一、认识异常
异常是指在程序运行过程中所发生的不正常事件，如文件找不到、网络连接不通或链接中断、算数运算出错、数组下标越界、装在一个不存在的类、对null对象操作、类型转换异常等。异常会中断正在运行的程序。
package com.moreException;
import java.util.Scanner;
/**
* 演示程序中的异常。
* @author yu
*/
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入被除数:");
int num1 = in.nextInt();
System.out.print("请输入除数:");
int num2 = in.nextInt();
System.out.println(num1+"/"+ num2 +"="+ num1/ num2);
System.out.println("感谢使用本程序！");
}
}
此时，可以通过增加if-else语句对各种异常情况进行判断处理：
package com.moreException;
import java.util.Scanner;
/**
* 传统处理程序中的异常。
* @author 北大青鸟
*/
public class Test1{
public static void main(String[] args) {
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入被除数:");
int num1 = in.nextInt();
System.out.print("请输入除数:");
int num2 = 0;
if (in.hasNextInt()) { // 如果输入的除数是整数
num2 = in.nextInt();
if (0 == num2) { // 如果输入的除数是0
System.err.println("输入的除数是0，程序退出。");
System.exit(1);
}
System.out.println(num1+"/"+ num2 +"="+ num1/ num2);
System.out.println("感谢使用本程序！");
} else { // 如果输入的除数不是整数
System.err.println("输入的除数不是整数，程序退出。");
System.exit(1);
}
}
}
if-else语句进行异常处理，有很多缺点：代码臃肿、异常处理代码占用时间精力，影响开发效率、很难列举所有的异常情况、影响代码可读性
二、Java异常体系结构
异常在Java中被封装成了各种异常类，所有的异常类都是Throwable类的子类，它派生了2个子类：Error类和Exception类。
1）Error类：表示依靠程序本身无法恢复的严重错误，如内存溢出、动态链接失败、虚拟机错误等。出现这种错误，应尽力使应用程序安全退出
2）Exception类：有java程序抛出和处理的非严重性错误，如算数运算出错、数组下标越界等。Exception类又可分为2大类异常：
1.运行时异常：包括RuntimeException及其所有子类，如算数异常ArithmeticException
2.Checked异常（非运行时异常）：除了运行时异常外的其他从Exception继承来的异常类。
常见异常：
算术异常类：ArithmeticExecption
空指针异常类：NullPointerException
类型强制转换异常：ClassCastException
数组负下标异常：NegativeArrayException
数组下标越界异常：ArrayIndexOutOfBoundsException
违背安全原则异常：SecturityException
文件已结束异常：EOFException
文件未找到异常：FileNotFoundException
字符串转换为数字异常：NumberFormatException
操作数据库异常：SQLException
输入输出异常：IOException
方法未找到异常：NoSuchMethodException
三、Java异常处理机制
1.异常处理：通过5个关键字来实现，try catch finally throw throws
2.使用try-catch处理异常
package cn.yu.exception;
import java.util.Scanner;
/**
* 使用try-catch进行异常处理。
* @author yu
*/
public class Test3 {
public static void main(String[] args) {
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入被除数:");
try {
int num1 = in.nextInt();
System.out.print("请输入除数:");
int num2 = in.nextInt();
System.out.println(num1+"/"+ num2 +"="+ num1/ num2);
System.out.println("感谢使用本程序!");
} catch (Exception e) {
System.err.println("出现错误:被除数和除数必须是整数,除数不能为零。");
e.printStackTrace();
}
}
}
try-catch语句块的执行流程比较简单，首先执行try语句块中代码，这时会有3种情况：
1）try语句块所有代码正常执行完毕，将不会执行catch语句块中代码
2）try语句块在执行过程中出现异常，并且这个异常与catch语句块中声明的异常类型匹配，那么try语句块中剩余代码将被忽略不再执行，而相应的catch语句块中代码将会被执行
3）try语句块在执行过程中出现异常，并且这个异常与catch语句块中声明的异常类型不匹配，那么方法立刻退出
在catch语句块中可以加入用户自定义处理信息，也可以调用异常对象的方法输出异常信息。
常用异常信息打印方法：
1）getMessage(): String 输出异常的描述信息
2）getLocalizedMessage() 输出本地化的描述信息，一般此方法可被子类所覆盖，缺省实现与getMessage()输出信息一致
3）printStackTrace() 将异常栈打印到输出流中，此为一类方法，默认打印到console控制台，也可以显式指定输出流。
4）fillInStackTrace() 将当前的异常栈保存到一个Throwable中，返回这个Throwable。大部分情况下，用在保留异常栈嵌套调用的情况，尝试保留完整的异常栈，无需使用该方法。
