java的异常处理简介

异常概述

• 任何一种程序设计语言设计的程序在运行时都有可能出现错误，例如除数为0，数组下标越界，要读写的文件不存在等等。
• 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。
• 对于这些错误，一般有两种解决方法：

1. 遇到错误就终止程序的运行。（不合法）
2. 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。

 

java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”。

　　•Java中的异常用于处理非预期的情况，如文件没找到，网络错误，非法的参数

• Java程序运行过程中所发生的异常事件可分为两类：

　　　　Error:  JVM系统内部错误、资源耗尽等严重情况（不属于程序解决范畴）

　　　　Exception: 其它因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题，例如：

　　　　　　–空指针访问

　　　　　　–试图读取不存在的文件

　　　　　　–网络连接中断

package com.atguigu.java;

public class TestException {
    
    public static void main(String[] args) {
        
        int i = 10;
        //数学异常: java.lang.ArithmeticException
//        int j = i / 0;
//        System.out.println(j); 
    
        int [] scores = new int[]{1, 2, 4, 5};
        //数组下标越界异常: java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
//        System.out.println(scores[4]); 
        
        Person p1 = new Man();
        //类型转换异常: java.lang.ClassCastException
//        Woman p2 = (Woman) p1;
        
        p1 = null;
        //空指针异常: java.lang.NullPointerException
        System.out.println(p1.toString()); 
        
        System.out.println("end...");
    }
    
}

class Person{
    
}

class Man extends Person{
    
}

class Woman extends Person{
    
}

异常处理机制

常见异常

• RuntimeException（运行时异常）

　　　　–错误的类型转换

　　　　–数组下标越界

　　　　–空指针访问

• IOExeption（IO异常）

　　　　–从一个不存在的文件中读取数据

　　　　–越过文件结尾继续读取

　　　　–连接一个不存在的URL

　　异常机制：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。过多的分支会导致程序的代码加长，可读性差。因此采用异常机制。

　　Java异常处理：Java采用异常处理机制，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，并易于维护。

• 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，会自动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。
• 如果一个方法内抛出异常，该异常会被抛到调用方法中。如果异常没有在调用方法中处理，它继续被抛给这个调用方法的调用者。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。

     可以用ArithmeticException类作为参数，也可以用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，那么，catch中的语句将不会执行。

public static void main(String[] args) {
        try {
            int i = 10;
            int j = i / 0;
        } catch(NullPointerException e){
            System.out.println(e.getMessage());
        } catch(ArithmeticException e){
            System.out.println(e.getMessage());
        } catch(Exception e){
            System.out.println(e.getMessage());
        }
        System.out.println("end...");
        }

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( ) 方法，用来得到有关异常事件的信息

     –printStackTrace( )用来跟踪异常事件发生时执行堆栈的内容。

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、catch代码块中是否发生了异常事件，finally块中的语句都会被执行。

　　–finally语句是可选的

      -finally可以没有catch

public class TestException {    
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int i = 10;
            int j = i / 0;
        } finally{
             System.out.println("finally...");
         }        
        //不论在try、catch代码块中是否发生了异常事件，finally块中的语句都会被执行。
        
        System.out.println("end...");
    }    
}

运行时异常和编译时异常

　　•前面但使用的异常都是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类的异常，则必须捕获，否则编译错误。

　　必须进行处理（选择提示的第二种方法（提示的第一种方法是抛出异常，下面讲））

public static void main(String[] args) {
        try {
            InputStream is = new FileInputStream("abc.txt");
        } catch (FileNotFoundException e) {            
            e.printStackTrace();
        }
    }    

 

声明抛出异常

　　

　　任何Java代码都可以抛出异常，如：自己编写的代码、来自Java开发环境包中代码，或者Java运行时系统。无论是谁，都可以通过Java的throw语句抛出异常。从方法中抛出的任何异常都必须使用throws子句。

throws抛出异常

　　声明抛出异常是Java中处理异常的第二种方式（第一种方式就是在catch中捕获并处理异常，第二种方式是只管抛出去，不管处理，给调用异常抛出方法的方法处理）

　　如果一个方法可能会出现异常，但没有能力处理这种异常，可以在方法声明处用throws子句来声明抛出异常。例如汽车在运行时可能会出现故障，汽车本身没办法处理这个故障，那就让开车的人来处理。

1. 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，则此方法应显式地声明抛出异常，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。
2. 在方法声明中用 throws 子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（编译时异常（IO异常））：

      选择上面例子的第一种处理方式

public class TestException {    
    public static void main(String[] args) {
        try {
            test();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }    
    
    public static void test() throws FileNotFoundException
    {
        InputStream is = new FileInputStream("abc.txt");
    }
}

　　也可以一次抛出多个异常

public class TestException {    
    public static void main(String[] args) {
        try {
            test();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }    
                                  //多个异常在抛出时，是没有父类和子类先后的写法顺序的，只有处理时才有顺序
    public static void test() throws IOException, FileNotFoundException, SQLException
    {
        InputStream fs = new FileInputStream("abc.txt");  //抛出FileNotFoundException
        
