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Java异常处理深入理解

2024-04-02 19:55

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图片解析：

1.生成字节码文件的过程可能产生编译时异常(checked)，由字节码文件到在内存中加载、运行类此过程可能产生运行时异常(unchecked)，

2.JAVA程序在执行过程中所发生的异常事件可分为两类：

> Error: Java虚拟机无法解决的的严重问题。如：JVM系统内部错误、资源耗尽等严重情况。比如：StackOverflowError和OOM.一般不编写针对性的代码进行处理。

> Exception: 其他因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题，可以使用针对性的代码进行处理。例如：

空指针访问、试图读取不存在的文件、网络连接中断、数组角标越界

捕获错误最理想的实在编译期间，但有的错误只有在运行时才会发生。比如：除数为0，数组角标越界等

编译时异常(执行javac.exe命令时，可能出现的异常)：IOException、FileNotFoundException(IOException的子类) 、ClassNotFoundException

运行时异常(执行java.exe命令时，出现的异常)：NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException、ArrayIndexOutOfBoundsException、ClassCastException、NumberFormatException、InputMismatchException、ArithmeticException


public class ExceptionTest{
    //NullPointerException
    @Test
    public void test1(){
        int[] arr = null;
        System.out.println(arr[3]);
        str = null;
        System.out.println(str.charAt(0));
    }
    //IndexOutOfBoundsException
    @Test
    public void test2(){
        //ArrayIndexOutOfBoundsException
        int[] arr = new int[10];
        System.out.println(arr[10]);
        //StringIndexOutOfBoundsException
        str = "abc";
        System.out.println(str.charAt(3));
    }
    //ClassCastException：类型不匹配
    @Test
    public void test3(){
        Object obj = new Date();
        String str = (String)obj;
    }
    //NumberFormatException:数据格式异常
    @Test
    public void test4(){
        str = "abc";
        int num = Integer.parseInt(str);
    }
    //InputMismatchException:输入不匹配异常
    @Test
    public void test5(){
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int score = scanner.nextInt();
        System.out.println(score);
    }
    //ArithmeticException:算数异常
    @Test
    public void test6(){
        int a = 10;
        int b= 0;
        System.out.println(a\b);
    }
}

异常的处理：

在编写程序时，经常要在可能出现错误的地方加上检测的代码，如进行x/y运算时，要检测分母为0，数据为空，输入的不是数据而是字符等。过多的if-case分支会导致程序的代码加长，臃肿，可读性差，因此采用异常处理机制。

Java采用的异常处理机制，是将异常处理的程序代码集中在一起，与正常的程序代码分开，使得程序简洁、优雅，并易于维护。

异常的处理：抓抛模型

过程一："抛"：程序在正常执行的过程中，一旦出现异常，就会在异常代码处生成一个对应异常类的对象，并将此对象抛出。一旦抛出以后，其后的代码就不再执行。

关于异常对象的产生：

A. 系统自动生成的异常对象

B. 手动的生成一个异常对象，并抛出(throw)

过程二："抓"：可以理解为异常的处理方式：A.try-catch-finally B.throws

强调：过程一和过程二属于配合的方式，是并列关系

处理机制一：try-catch-finally


try{
    //可能出现异常的代码
}catch(异常类型1 变量名1){//一段代码可能有多个异常类型
    //处理异常的方式1
}catch(异常类型2 变量名2){
    //处理异常的方式2
}catch(异常类型3 变量名3){
    //处理异常的方式3
}
.....
finally{
    //一定会执行的代码
}

说明：

1.finally是可选的（可有，也可没有，不会影响异常的处理）

2.使用try将可能出现异常代码包装起来，在执行过程中，一旦出现异常，就会生成一个对应异常类的对象，根据此对象的类型，去catch中进行匹配。

3.一旦try中的异常对象匹配到某一个catch时，就进入catch中进行异常的处理，一旦处理完成，就跳出当前的try-catch结构(在没有写finally的情况)。继续执行其后的代码。

catch中的异常类型如果没有子父类的关系，则谁生命在上，谁声明在下无所谓。

catch中的异常类型如果满足子父类的关系，则要求子类一定声明在父类的上面，否则，报错

5.常用的异常对象处理的方式：

A.(返回值时String,可以用输出语句查看)getMessage()

B.(开发中常用)printStackTrace()

6.在try结构中声明的变量：再出了try结构以后，就不能在被调用

7.try-catch-finally结构可以嵌套

体会1：使用try-catch-finally处理编译时异常，使得程序在编译时就不再报错，但是运行时仍可能报错。相当于我们使用try-catch-finally将一个编译时可能出现的异常，延迟到运行时出现(即把编译时异常转换为运行时异常)

