异常
1. 异常
1.1 异常概念
异常,就是不正常的意思。在生活中:医生说,你的身体某个部位有异常,该部位和正常相比有点不同,该部位的功能将受影响.在程序中的意思就是:
- 异常 :指的是程序在执行过程中,出现的非正常的情况,最终会导致JVM的非正常停止。
在Java等面向对象的编程语言中,异常本身是一个类,产生异常就是创建异常对象并抛出了一个异常对象。Java处理异常的方式是中断处理。
异常指的并不是语法错误,语法错了,编译不通过,不会产生字节码文件,根本不能运行.
1.2 异常体系
异常机制其实是帮助我们找到程序中的问题,异常的根类是java.lang.Throwable
,其下有两个子类:java.lang.Error
与java.lang.Exception
,平常所说的异常指java.lang.Exception
。
Throwable体系:
- Error:严重错误Error,无法通过处理的错误,只能事先避免,好比绝症。
- Exception:表示异常,异常产生后程序员可以通过代码的方式纠正,使程序继续运行,是必须要处理的。好比感冒、阑尾炎。
Throwable中的常用方法:
-
public void printStackTrace()
:打印异常的详细信息。包含了异常的类型,异常的原因,还包括异常出现的位置,在开发和调试阶段,都得使用printStackTrace。
-
public String getMessage()
:获取发生异常的原因。提示给用户的时候,就提示错误原因。
-
public String toString()
:获取异常的类型和异常描述信息(不用)。
出现异常,不要紧张,把异常的简单类名,拷贝到API中去查。
1.3 异常分类
我们平常说的异常就是指Exception,因为这类异常一旦出现,我们就要对代码进行更正,修复程序。
异常(Exception)的分类:根据在编译时期还是运行时期去检查异常?
- 编译时期异常:checked异常。在编译时期,就会检查,如果没有处理异常,则编译失败。(如日期格式化异常)
- 运行时期异常:runtime异常。在运行时期,检查异常.在编译时期,运行异常不会编译器检测(不报错)。(如数学异常)
1.4 异常的产生过程解析
先运行下面的程序,程序会产生一个数组索引越界异常ArrayIndexOfBoundsException。我们通过图解来解析下异常产生的过程。
工具类
public class ArrayTools { // 对给定的数组通过给定的角标获取元素。 public static int getElement(int[] arr, int index) { int element = arr[index]; return element; }}
测试类
public class ExceptionDemo { public static void main(String[] args) { int[] arr = { 34, 12, 67 }; intnum = ArrayTools.getElement(arr, 4) System.out.println("num=" + num); System.out.println("over"); }}
上述程序执行过程图解:
1.5 抛出异常throw
在编写程序时,我们必须要考虑程序出现问题的情况。比如,在定义方法时,方法需要接受参数。那么,当调用方法使用接受到的参数时,首先需要先对参数数据进行合法的判断,数据若不合法,就应该告诉调用者,传递合法的数据进来。这时需要使用抛出异常的方式来告诉调用者。
在java中,提供了一个throw关键字,它用来抛出一个指定的异常对象。那么,抛出一个异常具体如何操作呢?
-
创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。
-
需要将这个异常对象告知给调用者。怎么告知呢?怎么将这个异常对象传递到调用者处呢?通过关键字throw就可以完成。throw 异常对象。
throw用在方法内,用来抛出一个异常对象,将这个异常对象传递到调用者处,并结束当前方法的执行。
使用格式:
throw new 异常类名(参数);
例如:
throw new NullPointerException("要访问的arr数组不存在");throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("该索引在数组中不存在,已超出范围");
学习完抛出异常的格式后,我们通过下面程序演示下throw的使用。
public class ThrowDemo { public static void main(String[] args) { //创建一个数组 int[] arr = {2,4,52,2}; //根据索引找对应的元素 int index = 4; int element = getElement(arr, index); System.out.println(element); System.out.println("over"); } public static int getElement(int[] arr,int index){ //判断 索引是否越界 if(index<0 || index>arr.length-1){ throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("哥们,角标越界了```"); } int element = arr[index]; return element; }}
注意:如果产生了问题,我们就会throw将问题描述类即异常进行抛出,也就是将问题返回给该方法的调用者。
那么对于调用者来说,该怎么处理呢?一种是进行捕获处理,另一种就是继续讲问题声明出去,使用throws声明处理。
1.6 声明异常throws
声明异常:将问题标识出来,报告给调用者。如果方法内通过throw抛出了编译时异常,而没有捕获处理(稍后讲解该方式),那么必须通过throws进行声明,让调用者去处理。
关键字throws运用于方法声明之上,用于表示当前方法不处理异常,而是提醒该方法的调用者来处理异常(抛出异常).
