异常处理机制

1.异常处理

1.1 概念：

异常就是程序在运行中出现不正常的情况并终止了程序的运行。

JAVA中通过异常处理机制解决异常问题，从而保持程序继续运行；因此JAVA是一门比较稳定的语言。

异常处理机制的关键字：try...catch...finally/try...catch

1.2 try...catch

解释：将有可能出现异常的语句放到try中，当出现异常时catch会捕获到

【1】printStackTrace:打印异常执行的堆栈信息

java.util.InputMismatchException
    at java.util.Scanner.throwFor(Scanner.java:864)
    at java.util.Scanner.next(Scanner.java:1485)
    at java.util.Scanner.nextInt(Scanner.java:2117)
    at java.util.Scanner.nextInt(Scanner.java:2076)
    at cn.sxt02.exception02.Test01.main(Test01.java:14)

一般而言，异常堆栈信息很多，开发者只需要看懂

第一行:异常简单信息(异常类型，异常的描述等)

最后一行:异常出现的位置(类->方法->方法具体的行)

在控制台中异常堆栈信息输出位置不固定

【2】getMessage:返回异常的描述信息

package cn.sxt02.exception02;
import java.util.Scanner;
public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入第一个数:");

        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        
        try {
            num1 = sc.nextInt();

            System.out.println("请输入第二个数:");
            num2 = sc.nextInt();

            int r = num1 / num2;
            System.out.println("num1/num2 = " + r);
        }catch (Exception e) {
            System.out.println("程序出现异常");
            // 打印异常的信息
            // System.out.println(e.toString());
            
            
            // 打印异常堆栈信息
             e.printStackTrace();
            
            // 返回异常的描述信息，如果没有信息，返回null(InputMismatchException 没有描述信息)
            System.out.println(e.getMessage());
        }
        
        System.out.println("程序正常结束");
    }
}

【3】异常类型不匹配

public class Test03 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入第一个数:");

        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        
        try {
            num1 = sc.nextInt();

            System.out.println("请输入第二个数:");
            num2 = sc.nextInt();

            int r = num1 / num2;
            System.out.println("num1/num2 = " + r);
        }catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("数学计算异常:"+e.getMessage());
        }catch(InputMismatchException e) {
            System.out.println("输入不匹配异常:"+e.getMessage());
        }catch (Exception e) {
            System.out.println("发送异常:"+e.getMessage());
        }
        
        System.out.println("程序正常结束");
    }
}

Exception是所有异常直接或间接的父类，因此当出现异常类型不匹配的时候可以这样写catch (Exception e)或者

catch省略，变成try…finally块；

1.3 try...catch...finally

finally块用于进行收尾工作(关闭数据库、关闭文件、释放内存等资源)

无论出不出现异常finally模块都会执行，当然也有特殊情况那就是添加一句system.exit();正常退出jvm，finally就不会执行

public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入第一个数:");

        int num1 = 0;
        int num2 = 0;

        try {
            num1 = sc.nextInt();

            System.out.println("请输入第二个数:");
            num2 = sc.nextInt();

            int r = num1 / num2;
            System.out.println("num1/num2 = " + r);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("程序出现异常");
        } finally {
            System.out.println("不管是否出现异常，finally都执行");
        }

        System.out.println("程序正常结束");
    }

1.4 return

return 会出现try/catch/finally执行顺序

package cn.sxt02.exception03;

/**
 * 存在return的情况
 */
public class Test02 {

    public static int div(int a, int b) {

        try {
            int r = a / b;
            return r;

        } catch (Exception e) {
            System.out.println("出现异常");

            return 0;

        } finally {
            System.out.println("我是finally");
        }

    }

    public static void main(String[] args) {

        int r = Test02.div(10, 0);
        System.out.println("r=" + r);
        System.out.println("程序正常结束");
    }
}

解释：先执行try模块然后执行cacth,在执行finally 最后才执行return 0;以上例子为例

2.异常分类

从上图可知异常和错误的最终父类都是object,异常分为两类运行时异常(RuntimeException)和检查时异常(CheckException)

2.1 RuntimeExcption

运行时异常可处理可不处理

2.2 CheckException

检查时运行必须得处理，不然将无法编译

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 运行时异常
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        // runtime exception
        int r = sc.nextInt();
        System.out.println("r = "+ r);
        
        // 检查时异常
        SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat();
        try {
            Date date = df.parse("2019");
        } catch (ParseException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2.3 常见的运行时异常（面试题写出5-8个）