3.使用try-catch-finally处理异常
此结构中try必选，catch和finally可选，但后2者必须存在其一。无论是否发生异常，finally语句块总会被执行。
特别注意：
1）即使在catch语句块中存在return语句，finally语句块也会执行，发生异常时执行顺序：try语句块-->catch语句块return之前的语句-->finally语句块-->执行return语句退出
2）finally语句唯一不执行的情况是在异常处理代码中执行了System.exit()退出java虚拟机
package cn.yu.exception;
import java.util.Scanner;
/**
* 使用try-catch-finally进行异常处理。
* @author yu
*/
public class Test4 {
public static void main(String[] args) {
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入被除数:");
try {
int num1 = in.nextInt();
System.out.print("请输入除数:");
int num2 = in.nextInt();
System.out.println(num1+"/"+ num2 +"="+ num1/ num2);
return; //finally语句块仍旧会执行
} catch (Exception e) {
System.err.println("出现错误:被除数和除数必须是整数,除数不能为零。");
//System.exit(1); // finally语句块不执行的唯一情况
return; //finally语句块仍旧会执行
} finally {
System.out.println("感谢使用本程序!");
}
}
}
4.使用多重catch处理异常
可以再try语句块后跟多个catch语句块分别处理不同的异常，但排列顺序必须是从子类到父类，最后一个一般都是Exception类。
package cn.yu.exception;
import java.util.Scanner;
import java.util.InputMismatchException;
/**
* 多重catch块
* @author yu
*/
public class Test6 {
public static void main(String[] args) {
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入被除数:");
try {
int num1 = in.nextInt();
System.out.print("请输入除数:");
int num2 = in.nextInt();
System.out.println(num1+"/"+ num2 +"="+ num1/ num2);
} catch (InputMismatchException e) {
System.err.println("被除数和除数必须是整数。");
} catch (ArithmeticException e) {
System.err.println("除数不能为零。");
} catch (Exception e) { //该异常捕捉在前，报错
System.err.println("其他未知异常。");
} finally {
System.out.println("感谢使用本程序!");
}
}
}
5.使用throws声明抛出异常
如果在一个方法体中抛出了异常，并希望调用者能及时地捕获异常，可以用throws关键字声明某个方法可能抛出的各种异来通知调用者。
通过throws声明异常，若果调用者不知道如何处理异常，可以继续通过throws声明异常，让上一级调用者处理异常。main（）方法声明的异常由Java虚拟机处理。
package cn.yu.exception;
import java.util.Scanner;
/**
* 使用throws声明异常。
* @author yu
*/
public class Test7 {
/**
* 通过try-catch捕获并处理异常。
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
try {
divide();
} catch (Exception e) {
System.err.println("出现错误:被除数和除数必须是整数,除数不能为零");
e.printStackTrace();
}
}
// /**
// * 通过throws继续声明异常。
// */
// public static void main(String[] args) throws Exception { //main（）方法声明的异常由Java虚拟机处理
// divide();
// }
/**
* 输入被除数和除数,计算商并输出。
* @throws Exception
*/
public static void divide() throws Exception {
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入被除数:");
int num1 = in.nextInt();
System.out.print("请输入除数:");
int num2 = in.nextInt();
System.out.println(num1+"/"+ num2 +"="+ num1/ num2);
}
}
6.使用throw抛出异常
除了系统自动抛出异常外，在编程过程中有些问题是体统无法自动发现并解决的，如性别输入不是”男”或“女”，此时要把问题提交给调用者去处理。
可以使用throw关键字来自行抛出异常。
package cn.yu.exception;
/**
* 使用throw在方法内抛出异常。
* @author yu
*/
public class Person {
private String name = "";// 姓名
private int age = 0;// 年龄
private String sex = "男";// 性别
/**
* 设置性别。
* @param sex 性别
* @throws Exception
*/
public void setSex(String sex) throws Exception {
if ("男".equals(sex) || "女".equals(sex))
