异常处理

1.异常概述与异常体系结构

1.1 概述

在使用计算机语言进行项目开发的过程中，即使程序员把代码写得尽善尽美，在系统的运行过程中仍然会遇到一些问题，因为很多问题不是靠代码能够避免的，比如：客户输入数据的格式，读取文件是否存在，网络是否始终保持通畅等等。

异常：在Java语言中，将程序执行中发生的不正常情况称为“异常”。 (开发过程中的语法错误和逻辑错误不是异常) 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。

public class ErrorTest {
	public static void main(String[] args) {
		//1.栈溢出:java.lang.StackOverflowError
//		main(args);
		//2.堆溢出:java.lang.OutOfMemoryError
//		Integer[] arr = new Integer[1024*1024*1024];
		
	}
}

Exception:其它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

对于这些错误，一般有两种解决方法：

一是遇到错误就终止程序的运行。
另一种方法是由程序员在编写程序时，就考虑到错误的检测、错误消息的提示，以及错误的处理。

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

1.2 异常分类

2022-09-09_130605

运行时异常
- 是指编译器不要求强制处置的异常。一般是指编程时的逻辑错误，是程序员应该积极避免其出现的异常。java.lang.RuntimeException类及它的子类都是运行时异常。
- 对于这类异常，可以不作处理，因为这类异常很普遍，若全处理可能会对程序的可读性和运行效率产生影响。
编译时异常
- 是指编译器要求必须处置的异常。即程序在运行时由于外界因素造成的一般性异常。编译器要求Java程序必须捕获或声明所有编译时异常。
- 对于这类异常，如果程序不处理，可能会带来意想不到的结果。

2.常见异常

java.lang.RuntimeException
- ClassCastException
- ArrayIndexOutOfBoundsException
- NullPointerException
- ArithmeticException
- NumberFormatException
- InputMismatchException
- ......
java.io.IOExeption
- FileNotFoundException
- EOFException
java.lang.ClassNotFoundException
java.lang.InterruptedException
java.io.FileNotFoundException
java.sql.SQLException

常见异常：ArrayIndexOutOfBoundsException：

public class IndexOutExp {
public static void main(String[] args) {
	String friends[] = { "lisa", "bily", "kessy" };
	for (int i = 0; i < 5; i++) {
	System.out.println(friends[i]); // friends[4]?
}
System.out.println("\nthis is the end");
	} 
}

2022-09-09_130958

常见异常：NullPointerException：

public class NullRef {
	int i = 1;
	public static void main(String[] args) {
		NullRef t = new NullRef();
		t = null;
		System.out.println(t.i);
	} 
}

2022-09-09_131056

常见异常：ArithmeticException：

public class DivideZero {
	int x;
	public static void main(String[] args) {
		int y;
		DivideZero c=new DivideZero();
		y=3/c.x; 
		System.out.println("program ends ok!");
	} 
}

2022-09-09_131653

常见异常：ClassCastException：

public class Order {
public static void main(String[] args) {
	Object obj = new Date();
	Order order;
	order = (Order) obj;
	System.out.println(order);
} }

2022-09-09_131745

3.Java异常处理

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。

方式一：try-catch-finally
方式二：throws + 异常类型

Java提供的是异常处理的抓抛模型。

Java程序的执行过程中如出现异常，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
- 由虚拟机自动生成：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
- 由开发人员手动创建：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

异常抛出机制：

2022-09-09_132405

如果一个方法内抛出异常，该异常对象会被抛给调用者方法中处理。如果异常没有在调用者方法中处理，它继续被抛给这个调用方法的上层方法。这个过程将一直继续下去，直到异常被处理。这一过程称为捕获(catch)异常。
如果一个异常回到main()方法，并且main()也不处理，则程序运行终止。
程序员通常只能处理Exception，而对Error无能为力

4.异常处理机制之一：try-catch-finally

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-else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。

2022-09-09_132545

try
- 捕获异常的第一步是用try{…}语句块选定捕获异常的范围，将可能出现异常的代码放在try语句块中
catch(Exceptiontypee)
- 在catch语句块中是对异常对象进行处理的代码。每个try语句块可以伴随一个或多个catch语句，用于处理可能产生的不同类型的异常对象。
捕获异常的有关信息：与其它对象一样，可以访问一个异常对象的成员变量或调用它的方法。
- getMessage() 获取异常信息，返回字符串
- printStackTrace() 获取异常类名和异常信息，以及异常出现在程序中的位置。返回值void。

2022-09-09_132754

finally
- 捕获异常的最后一步是通过finally语句为异常处理提供一个统一的出口，使得在控制流转到程序的其它部分以前，能够对程序的状态作统一的管理。
- 不论在try代码块中是否发生了异常事件，catch语句是否执行，catch语句是否有异常，catch语句中是否有return，finally块中的语句都会被执行。
- finally语句和catch语句是任选的

2022-09-09_132901

如果明确知道产生的是何种异常，可以用该异常类作为catch的参数；也可以用其父类作为catch的参数。
比如：可以用 ArithmeticException 类作为参数的地方，就可以用RuntimeException类作为参数，或者用所有异常的父类Exception类作为参数。但不能是与ArithmeticException类无关的异常，如NullPointerException（catch中的语句将不会执行）。

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

import org.junit.Test;

/*
 * try-catch-finally中finally的使用：
 * 
 * 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.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。此时的资源释放，就需要声明在finally中。
 * 
 */
public class FinallyTest {