体会2：开发中由于运行时异常比较常见，所以我们通常就不针对运行时异常编写try-catch-finally了，针对编译时异常，我们一定要考虑异常的处理。


    @Test
	public void test1() {
		str = "abc";
		int num = 0;// 声明放在外面，出了try,还可以使用num;
        //但是此时要注意：在try-catch结构中，num不一定被赋值，所以要手动的给赋默认初始化值
		try {
			num = Integer.parseInt(str);
		} catch (NullPointerException e) {
			System.out.println(e.getMessage());
		} catch (NumberFormatException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println(num);
	}

finally的再说明：

1. finally是可选的

2.finally中声明的是一定会被执行的代码，即使catch中又出现异常了、try中有return语句、catch中有return语句等情况。

3.finally中一定会执行的结构在加载顺序上优于try、catch中的异常代码


@Test//catch中又出现异常了
public void test1(){
    try{
        int a = 10;
        int b = 0;
        System.out.println(a / b);
    }catch(ArithmeticException e){
        int[] arr = new int[10];
        System.out.println(arr[10]);
    }
        //System.out.println("catch中又出现异常了，但我一定不会输出！");
    finally{
        System.out.println("catch中又出现异常了，但我一定会输出！");
    }
}


@Test//try中有return语句、catch中有return语句
public void testMethod(){
    int num = method();
}
public int method(){
    try{
        int[] arr = new int[10];
        System.out.println("arr[10]");
        return 1;
    }catch(ArrayIndexOutOfBoundException e){
        e.printStockTrace();
        return 2;
    }finally{
        System.out.println("我一定会被执行！");
        return 3;
    }
}
//finally中一定会执行的结构在执行顺序上优于try、catch中的return语句
//由于方法只能有一个返回值，所以最后返回的是return 3;

4.像数据库连接、输入输出流、网络编程Socket等资源，JVM是不能自动的回收的，我们需要自己手动的进行资源的释放。此时，就需要声明在finally中。

处理机制二：throws + 异常类型

1. "throws + 异常类型"写在方法的声明处，指明此方法执行时，可能会抛出的异常类型。

一旦当方法体执行时，出现异常，仍会在异常代码处生成一个异常类的对象，此对象满足throws后异常类型时，就会被抛出。异常代码后续的代码，就不再执行！

2.体会：

try-catch-finally：真正的将异常给处理掉了.(以后在其他方法中调用含有异常的方法时，不会报编译时错误了)
throws的方式只是将异常抛给了方法的调用者。并没有真正将异常处理掉。(抛至main时，必须处理掉，不然抛给JVM，JVM就挂了)


public class ExceptionTest2 {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			method2();
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		method3();// 在method2()里已经解决了异常，所以可以调用
	}
	public static void method3() {
		try {
			method2();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	public static void method2() throws FileNotFoundException, IOException {
		method1();
	}
	public static void method1() throws FileNotFoundException, IOException {//异常代码
		File file = new File("hello.txt");
		FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
		int data = fis.read();
		while (data != -1) {
			System.out.print((char) data);
			data = fis.read();
		}
		fis.close();
		System.out.println("hanhan");// 不会被执行！
	}
}

方法重写的规则之一：

子类重写的方法抛出的异常类型不大于父类被重写的方法抛出的异常类型意味着：如果父类中没有出现异常，则子类中也不能有异常

我的理解：针对Java中的异常，如果时编译时异常，则需要将其延迟为运行时异常，异常处理机制的作用也就是这样，目的是为了给程序员一个提示，运行时异常的根本还是修改代码。

手动抛出异常对象


public class StudentTest {
	public static void main(String[] args) {
		Student s = new Student();
		s.regist(-1001);
		System.out.println(s);
	}
}
class Student {
	private int id;
	public void regist(int id) {
		if (id > 0) {
			this.id = id;
		} else {//方式一：抛出运行时异常，运行时会报错
			// 手动抛出异常对象
			throw new RuntimeException("您输入的数据非法！");
		}
	}
}


public class StudentTest {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			Student s = new Student();
			s.regist(-1001);
			System.out.println(s);
		} catch (Exception e) {
			System.out.println(e.getMessage());
		}
	}
}
class Student {
	private int id;
	public void regist(int id) throws Exception {//throws:体现异常的处理
		if (id > 0) {
			this.id = id;
		} else {//抛出编译时异常：必须显式的处理
			throw new Exception("您输入的数据非法！");//throw:体现生成一个异常对象
		}
	}
}

开发中应该如何选择两种处理方式？

1. 如果父类中被重写的方法没throws方式处理异常，则子类重写的方法也不能使用throws，意味着如果子类重写的方法中异常，必须使用try-catch-finally方式处理。

2.执行的方法a中，先后有调用了另外的几个方法，这几个方法时递进关系执行的，我们建议这几个方法使用throws的方式进行处理，而执行的方法a可以考虑使用try-catch-finally方式进行处理。用户自定义异常类

如何自定义异常类？

1.继承于现有的异常结构：RuntimeException、Exception

2.提供全局变量：serialVersionUID

3.提供重载的构造器


public class StudentTest {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			Student s = new Student();
			s.regist(-1001);
			System.out.println(s);
		} catch (Exception e) {
			System.out.println(e.getMessage());
		}
	}
}
class Student {
	private int id;
	public void regist(int id) throws Exception {
		if (id > 0) {
			this.id = id;
		} else {
			throw new MyException("不能输入负数");//自定义异常类的使用
		}
	}
}
public class MyException extends RuntimeException {//自定义异常类
	static final long serialVersionUID = -7034897190745766939L;
	public MyException() {
	}
	public MyException(String msg) {
		super(msg);
	}
}