        Connection connection = null; 
        String sql = null;
        PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql); //抛出SQLException
        
        byte [] buffer = new byte[fs.available()];      //抛出IOException
    }
}

　　运行时异常举例

public class TestException {    
    public static void main(String[] args) {
        try {
            test();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } 
    }                              
    public static void test() 
    {
        int i = 10 / 0;
        System.out.println(i);
    }
}

　　关键点：
 　　　　* 1. 在 Java 中使用 throws 关键字声明抛出异常.
 　　　　* 2. throws 方法抛出的异常可以是方法中出现的异常的类型或其父类类型.
　　　　 * 3. throws 可以声明抛出多个异常, 多个异常使用 , 分割.
　　　　 * 4. 运行时异常不需要使用 throws 关键字进行显式的抛出.
 　　　　* 5. 重写方法不能抛出比被重写方法范围更大的异常类型

public class TestException {    
    public static void main(String[] args) {
        //从多态的角度考虑，调用了a的方法，就应该按a对象方法的抛出异常的方法来处理，即是父类的异常类型，如果子类抛了范围更大的异常，就无法处理
        //这就与java的继承或者多态机制相悖
        A a = new B();
        try {
            a.method();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }                              
}

class A{
    void method () throws FileNotFoundException{        
    }
}
class B extends A{
    @Override
    //这种是不合法的
    void method() throws IOException {

    }
}
//重写方法不能抛出比被重写方法范围更大的异常类型
//从理解的角度：
//我们现在有个动物类，它有个方法叫  eat() ，抛出"被毒死"的异常! 那么我们的子类在重写eat()方法时可以抛出 "被毒死"异常或其子类，如"被毒药毒死异常”、
//"被毒蘑菇毒死异常“.....
//但是却不能抛出毒死异常之外的  如”撑死异常“或者”噎死异常“
//就好比比如说宪法规定骂人只承担民事责任，到了刑法里就不能说直接枪毙了，这就是一个约束能力的问题，子类行为不能超出父类约束范畴。否者就容易乱套。
//就像父类的某方法公有的，子类就不能重写改成私有的了。这就是一个约束力的问题。

 Throws抛出异常的规则：

    1) 如果是不可查异常（unchecked exception），即Error、RuntimeException或它们的子类，那么可以不使用throws关键字来声明要抛出的异常，编译仍能顺利通过，但在运行时会被系统抛出。

    2）必须声明方法可抛出的任何可查异常（checked exception）。即如果一个方法可能出现受可查异常，要么用try-catch语句捕获，要么用throws子句声明将它抛出，否则会导致编译错误

    3)仅当抛出了异常，该方法的调用者才必须处理或者重新抛出该异常。当方法的调用者无力处理该异常的时候，应该继续抛出，而不是囫囵吞枣。

    4）调用方法必须遵循任何可查异常的处理和声明规则。若覆盖一个方法，则不能声明与覆盖方法不同的异常。声明的任何异常必须是被覆盖方法所声明异常的同类或子类。

void fun()throws IOException,SQLException 
{ 
... 
} 
这表示 fun方法可能会丢两个异常出来，那么在调用fun的时候就会做好准备，比如可以这样 
try 
{ 
fun(); 
}catch(IOException e) 
{ 
}catch(SQLException e) 
{ 
} 

throw异常

  throw总是出现在函数体中，用来抛出一个Throwable类型的异常。程序会在throw语句后立即终止，它后面的语句执行不到，然后在包含它的所有try块中（可能在上层调用函数中）从里向外寻找含有与其匹配的catch子句的try块。
　　我们知道，异常是异常类的实例对象，我们可以创建异常类的实例对象通过throw语句抛出。该语句的语法格式为：
    throw new exceptionname;
    例如抛出一个IOException类的异常对象：
    throw new IOException;
    要注意的是，throw 抛出的只能够是可抛出类Throwable 或者其子类的实例对象。下面的操作是错误的：
    throw new String("exception");

    这是因为String 不是Throwable 类的子类。

     如果抛出了检查异常，则还应该在方法头部声明方法可能抛出的异常类型。该方法的调用者也必须检查处理抛出的异常。

       如果所有方法都层层上抛获取的异常，最终JVM会进行处理，处理也很简单，就是打印异常消息和堆栈信息。如果抛出的是Error或RuntimeException，则该方法的调用者可选择处理该异常。

 

不抛出，异常处不中断

 

直接抛出；不进行处理，异常处中断

 

让调用者来处理：异常处中断

 

 

人工抛出异常

　　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");

public class TestException {    
    public static void main(String[] args) {
        
    }    
    
    public static void test(){        
        //1. 创建一个异常类对象
        RuntimeException ex = new RuntimeException();        
        //2. 把异常类对象抛出去
        throw ex;
    }
}

 

创建用户自定义异常类

　　  有些异常可以不处理，直接抛出去，有些异常需要处理，要try/catch，还有些异常需要以一个包装的形式抛出去（使用throw关键字和自定义异常类的结合处理）（比较方法内部的throw关键字和方法签名处的throws关键字：throw一次只能抛出一个）