ArithmeticException:数学计算异常。比如除数为0

InputMismatchException:输入不匹配异常

ArrayIndexOutofBoundsException:数组下标越界异常。

NullPointException:空指针异常,对象没有初始化就使用时，jvm会抛出该异常

IllegalArgumentException:非法参数异常。

ClassCastException：强制类型转换异常。

NumberFormatException:数字格式化异常。比如把“abc”格式化成数字。

2.4 常见的检查时异常:

ClassNotFoundException:类没有被发现异常。

SQLException:数据库相关异常

IOException:IO操作异常

ParseException:解析错误异常

FileNotFoundException:文件未发现异常。

2.5 运行时异常和检查时异常的区别

运行时异常：包括RuntimeException及其所有子类。不要求程序必须对它们作出处理，比如InputMismatchException、ArithmeticException、NullPointerException等。即使没有使用try-catch或throws进行处理，仍旧可以进行编译和运行。如果运行时发生异常，会输出异常的堆栈信息并中止程序执行。

Checked异常（非运行时异常）：除了运行时异常外的其他异常类都是Checked异常。程序必须捕获或者声明抛出这种异常，否则出现编译错误，无法通过编译。处理方式包括两种：通过try-catch捕获异常，通过throws声明抛出异常从而交给上一级调用方法

3.异常声明

3.1 throws关键字

当一个方法可能存在异常，而此时自身又无法更好的处理，可以交给外界处理。此时用throws声明并抛出异常。

public class Test01 {

    public static int div(int a, int b) throws ArithmeticException{
        int r = 0;
        r = a / b;
        return r;
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            Test01.div(10, 0);
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("除数不能为0");
        }
    }
}

开发者可以根据需要声明检查时异常(Exception或者非运行时异常)和运行时异常(RuntimeException或其子类)

如果调用处也不知道如何处理异常，可选择继续声明异常,我们把这个过程称为异常上抛。

public class Test01 {

    public static int div(int a, int b) throws Exception{
        int r = 0;
        r = a / b;
        return r;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        
        //【1】 调用处知道如何处理！
        /*
        try {
            Test01.div(10, 0);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        */
        
        // 【2】调用处也不知道如何处理
        Test01.div(10, 0);
        
    }
}

3.2 声明异常与重载关系

声明异常和重载没有任何关系

public class Test01 {

    public static int div(int a, int b) throws Exception{
        int r = 0;
        r = a / b;
        return r;
    }
    
    public static int div(int a, int b) {
        int r = 0;
        r = a / b;
        return r;
    }
}

方法重载

【1】方法名相同
【2】参数列表不同(个数、类型、顺序)

【3】和返回值、修饰符、声明异常无关。

3.3 声明异常和重写关系

【1】声明一个和方法重写有关系

public class Father {

    public void showInfo() throws Exception{
        
    }
}

public class Son extends Father{
    
    @Override
    public void showInfo(){
        
    }
    
}

可以认为:父类方法抛出异常，子类在重写过程中把该异常处理掉了，所以子类方法不用声明异常。

【2】 父类方法声明没有声明任何异常(检测时或运行时)，子类也不声明异常或者声明运行时异常。

public class Father {

    public void showInfo(){
        
    }
}
public class Son extends Father{
    
    @Override
    public void showInfo() throws Exception{
        
    }
    
}

【3】父类声明了异常(检测时或运行时),子类声明完全一样的异常。

public class Father {

    public void showInfo() throws Exception{
        
    }
}
public class Son extends Father{
    
    @Override
    public void showInfo() throws Exception {
        
    }
    
}

4.手动抛出异常

4.1  关键字throw

除了系统自动抛出异常外，有些问题需要开发者手动抛出异常。使用关键字throw

package cn.sxt02.exception06;

public class Student {
    private String name;
    private String gender;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getGender() {
        return gender;
    }

    public void setGender(String gender) throws Exception{
        if(gender.equals("男") || gender.equals("女")) {            
            this.gender = gender;
        }else {
            throw new Exception("性别不合法!");
        }
    }

    public Student(String name, String gender) {
        super();
        this.name = name;
        this.gender = gender;
    }

    public Student() {
        super();
    }
    
}

public class Test01 {
    public static void main(String[] args){
        Student stu = new Student();
        stu.setName("二狗");
        try {
            stu.setGender("xxx");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}

4.2  自定义异常

如果开发者需要手动抛出的异常在系统不存在，可以自定义异常。

如果要自定义异常，首先要确定异常类型，如果异常是运行时异常，必须继承RuntimeException或其子类;如果异常是检查时异常，必须继承Exception或其子类。

异常的命名方式，参考系统命名方式，以Exception结尾。

public class AgeException extends Exception{

    public AgeException() {
        super();
    }

    public AgeException(String message) {
        super(message);
    }
    
}