Java基础语法-第十节-异常

异常概述于异常体系结构

• 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。
  • 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
  • 分类：编译时异常和运行时异常
• 运行时异常(非受检异常)
  • 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(受检异常)
  • 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

常见异常

• java.lang.RuntimeException ：运行时异常
  • ClassCastException：类强制转化异常
  • ArrayIndexOutOfBoundsException：数组索引越界异常
  • NullPointerException：空指针异常
  • ArithmeticException：算术异常
  • NumberFormatException：数字格式异常
  • InputMismatchException：输入不匹配异常
• java.io.IOException：IO异常
  • FileNotFoundException：找不到文件异常
  • EOFException：EOF异常
• java.lang.ClassNotFoundException：类找不到异常
• java.lang.InterruptedException：中断的异常
• java.io.FileNotFoundException：文件找不到异常
• java.sql.SQLException：数据库异常

异常处理机制一：try-catch-finally

• 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。

• Java异常处理的方式：

  • 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

• 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

• 异常处理是通过try-catch-finally语句实现的。

  try{
      ...... //可能产生异常的代码
  }
  catch( ExceptionName1 e ){
      ...... //当产生ExceptionName1型异常时的处置措施
  }
  catch( ExceptionName2 e ){
      ...... //当产生ExceptionName2型异常时的处置措施
  } finally{
      ...... //无论是否发生异常，都无条件执行的语句
  } 
  

• 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 (Exceptiontype e)：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。

• 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。

• 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。

  

• 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

• 不捕获异常时的情况

  • 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。

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。

• 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);
      ..……
  }	
  

• 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。

手动抛出异常：throw

• 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)。

    IOException e = new IOException();
    throw e;
    

  • 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：

    throw new String("want to throw");
    

• throw 与 throws的区别

  • 含义不同：throws是异常的处理机制，throw只是抛出了一个异常
  • 抛出的内容不同：throws抛出的是一个个异常类型。throw抛出的是异常类的对象
  • 抛给的对象不同：throws抛给了调用这个方法的方法。throw抛给了Java处理机。
  • 声明的位置不同：throws是声明在方法名的后面。throw是声明在方法体内

用户自定义异常

• 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。

总结

 * Error:Java虚拟机无法解决的严重问题。
 * 		如JVM系统内部错误，资源耗尽等情况。
 * 		一般不针对性的编写代码进行处理
 * 一，异常体系结构
 * 	java.lang.Throwable
 * 		java.lang.Error:一般不针对性的编写代码进行处理
 * 		java.lang.Exception:可以进行异常处理
 * 			编译时异常：IOException,ClassNotFoundException
 * 			运行时异常：RuntimeException
 * 二，异常的处理：抓抛模型
 * 		过程一：抛：程序正在执行的过程中，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，并将此异常抛出。一旦抛出异常对象后，其后面的代码就不执行了
 * 		过程二：抓：可以理解为异常的处理方式：① try-catch-finally。② throws
 * 	1：try-catch-finally的使用
 * 		try{
 * 			//可能出现异常的代码
 * 		}catch(异常类型1  变量名1){
 * 			//处理异常1的方式
 * 		}catch(异常类型2  变量名2){
 * 			//处理异常2的方式
 * 		}...
 * 		finally{
 * 			//一定会执行的代码
 * 		}
 * 		① finally是可逆的
 * 		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，区catch中进行匹配
 * 		③ 一旦try中的异常对象匹配到其中一个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时)，继续执行其后的代码
 * 		④ catch中的异常类型如果没有父子关系，则谁声明在上，谁声明在下无所谓
 * 			如果满足父子关系。则要求子类一定声明在父类的上面。否则会出错
 * 		⑤ 常用的异常处理方式： String getMessage() 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
 *    结论1：使用try-catch-finally处理编译时异常，是让程序在编译时不报错，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。
 *    结论2：开发中，有运行时异常比较常见，使用我们通常不针对性的编写try-catch-finally。
 *    	针对编译时的异常，则一定要考虑异常的处理
 *  2：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中又出现了，try中有return 语句，catch中有return语句
 * 		 时，finally中的语句也一定会执行
 * 		③ 像数据库连接，输入输出流，网络编程等资源，JVM是不能自动回收的，我们需要自己手动的进行资源的回收和释放。
 * 		 因此，此时的资源的释放声明在finally中
 * 	3：throws + 异常类型
 * 		① throws + 异常类型 写在方法的声明处，方法名的后面。指明在方法执行时可能会抛出的异常类型。
 * 		 一旦方法执行时，出现异常，仍会在异常出现的代码处生成一个异常对象，此对象满足throws的异常类型，
 * 		 就会被抛出。异常后面的代码将不会执行。
 * 		② 重写的方法抛出的异常不能大于原方法抛出的异常 
 * 		③ try-catch-finally:真正的将异常给处理了。
 * 		  throws的方式只是将异常给抛给了方法的调用者。并没有将异常给真正处理掉。  		
 * 	 使用：开发中如果选择使用try-catch-fianlly，还是使用throws
 * 		①：如果父类中被重写的方法没有throws方式处理异常，则子类重写的方法也不能使用throws,只能使用try-catch-finally
 *       来处理异常
 * 		②：如果一个方法A有调用另一个方法B，另一个方法B有调用其他的方法C，而且这几个方法都有可能会出现异常。我们建议这几
 *       个方法都是用throws方式来抛出异常，并且在方法A中来使用try-catch-finally来处理异常
 * 	4：手动抛出异常:throw
 * 		>异常对象的产生：①系统自动生成的异常对象 ②手动的生成一个异常对象并抛出throw  
 * 		>throw 一般写在方法内，在要抛出异常的地方编写
 * 		>格式：throw new 异常类型的构造方法
 *  5：自定义异常类
 *   >自定义步骤：
 *  	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
 *