this.sex = sex;
else {
throw new Exception("性别必须是“男”或者“女”！"); //抛出异常给调用者
}
}
/**
* 打印基本信息。
*/
public void print() {
System.out.println(this.name + "（" + this.sex
+ "，" + this.age + "岁）");
}
}
package com.moreException;
/**
* 捕获throw抛出的异常。
* @author yu
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
try {
person.setSex("Male");
person.print();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
throws和throw区别:
- 作用不同：throw用于程序员自行产生并抛出依会场，throws用于声明该方法内部抛出了异常
- 使用的位置不同: throw位于方法体内部，可以作为单独语句使用；throws必须跟在方法参数列表后面，不能单独使用
- 内容不同：throw抛出一个异常对象，只能是一个；throws后面跟异常类，可以跟多个
7.自定义异常
步骤：
1）定义异常类，并继承Exception类或者RuntimeException类
2）编写异常类的"构造方法"，并继承弗父类的实现
3）实例化自定义异常对象，并在程序汇总使用throw抛出
package com.moreException;
/*
* 自定义异常类
*/
public class GenderException extends Exception{
//构造方法（常用4种）
// public GenderException() {
// super();
// }
public GenderException(String message) {
super(message);
}
// public GenderException(String message,Throwable cause) {
// super(message,cause);
// }
//
// public GenderException(Throwable cause) {
// super(cause);
// }
}
package com.moreException;
class Person{
private String name=""; //姓名
private int age=0; //年龄
private String sex="男"; //性别
//设置性别
public void setSex(String sex) throws GenderException {
if ("男".equals(sex) || "女".equals(sex))
this.sex = sex;
else {
throw new GenderException("性别必须是“男”或者“女”！");
}
}
//打印基本信息
public void print(){
System.out.println(this.name+"（"+this.sex+"，"+this.age+"岁）");
}
}
public class Test01{
public static void main(String[] args){
Person person = new Person();
try {
person.setSex("Male");
person.print();
} catch (GenderException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
8.异常链
在异常处理时有时会遇到如下情况：A方法调用B方法是B方法却抛出了异常，那么A方法是继续抛出原有的异常还是跑出一个新的异常？JDK1.4退出了异常链，正好解决了这个问题，他虽创建了新的异常，但去却保留了原有异常的信息。
9.使用log4j记录日志
1.如上图，需先引入log4j相关jar包
2.编写log4j.properties文件
- Logger 负责处理日志记录的大部分操作。其语法为：
log4j.rootLogger = [ level ] , appenderName, appenderName, …
其中，level 是日志记录的优先级，分为OFF、FATAL、ERROR、WARN、INFO、DEBUG、ALL或者自定义的级别。Log4j建议只使用四个级别，优先级从高到低分别是ERROR、WARN、INFO、DEBUG。通过在这里定义的级别，您可以控制到应用程序中相应级别的日志信息的开关。比如在这里定义了INFO级别，只有等于及高于这个级别的才进行处理，则应用程序中所有DEBUG级别的日志信息将不被打印出来。ALL:打印所有的日志，OFF：关闭所有的日志输出。 appenderName就是指定日志信息输出到哪个地方。可同时指定多个输出目的地。
- 配置日志信息输出目的地 Appender：
Appender 负责控制日志记录操作的输出。其语法为：
log4j.appender.appenderName = fully.qualified.name.of.appender.class
log4j.appender.appenderName.option1 = value1
…
log4j.appender.appenderName.optionN = valueN
这里的appenderName为在第一步里定义的，可任意起名。其中，Log4j提供的appender有以下几种：
org.apache.log4j.ConsoleAppender（控制台），
org.apache.log4j.FileAppender（文件），
org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender（每天产生一个日志文件），
org.apache.log4j.RollingFileAppender（文件大小到达指定尺寸的时候产生一个新的文件），可通过log4j.appender.R.MaxFileSize=100KB设置文件大小，还可通过
log4j.appender.R.MaxBackupIndex=1设置为保存一个备份文件。
org.apache.log4j.WriterAppender（将日志信息以流格式发送到任意指定的地方）
例如：log4j.appender.stdout=org.apache.log4j.ConsoleAppender
