Java基礎——異常處理

異常,說起來,就是一張圖,5個關鍵字。

一張圖,

image.png

5個關鍵字

  • try
  • catch
  • finally
  • throw
  • throws

Java的異常捕獲機制是怎么處理異常的?
要出捕獲,要么拋出


一、異常

異常是程序運行過程中出現的錯誤。
Java把異常當作對象來處理,并定義一個基類java.lang.Throwable作為所有異常的父類。

異常主要分類兩類,一類是 Error,另一類是 Exception
Exception有兩個子類,一個是 RuntimeException,另一種是 非運行時異常,比如IOException。

接下來就說說說上面出現的這幾個東西

  • Throwable
    異常和錯誤的爹,錯的都是他

  • Error
    Error是程序無法處理的錯誤,比如OutOfMemoryError、ThreadDeath等。這些異常發生時,Java虛擬機(JVM)一般會選擇線程終止。
    就好像,你走路走著走著,前方的路塌了,你能怎么辦,無計可施。

  • Exception
    Exception是程序本身可以處理的異常,這種異常分兩大類運行時異常和非運行時異常。

    • 運行時異常 RuntimeException
      運行時異常都是RuntimeException類及其子類。叫運行時異常嘛,運行時發生的異常,RuntimeException是我們程序開發中需要重點處理的異常
      如NullPointerException、 IndexOutOfBoundsException等,這些異常是不檢查異常,程序中可以選擇捕獲處理,也可以不處理。這些異常一般是由程序邏輯錯誤引 起的,程序應該從邏輯角度盡可能避免這類異常的發生。
  • 非運行時異常/檢查性異常/檢查異常/編譯異常
    (非運行時異常,叫法有點多)
    一個異常,如果不是運行異常,那么他就是 非運行時異常。
    比如如IOException、SQLException等以及用戶自定義的Exception異常。這些異常在編譯時就會報錯,我們必須處理,想不處理都不行。

二、5個關鍵字

Java異常處理涉及到五個關鍵字,分別是:try、catch、finally、throw、throws。

我們先來看一下

    try{       
        //(嘗試運行的)程序代碼     
        }catch(異常類型 異常的變量名){       
            //異常處理代碼     
        }
        // finally 不是必須的
        finally{       
            //異常發生,方法返回之前,總是要執行的代碼     
        }
    }

1、try

try語句塊,表示要嘗試運行代碼,try語句塊中代碼受異常監控,其中代碼發生異常時,會拋出異常對象。

2、catch

  • catch語句塊會捕獲try代碼塊中發生的異常并在其代碼塊中做異常處理,catch語句帶一個Throwable類型的參數,表示可捕獲異常類型。
  • 當 try中出現異常時,catch會捕獲到發生的異常,并和自己的異常類型匹配,若匹配,則執行catch塊中代碼,并將catch塊參數指向所拋的異常對象。
  • catch語句可以有多個,用來匹配多個中的一個異常,一旦匹配上后,就不再嘗試匹配別的catch塊了。

通過異常對象可以獲取異常發生時完整的 JVM堆棧信息,以及異常信息和異常發生的原因等。

3、finally

finally語句塊是緊跟catch語句后的語句塊,這個語句塊總是會在方法返回前執行,而不管是否try語句塊是否發生異常。

比如我們tr……catch IO輸入輸出的異常,那么我們可以在finally里面把流給關閉。

目的是給程序一個補救的機會。這樣做也體現了Java語言的健壯性。

示例代碼1 運行時異常
我們先來看一段代碼,用0做除數,會拋異常

public class ThrowableTest {
    public static void main(String[] args) {    
        int a = 3;
        int b = 0;
        // 0如果做除數會拋異常
        System.out.println("result: "+a/b);
    }
}

運行拋會異常

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
    at TrowTest.ThrowableTest.main(ThrowableTest.java:8)

這里拋出的異常是運行時異常,在編譯的時候不會出現。必須我們程序員自己在編碼做預防處理,比如用異常捕獲機制try……catch
.
.
示例代碼2 異常捕獲機制

public class ThrowableTest {
    public static void main(String[] args) {    
        int a = 3;
        int b = 0;
        try {
            // 0如果做除數會拋異常
            System.out.println("result: " + a / b);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("捕獲到異常: " + e.toString());
        }
    }
}

運行結果:

捕獲到異常: java.lang.ArithmeticException: / by zero

異常被我們捕獲了,程序沒奔潰,正常運行。

.
.

try,catch和finally的使用注意點

  • 1、try、catch、finally三個語句塊均不能單獨使用
    三者可以組成

    • try...catch...finally、
    • try...catch、
    • try...finally
      三種結構。

    catch語句可以有一個或多個,finally語句最多一個。

  • 2、try、catch、finally三個代碼塊中變量的作用域為代碼塊內部,分別獨立而不能相互訪問。如果要在三個塊中都可以訪問,則需要將變量定義到這些塊的外面。

