Java学习笔记--异常机制

简介

在实际的程序运行过程中，用户并不一定完全按照程序员的所写的逻辑去执行程序，例如写的某个模块，要求输入数字，而用户却在键盘上输入字符串；要求打开某个文件，但是文件不存在或者格式不对；或者程序运行时，请求某些资源，但是资源被占用，等等，这些也就是所谓的异常情况，遇到这些情况我们需要让程序作出合理处理，安全的退出而不至于引起程序的崩溃。

遇到异常情况的时候如果采用分支的办法，需要考虑各种异常情况，例如打开一个文件，并将其拷贝到目标地址，会遇到如下的情形：

1.文件格式不对

2.文件长度过长

3.文件编码格式不对

...

public class File {
    public static void main(String[] args){
        String strFileName = "a.txt";
        
        if(文件存在&&格式正确){
            if(目标空间大于文件长度){
                if(IO流断掉){
                    停止copy,报错
                }else{
                    CopyFile(strFileName,目标地址)
                }
            }else{
                存储空间不足,报错
            }
        }else{
            文件不存在
        }
    }
}

此时错误代码和逻辑代码写在了一起，并且还可能有更多的例外情况，此时需要引入异常机制来处理

    try{
        copyFile(srcPath, tarPath);
    }catch(Exception e){
        e.printStackTrace();

    }

异常

异常指程序运行过程中出现的非正常现象，在Java中引入了很多描述和处理异常的类，称为异常类，异常类定义中包含了该类异常的信息和对异常处理的方法，主要的过程有：

1.抛出异常：在执行方法时，如果发生异常，那么这个方法生成代表该异常的一个对象，停止当前的执行路径，并把异常交给JRE。

2.捕获异常：JRE得到该异常后，寻找相应的代码来处理该异常，在栈中查找并回溯，直到找到该异常为止。

1. Error是程序无法处理的错误，表示运行应用程序中较为严重的问题，与程序员编写的代码无关，例如代码运行时JVM出现的问题，Java虚拟机运行错误，当JVM不再有继续执行操作所需的内存资源时，将会出现OutOfMemoryError，Error往往是系统发生错误。
2. Exception是程序能够处理的异常，例如空指针(NullPointerException)、数组下标越界异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)、类型转换异常(ClassCastException)、算术异常(ArithmetricException)等，通常异常可以分为：运行时异常(RuntimeException)和已检查异常(CheckedException)

运行时异常(RuntimeException)和已检查异常(CheckedException)

运行时异常：被0整除、数组下标越界、空指针等等、产生的情况比较频繁，处理起来比较麻烦，如果显示的声明或捕获将会对程序的可读性和运行效率影响比较大，因此系统自动检测并将它们交给缺省的异常处理，用户不必对其处理，这类异常通常是由编译错误导致的，在编写程序时，不要求必须使用异常处理机制，可以通过算术逻辑避免，如果被0整除。

已检查异常：不是运行时异常统统称为已检查异常，如IOException、SQLException等用户自定义的Exception异常，这类异常在编译时就必须做出处理，否则无法通过编译。

异常的处理方式

try-catch-finally这三个关键字可以实现异常的捕获

1.try:用来执行一段程序，如果出现异常，系统抛出一个异常。在执行的过程中，当任意一条语句产生异常时，就会跳过该语句后面的代码，代码中可能会产生一种或者几种异常对象，它后面的catch语句要对这些异常做相应的处理。当异常处理的代码执行结束以后，不会回到try语句去执行尚未执行的代码。

2.catch:用来捕捉异常的类型并处理，每个try语句可以伴随一个或者多个catch语句，用于处理可能产生的不同类型的异常对象，常用的方法都继承自Throwable类，其中有toString()方法，用于显示异常的类名和产生异常的原因。getMessage()方法，只显示产生异常的原因，但是不显示类名。printStackTrace()方法，用来跟踪异常事件发生时堆栈的内容。catch捕获异常的顺序为：如果异常类之间有继承关系，在顺序上需要注意：越是顶层的类，越放下面，不然就直接把多余的catch省略掉，也就是先捕获子类异常再捕获父类异常。

3.finally: 为异常的处理提供一个统一的出口，finally所指定的代码都要被执行、catch语句可有多条，finally语句只能有一条，有些语句不管时候发生异常，都必须执行，那么就可以把这样的语句放到finally语句块中，通常在finally中关闭程序已打开的资源，比如：关闭文件流、释放数据库连接等。

声明异常

当checkedException产生时，不一定立刻处理它，可以再把异常throws出去，如果一个方法中可能产生某种异常，但是并不确定如何处理这些异常，则应该根据异常规范在方法的首部声明该方法可能抛出的异常，如果一个方法抛出多个已检查异常，就必须在方法的首部抛出所有的异常，之间以逗号隔开。

例子：

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class OpenFile {
    public static void main(String[] args){
        try{
            readFile("aaa.txt");
            
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("所需文件不存在！");
        }catch (IOException e){
            System.out.println("文件读写错误");
        }
    }
    public static void  readFile(String fileName) throws FileNotFoundException,
            IOException {
        FileReader in = new FileReader(fileName);
        int tem = 0;
        try{
            tem = in.read();
            while(tem!=-1){
                System.out.println((char) tem);
                tem = in.read();
            }
        }finally {
            in.close();
        }
    }
}

自定义异常

在程序中，也可能会遇到JDK提供的任何标准异常类都无法充分描述清楚我们想要表达的问题，这种情况下可以通过继承的方式定义自己的异常类，自定义异常类只需要从Exception类或者它的子类中派生一个子类即可。自定义异常类如果继承Exception类，则为受检查异常，必须对其进行处理，如果不想处理，可以让自定义异常类继承运行时异常RuntimeException类。习惯上，自定义异常类应该包括两个构造器：一个是默认的构造器，另一个是带有详细信息的构造器。

自定义异常类

class IllegalAgeException extends Exception{
    public IllegalAgeException(){
        
    }
    public IllegalAgeException(String message){
        super(message);
    }
}

异常类的使用

class Person{
    private String name;
    private int age;
    
    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }
    public void setAge(int age) throws IllegalAgeException{
        if(age<0){
            throw new IllegalAgeException("The age could not be negative");
        }
        this.age = age;
    }
    
    public String toString(){
        return "name is " + name + " and age is "+ age;
    }
}

public class TestMyException{
    public static void main(String[] args){
        Person p = new Person();
        try{
            p.setName("AAA");
            p.setAge(-1);
        }catch (IllegalAgeException e){
            e.printStackTrace();
            System.exit(-1);
        }
        System.out.println(p);
    }
}