 或者 Exception 的子类对象
• 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，其后的代码就不会执行

5.2 异常的捕捉

异常的捕捉是事后认错型的处理方式，主要有两种：异常声明** throws** 以及 捕获处理** try-catch**

**1.异常声明throws **

**异常声明 **处在 方法声明时参数列表之后 ，当方法中抛出编译时异常，用户不想处理该异常，此时就可以借助 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，提醒方法的调用者处理异常

语法格式：

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...{

}

异常声明throws代码：

class Person {
    private String name;
    private int age;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Person person = new Person();
        Person person1 = (Person)person.clone();
    }
}

运行结果：

注：

• throws必须跟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
• 方法内部如果抛出了多个异常，throws之后必须跟多个异常类型，之间用逗号隔开，如果抛出多个异常类型具有父子关系，直接声明父类即可。
• 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

2. 捕获处理 try-catch

throws 对异常并没有真正处理，而是将异常报告给抛出异常方法的调用者，由调用者处理。如果真正要对异常进行处理，就需要 try-catch

public class Test {
    public static void fun(int[] arr,int index) {
        try {
            if (arr == null) {
                throw new NullPointerException("传递的数组为空");
            }
            if (index < 0 || index >= arr.length) {
                throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("下标越界");
            }
        } catch (NullPointerException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[]{1,2,3};
        fun(arr,5);
        System.out.println("代码继续执行");
    }
}

• try 里面放的是将可能出现异常的代码
• catch 是用来对异常进行捕获的
• 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中抛出异常的子类时，就会被捕获到
• catch 处理完成后，跳出try-catch结构，继续执行后序代码

注：

• try块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，即异常不会被成功捕获，也就不会被处理，继续往外抛，直到 JVM 收到后中断程序----异常是按照类型来捕获的
• 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----即多种异常，多次捕获
• 如果多个异常的处理方式是完全相同, 可以写在同一个catch后面用竖线分割
• 如果异常之间具有父子关系，一定是子类异常在前catch，父类异常在后catch

5.3 finally

在写程序时，有些特定的代码，不论程序是否发生异常，都需要执行。因为异常会引发程序的跳转，可能导致有些语句执行不到，finally 就是用来解决这个问题的

public class Test {
    public static void fun(int[] arr,int index) {
        try {
            if (arr == null) {
                throw new NullPointerException("传递的数组为空");
            }
            if (index < 0 || index >= arr.length) {
                throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("下标越界");
            }
        }  finally {
            System.out.println(123);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[]{1,2,3};
        fun(arr,5);
    }
}

运行结果：

**注：finally中的代码一定会执行的，一般在finally中进行一些资源清理的扫尾工作 **

**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, 从而不会执行到 try 中原有的 return **

异常处理流程总结：

• 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 如果没有找到匹配的异常类型, 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, finally 中的代码都会被执行到(在该方法结束之前执行). 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

6. 自定义异常

不同类型的异常，都有与其对应的类来进行描述。当我们在实际开发中所遇到的一些异常，此时就需要维护符合我们实际情况的异常结构，那我们就需要自定义异常

• 自定义异常类，需要继承 Exception 或者 RunTimeException
• 实现一个带有String类型参数的构造方法，参数含义：出现异常的原因

public class TwoException extends RuntimeException {
    public TwoException() {
        super();
    }
    public TwoException(String str) {
        super(str);
    }
}

public class Test {
    public static void fun(int index) {
        try {
            if (index == 2) {
                throw new TwoException("下标不为2");
            }
        }  catch (TwoException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[]{1,2,3};
        fun(2);
        System.out.println("程序继续执行");
    }
}

运行结果：