  • 3、多個catch塊時候,只會匹配其中一個異常類并執行catch塊代碼,而不會再執行別的catch塊,并且匹配catch語句的順序是由上到下。

throws

throws表示什么

  • 當一個方法參數列表之后throws Exception,用來聲明方法可能會拋出某些異常,那么調用該方法的地方就必須try……catch捕獲異常,否則編譯不通過。

throws什么時候用呢

  • 如果一個方法中某些代碼有可能造成某種異常,但是并不確定怎么處置,那么這個方法應該聲明拋出異常,表示該方法不對這些異常進行處理,有調用者進行著。

  • 如果調用者也無法處理這些異常,那么應該繼續拋出throws,如果一層層往上throws,那么這個異常會最終達到main方法,到了main就終止了,JVM肯定會讓你處理,這樣編譯就可以通過了。
    (如果你異常一致背向上拋到了main方法,你main方法從語法上其實也可以也throws Exception,da你是這么做就沒意義了,跑出來干嘛,一點意思都沒有了,一旦異常就奔潰了)

  • 當方法的調用者無力處理該異常的時候,應該繼續拋出,而不是隨隨便便在catch塊中打印一下堆棧信息做個勉強處理。當然,有能力處理的應該及時處理。

throw

throw關鍵字是用于方法體內部(語句拋出),用來拋出一個Throwable類型的異常。

  • 如果我們在方法里面的語句throw一個異常,那么分兩種情況
    • 1、在方法內部對應 throw 異常的語句我們進行try……catch,那么異常就會在當前方法被處理,這沒什么問題。
    • 2、在方法內部對應 throw 異常的語句我們沒有進行try……catch,那么在當前方法我們用throws Exception,不然拋出這個異常沒人接,就不好了。
      (只throw,不try……catch也不throws特可以,但是這樣沒意思一點)
  • 如果throw的是自定義異常,那么就必須 內部捕獲異常 或者 throw Exception

.
.

示例代碼 throws

public class Test {
    static String abc = null;
    public static void main(String[] args) {
        try {// 因為show() throws Exception,所以調用者 try……catch,不然編譯不通過
            show(abc);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    private static void show(String s) throws Exception{
        //這句代碼會引發 java.lang.NullPointerException
        s.toString(); 
        
    }
}

輸出

java.lang.NullPointerException
    at TrowTest.Test.show(Test.java:14)
    at TrowTest.Test.main(Test.java:7)

如上,我們在show方法 throws Exceptionthrows Exception了,所以調用者就藝try……catch
.
.

代理示例 throw 出 運行時異常

public class ThrowableTest {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 3;
        int b = 0;
        System.out.println("result:  "+divisionNum(a, b));
    }
    
    private static  int divisionNum(int n1,int n2){
        try {
            if (n2 == 0) {
                throw new ArithmeticException("在方法內的語句 throw 拋出運行時異常");
            } 
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("捕獲異常  "+e.toString());
        }
        return n1/n2;
    }
}

運行結果,運行失敗拋異常

Exception in thread "main" 捕獲異常  java.lang.ArithmeticException: 在方法內的語句 throw 拋出運行時異常
java.lang.ArithmeticException: / by zero
    at TrowTest.ThrowableTest.divisionNum(ThrowableTest.java:18)
    at TrowTest.ThrowableTest.main(ThrowableTest.java:7)


.
.

自定義異常

ToMinException

public class ToMinException extends Exception {
    public ToMinException(String msg)  
    {  
        super(msg);  
    }  
}

.
.
ToMaxException

public class ToMaxException extends Exception {
    public ToMaxException(String msg)  
    {  
        super(msg);  
    }  
}

.
.
Test

public class Test {
    
    public static void main(String[] args) {
        Test test = new Test();
        try {
            test.simpleAdd10to20(8, 17);
        } catch (ToMinException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("捕獲到的異常信息  toString()   :"+e.toString());
            System.out.println("捕獲到的異常信息:getMessage()  "+e.getMessage());
        }catch(ToMaxException e){
            e.printStackTrace();
            System.out.println("捕獲到的異常信息  toString()   :"+e.toString());
            System.out.println("捕獲到的異常信息:getMessage()  "+e.getMessage());
        }
        
        //getMessage() //輸出異常的信息 
        // printStackTrace() //輸出導致異常更為詳細的信息 
        
    }
    
    // 這個方法只允許大于10,和小于20的數字,我們違反規則的數拋異常(僅為演示)
    private int simpleAdd10to20(int a,int b) throws ToMinException,ToMaxException{
        if(a>10 || b>10){
            throw new ToMinException("不能有小于10 的參數");
        }
        
        if(a>20 || b>20){
            throw new ToMaxException("不能有大于20 的參數");
        }
        return a+b;
    }
}

輸出:

TrowTest.ToMinException: 不能有小于10 的參數
    at TrowTest.Test.simpleAdd10to20(Test.java:27)
    at TrowTest.Test.main(Test.java:8)
捕獲到的異常信息  toString()   :TrowTest.ToMinException: 不能有小于10 的參數
捕獲到的異常信息:getMessage()  不能有小于10 的參數

以上演示完自定義異常了。

最后我們順便說一下幾個關于異常的方法:
e.printStackTrace();
是打印異常的堆棧信息,指明錯誤原因,其實當發生異常時,通常要處理異常,這是編程的好習慣,所以e.printStackTrace()可以方便你調試程序!

e.toString()
具體哪個異常類哪個方法,具體異常提示是什么

e.getMessage()
最簡要的異常內容提示

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