定义一个名为stdout的输出目的地，ConsoleAppender为控制台。
- 配置日志信息的格式（布局）Layout
Layout 负责格式化Appender的输出。其语法为：
log4j.appender.appenderName.layout = fully.qualified.name.of.layout.class
log4j.appender.appenderName.layout.option1 = value1
…
log4j.appender.appenderName.layout.optionN = valueN
其中，Log4j提供的layout有以下几种：
org.apache.log4j.HTMLLayout（以HTML表格形式布局），
org.apache.log4j.PatternLayout（可以灵活地指定布局模式），
org.apache.log4j.SimpleLayout（包含日志信息的级别和信息字符串），
org.apache.log4j.TTCCLayout（包含日志产生的时间、线程、类别等等信息）
- 关于格式化日志：
Log4J采用类似C语言中的printf函数的打印格式格式化日志信息，打印参数如下：
%m 输出代码中指定的消息；
%M 输出打印该条日志的方法名；
%p 输出优先级，即DEBUG，INFO，WARN，ERROR，FATAL；
%r 输出自应用启动到输出该log信息耗费的毫秒数；
%c 输出所属的类目，通常就是所在类的全名；
%t 输出产生该日志事件的线程名；
%n 输出一个回车换行符，Windows平台为"rn”，Unix平台为"n”；
%d 输出日志时间点的日期或时间，默认格式为ISO8601，也可以在其后指定格式，比如：%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss,SSS}，输出类似：2015-12-14 16:25:55,921；
%l 输出日志事件的发生位置，及在代码中的行数。
### 设置###
log4j.rootLogger = debug,stdout,D,E
### 输出信息到控制抬 ###
log4j.appender.stdout = org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.stdout.Target = System.out
log4j.appender.stdout.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern = [%-5p] %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss,SSS} method:%l%n%m%n
### 输出DEBUG 级别以上的日志到文件F://logs/debug.log ###
log4j.appender.D = org.apache.log4j.FileAppender
log4j.appender.D.File = F:/logs/debug.log
log4j.appender.D.Append = true
log4j.appender.D.Threshold = DEBUG
log4j.appender.D.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.D.layout.ConversionPattern = %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} [ %t:%r ] - [ %p ] %m%n
### 输出ERROR 级别以上的日志到文件F://logs/error.log ###
log4j.appender.E = org.apache.log4j.FileAppender
log4j.appender.E.File = F://logs/error.log
log4j.appender.E.Append = true
log4j.appender.E.Threshold = ERROR
log4j.appender.E.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.E.layout.ConversionPattern = %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} [ %t:%r ] - [ %p ] %m%n
3.测试代码
package cn.yy;
import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;
import org.apache.log4j.Logger;
/**
* 使用log4j记录日志。
*/
public class TestLog4j {
private static Logger logger=Logger.getLogger(TestLog4j.class.getName());
public static void main(String[] args) {
try {
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入被除数:");
int num1 = in.nextInt();
logger.debug("输入被除数:" + num1);
System.out.print("请输入除数:");
int num2 = in.nextInt();
logger.debug("输入除数:" + num2);
System.out.println(String.format("%d / %d = %d",
num1, num2, num1/ num2));
logger.debug("输出运算结果:" + String.format("%d / %d = %d",
num1, num2, num1 / num2));
} catch (InputMismatchException e) {
logger.error("被除数和除数必须是整数", e);
} catch (ArithmeticException e) {
logger.error(e.getMessage());
} catch (Exception e) {
logger.error(e.getMessage());
} finally {
System.out.println("欢迎使用本程序!");
}
}
}