声明异常格式:
修饰符 返回值类型 方法名(参数) throws 异常类名1,异常类名2…{ }
声明异常的代码演示:
public class ThrowsDemo { public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException { read("a.txt"); } // 如果定义功能时有问题发生需要报告给调用者。可以通过在方法上使用throws关键字进行声明 public static void read(String path) throws FileNotFoundException { if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 // 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常 throw throw new FileNotFoundException("文件不存在"); } }}
throws用于进行异常类的声明,若该方法可能有多种异常情况产生,那么在throws后面可以写多个异常类,用逗号隔开。
public class ThrowsDemo2 { public static void main(String[] args) throws IOException { read("a.txt"); } public static void read(String path)throws FileNotFoundException, IOException { if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 // 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常 throw throw new FileNotFoundException("文件不存在"); } if (!path.equals("b.txt")) { throw new IOException(); } }}
1.7 捕获异常try…catch
如果异常出现的话,会立刻终止程序,所以我们得处理异常:
- 该方法不处理,而是声明抛出,由该方法的调用者来处理(throws)。
- 在方法中使用try-catch的语句块来处理异常。
try-catch的方式就是捕获异常。
- 捕获异常:Java中对异常有针对性的语句进行捕获,可以对出现的异常进行指定方式的处理。
捕获异常语法如下:
try{ 编写可能会出现异常的代码}catch(异常类型 e){ 处理异常的代码 //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常}
try:该代码块中编写可能产生异常的代码。
catch:用来进行某种异常的捕获,实现对捕获到的异常进行处理。
注意:try和catch都不能单独使用,必须连用。
演示如下:
public class TryCatchDemo { public static void main(String[] args) { try {// 当产生异常时,必须有处理方式。要么捕获,要么声明。 read("b.txt"); } catch (FileNotFoundException e) {// 括号中需要定义什么呢? //try中抛出的是什么异常,在括号中就定义什么异常类型 System.out.println(e); } System.out.println("over"); } public static void read(String path) throws FileNotFoundException { if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 // 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常 throw throw new FileNotFoundException("文件不存在"); } }}
如何获取异常信息:
Throwable类中定义了一些查看方法:
-
public String getMessage()
:获取异常的描述信息,原因(提示给用户的时候,就提示错误原因。 -
public String toString()
:获取异常的类型和异常描述信息(不用)。 -
public void printStackTrace()
:打印异常的跟踪栈信息并输出到控制台。
包含了异常的类型,异常的原因,还包括异常出现的位置,在开发和调试阶段,都得使用printStackTrace。
在开发中呢也可以在catch将编译期异常转换成运行期异常处理。
多个异常使用捕获又该如何处理呢?
- 多个异常分别处理。
- 多个异常一次捕获,多次处理。
- 多个异常一次捕获一次处理。
一般我们是使用一次捕获多次处理方式,格式如下:
try{ 编写可能会出现异常的代码}catch(异常类型A e){ 当try中出现A类型异常,就用该catch来捕获. 处理异常的代码 //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常}catch(异常类型B e){ 当try中出现B类型异常,就用该catch来捕获. 处理异常的代码 //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常}
注意:这种异常处理方式,要求多个catch中的异常不能相同,并且若catch中的多个异常之间有子父类异常的关系,那么子类异常要求在上面的catch处理,父类异常在下面的catch处理。
1.8 finally 代码块
finally:有一些特定的代码无论异常是否发生,都需要执行。另外,因为异常会引发程序跳转,导致有些语句执行不到。而finally就是解决这个问题的,在finally代码块中存放的代码都是一定会被执行的。
什么时候的代码必须最终执行?