	@Test
	public void test2() {
		FileInputStream fis = null;
		try {
			File file = new File("hello1.txt");//文件可能不存在，而出现异常
			fis = new FileInputStream(file);

			int data = fis.read();
			while (data != -1) {
				System.out.print((char) data);
				data = fis.read();
			}

		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			try {
				if (fis != null)
					fis.close();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

	@Test
	public void testMethod() {
		int num = method();
		System.out.println(num);
	}

	public int method() {

		try {
			int[] arr = new int[10];
			System.out.println(arr[10]);
			return 1;
		} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
			e.printStackTrace();
			return 2;
		} finally {
			System.out.println("我一定会被执行");
			return 3;
		}
	}

	@Test
	public void test1() {
		try {
			int a = 10;
			int b = 0;
			System.out.println(a / b);
		} catch (ArithmeticException e) {
			// e.printStackTrace();

			int[] arr = new int[10];
			System.out.println(arr[10]);

		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		// System.out.println("我好慢呀~~~");
		finally {
			System.out.println("我好慢呀~~~");
		}
	}
}

前面使用的异常都是RuntimeException类或是它的子类，这些类的异常的特点是：即使没有使用try和catch捕获，Java自己也能捕获，并且编译通过( 但运行时会发生异常使得程序运行终止 )。
如果抛出的异常是IOException等类型的非运行时异常，则必须捕获，否则编译错误。也就是说，我们必须处理编译时异常，将异常进行捕捉，转化为运行时异常

5.异常处理机制二：throws

声明抛出异常是Java中处理异常的第二种方式
- 如果一个方法(中的语句执行时)可能生成某种异常，但是并不能确定如何处理这种异常，则此方法应显示地声明抛出异常，表明该方法将不对这些异常进行处理，而由该方法的调用者负责处理。
在方法声明中用throws语句可以声明抛出异常的列表，throws后面的异常类型可以是方法中产生的异常类型，也可以是它的父类。

"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！

关于异常对象的产生:
*     ① 系统自动生成的异常对象
*     ② 手动生成一个异常对象，并抛出(throw)

声明抛出异常举例：

public void readFile(String file) throws FileNotFoundException {
……
// 读文件的操作可能产生FileNotFoundException类型的异常
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
..……
}

import java.io.*;
public class ThrowsTest {
	public static void main(String[] args) {
		ThrowsTest t = new ThrowsTest();
		try {
            t.readFile();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} 
    }
public void readFile() throws IOException {
	FileInputStream in = new FileInputStream("atguigushk.txt");
	int b; b = in.read();
	while (b != -1) {
		System.out.print((char) b);
		b = in.read();
	}
	in.close();
} }

2022-09-09_134318

重写方法声明抛出异常的原则

重写方法不能抛出比被重写方法范围更大的异常类型。在多态的情况下，对methodA()方法的调用-异常的捕获按父类声明的异常处理

2022-09-09_134524

6.手动抛出异常

Java异常类对象除在程序执行过程中出现异常时由系统自动生成并抛出，也可根据需要使用人工创建并抛出。

首先要生成异常类对象，然后通过throw语句实现抛出操作(提交给Java运行环境)
可以抛出的异常必须是Throwable或其子类的实例。下面的语句在编译时将会产生语法错误：

public class StudentTest {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			Student s = new Student();
//		s.regist(1001);
			s.regist(-1001);
			System.out.println(s);
		} catch (Exception e) {
//			e.printStackTrace();
			System.out.println(e.getMessage());
		}
	}
}
class Student{
	private int id;
	
	public void regist(int id) throws Exception{
		if(id > 0){
			this.id = id;
		}else{
//			System.out.println("您输入的数据非法！");
			//手动抛出异常
//			throw new RuntimeException("您输入的数据非法！");
			throw new Exception("您输入的数据非法！");
			
		}
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Student [id=" + id + "]";
	}
	
}

7.用户自定义异常类

一般地，用户自定义异常类都是RuntimeException的子类。
自定义异常类通常需要编写几个重载的构造器。
自定义异常需要提供serialVersionUID
自定义的异常通过throw抛出。
自定义异常最重要的是异常类的名字，当异常出现时，可以根据名字判断异常类型。

用户自定义异常类MyException，用于描述数据取值范围错误信息。用户自己的异常类必须继承现有的异常类。

/*
 * 如何自定义异常类？
 * 1.继承于现有的异常结构：RuntimeException 、Exception
 * 2.提供全局常量：serialVersionUID
 * 3.提供重载的构造器
 * 
 */
class MyException extends Exception {
	static final long serialVersionUID = 13465653435L;
	private int idnumber;
	public MyException(String message, int id) {
		super(message);
		this.idnumber = id; 
    }
	public int getId() {
		return idnumber; 
    } 
}


public class MyExpTest {
	public void regist(int num) throws MyException {
		if (num < 0)
			throw new MyException("人数为负值，不合理", 3);
		else
			System.out.println("登记人数" + num);
	}
	public void manager() {
		try {
			regist(100);
		} catch (MyException e) {
			System.out.print("登记失败，出错种类" + e.getId());
		}
		System.out.print("本次登记操作结束");
	}
public static void main(String args[]) {
	MyExpTest t = new MyExpTest();
	t.manager();
} }

8.异常总结

总结：异常处理5个关键字

2022-09-09_140049

# 异常处理

# 1.异常概述与异常体系结构

# 1.1 概述

# 1.2 异常分类

# 2.常见异常

# 3.Java异常处理

# 4.异常处理机制之一：try-catch-finally

# 5.异常处理机制二：throws

# 6.手动抛出异常

# 7.用户自定义异常类

# 8.异常总结