        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。

public class AgeTooLargeException extends RuntimeException{


    private static final long serialVersionUID = 1L;

    public AgeTooLargeException() {
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }
    
    public AgeTooLargeException(String msg) {
        super(msg); 
    }
}

　　然后在程序中使用异常

import java.util.Scanner;
/**
 * 人工手动抛出异常:
 * 1. 创建一个异常类对象
 * 2. 在方法内部使用 throw 关键字把该异常类对象抛出去!
 * 
 * 自定义的异常类:
 * 1. 通常继承自 RuntimeException(可以继承 Exception)
 * 2. 自定义的异常类就是用来被人工抛出的！
 */
public class TestException {    
    public static void main(String[] args) {
        inputAge();
        System.out.println("end...");
    }    
    /**
     * 输入年纪: 要求年纪必须在 15-30 之间, 超出 30 则年纪偏大
     */
    public static void inputAge(){
        Scanner sc = new Scanner(System.in);        
        System.out.print("age=");
        int age = sc.nextInt();        
        if(age > 30){
            //System.out.println("年纪偏大.");
            throw new AgeTooLargeException("年纪偏大.");
        }
    }
}

　　但是如果这样写的话，程序会中断并且抛出异常

　　所以，手动抛出异常可以一定程度上的取代if else，但是如果要让程序继续进行，必须对异常进行处理

public static void main(String[] args) {
        try {
            inputAge();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
        System.out.println("end...");
    }    

练习：

编写应用程序EcmDef.java，接收命令行的两个参数，要求不能输入负数，计算两数相除。

   对缺少命令行参数(ArrayIndexOutOfBoundsException)、

    除0(ArithmeticException)及输入负数(EcDef 自定义的异常)进行异常处理。

提示：

  (1)在主类(EcmDef)中定义异常方法(ecm)完成两数相除功能。

  (2)在main()方法中使用异常处理语句进行异常处理。

  (3)在程序中，自定义对应输入负数的异常类(EcDef)。

  (4)运行时接受参数 java EcmDef 20 10  

  //args[0]=“20” args[1]=“10”

  (5)Interger类的static方法parseInt(String s)将s转换成对应的int值。如int a=Interger.parseInt(“314”);  //a=314;

package com.atguigu.java;

public class EcmDef {
    public static void main(String[] args) {
        
        try {
            int i = Integer.parseInt(args[0]); // "a"
            int j = Integer.parseInt(args[1]);            
            System.out.println(ecm(i, j));
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("输入的参数个数不足.");
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("除数不能为 0");
        } catch (EcDef e) {
            System.out.println(e.getMessage()); 
        } catch (NumberFormatException e) {
            System.out.println("输入的参数不能转为整型.");
        }

    }
    
    public static int ecm(int i, int j){
        
        if(i < 0 || j < 0){
            throw new EcDef("不能处理负数. ");
        }        
        int result = i / j;
        return result;
    }
}


//自定义一个输入负数的异常类
public class EcDef extends RuntimeException{

    public EcDef() {
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }
    
    public EcDef(String msg) {
        super(msg);
    }
}

 注意问题：

一、出现问题

当finall块中包含return语句时，Eclipse会给出警告"finally block does not complete normally"
二、分析原因

1 finally块中的return语句会覆盖try块、catch块中的return语句

2 如果finally块中包含了return语句，即使前面的catch块重新抛出了异常，则调用该方法的语句也不会获得catch块重新抛出的异常，而是会得到finally块的返回值，并且不会捕获异常

三、结论

finally内部使用 return 语句是一种很不好的习惯，如果try中还有return语句，它会覆盖了try 区域中 return语句的返回值，程序的可读性差。面对上述情况，其实更合理的做法是，既不在try block内部中使用return语句，也不在finally内部使用 return语句，而应该在 finally 语句之后使用return来表示函数的结束和返回。

 2.

 这里会报出 Unhandled exception type Exception 的错误

因为：

在Java中除了RuntimeException及其任何子类，其他异常类都被Java的异常强制处理机制强制异常处理。
    关于那些被强制异常处理的代码块，必须进行异常处理，否则编译器会提示“Unhandled exception type Exception”错误警告。

也就是说，这些类异常不能通过throw抛！

 throws主要是声明这个方法会抛出这种类型的异常，使其他地方调用它时知道要捕获这个异常。
throw是具体向外抛异常的动作，所以它是抛出一个异常实例。

throws说明你有哪个可能，倾向 
throw的话，那就是你把那个倾向变成真实的了
同时：
1）throws出现在方法函数头；而throw出现在函数体； 
2）throws表示出现异常的一种可能性，并不一定会发生这些异常；throw则是抛出了异常，执行throw则一定抛出了某种异常； 
3）两者都是消极处理异常的方式（这里的消极并不是说这种方式不好），只是抛出或者可能抛出异常，但是不会由函数去处理异常，真正的处理异常由函数的上层调用处理。