当我们在try语句块中打开了一些物理资源(磁盘文件/网络连接/数据库连接等),我们都得在使用完之后,最终关闭打开的资源。
finally的语法:
try…catch…finally:自身需要处理异常,最终还得关闭资源。
注意:finally不能单独使用。
比如在我们之后学习的IO流中,当打开了一个关联文件的资源,最后程序不管结果如何,都需要把这个资源关闭掉。
finally代码参考如下:
public class TryCatchDemo4 { public static void main(String[] args) { try { read("a.txt"); } catch (FileNotFoundException e) { //抓取到的是编译期异常 抛出去的是运行期 throw new RuntimeException(e); } finally { System.out.println("不管程序怎样,这里都将会被执行。"); } System.out.println("over"); } public static void read(String path) throws FileNotFoundException { if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 // 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常 throw throw new FileNotFoundException("文件不存在"); } }}
当只有在try或者catch中调用退出JVM的相关方法,此时finally才不会执行,否则finally永远会执行。
1.9 异常注意事项
- 运行时异常被抛出可以不处理。即不捕获也不声明抛出。
- 如果父类抛出了多个异常,子类覆盖父类方法时,只能抛出相同的异常或者是他的子集。
- 父类方法没有抛出异常,子类覆盖父类该方法时也不可抛出异常。此时子类产生该异常,只能捕获处理,不能声明抛出
- 当多异常处理时,捕获处理,前边的类不能是后边类的父类
- 在try/catch后可以追加finally代码块,其中的代码一定会被执行,通常用于资源回收。
1.10 概述
为什么需要自定义异常类:
我们说了Java中不同的异常类,分别表示着某一种具体的异常情况,那么在开发中总是有些异常情况是SUN没有定义好的,此时我们根据自己业务的异常情况来定义异常类。,例如年龄负数问题,考试成绩负数问题。
在上述代码中,发现这些异常都是JDK内部定义好的,但是实际开发中也会出现很多异常,这些异常很可能在JDK中没有定义过,例如年龄负数问题,考试成绩负数问题.那么能不能自己定义异常呢?
什么是自定义异常类:
在开发中根据自己业务的异常情况来定义异常类.
自定义一个业务逻辑异常: LoginException。一个登陆异常类。
异常类如何定义:
- 自定义一个编译期异常: 自定义类 并继承于
java.lang.Exception
。 - 自定义一个运行时期的异常类:自定义类 并继承于
java.lang.RuntimeException
。
1.11 自定义异常的练习
要求:我们模拟登陆操作,如果用户名已存在,则抛出异常并提示:亲,该用户名已经被注册。
首先定义一个登陆异常类LoginException:
// 业务逻辑异常public class LoginException extends Exception { public LoginException() { } public LoginException(String message) { super(message); }}
模拟登陆操作,使用数组模拟数据库中存储的数据,并提供当前注册账号是否存在方法用于判断。
public class Demo { // 模拟数据库中已存在账号 private static String[] names = {"bill","hill","jill"}; public static void main(String[] args) { //调用方法 try{ // 可能出现异常的代码 checkUsername("nill"); System.out.println("注册成功");//如果没有异常就是注册成功 } catch(LoginException e) { //处理异常 e.printStackTrace(); } } //判断当前注册账号是否存在 //因为是编译期异常,又想调用者去处理 所以声明该异常 public static boolean checkUsername(String uname) throws LoginException { for (String name : names) { if(name.equals(uname)){//如果名字在这里面 就抛出登陆异常 throw new LoginException("亲"+name+"已经被注册了!"); } } return true; }}
后记
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