Java基础8——异常处理

1、概述

异常是对问题的描述，并封装为类。异常处理是一种程序容错机制，程序在运行过程中，遇到用户或环境中的错误时，要处理这些错误，继续执行。如果不能恢复，至少也给用户一个明确的信息，同时在程序结束前，做好善后工作。

异常将问题进行分组和封装；将常规代码和问题处理代码相分离，方便于阅读；但异常处理也需要更多的时间和资源。一般来说，一个项目中多个类都会发生的共同异常考虑作为一种异常类，多个方法的简单错误最好进行局部处理。try-catch块也最好用来处理不可预料的错误。

Java的异常处理通常有三个操作：

（1）抛出异常：检测到错误的程序可以创建一个合适的异常对象，并抛出。如果是预定义的异常错误，Java虚拟机可以自动创建对象并自动抛出，也可以手动抛出异常对象throw new IlleaglArgumentException(“Wrong Argument”);//无参或带String参数。也可能是调用一个可能会抛出异常的方法而抛出。

（2）声明异常：如果某方法内抛出异常又不在当前方法内处理异常，可以使用throws语句将异常抛出到调用方法中，如果所有方法都选择了抛出此异常，最后Java虚拟机将捕获它，输出相关的错误信息，并终止程序运行。声明异常时，建议声明为更具体的异常，以便处理得更具体。throws使用在方法上，)和{之间，后面跟的异常类可以有多个，用,隔开。

（3）捕获异常：当被调用的方法声明了异常，可以在该方法中继续抛出，也可以在try-catch块中捕获处理它。try中是可能产生异常的代码块，当没有产生异常时，不会执行catch块；try中代码出现异常时，跳过try块中剩余语句，执行catch中的处理方法。

try中的方法声明几个异常，就对应几个catch块，如果多个catch块中异常有继承关系，父类放在最下面。进行catch处理时，要定义具体的处理方式，不要简单写一条输出语句，通常把发生的问题用硬盘文件（异常日志文件）记录下来，维护人员看。可以使用同样的代码处理多个异常，catch (Exception1|Exception2|… e){}，如果要区分这些异常要使用if和instanceof。

处理流程：当try中语句出现问题时，根据描述该问题的类创建对象new AritchmeticException()，抛出被try检测到，正常的执行流程被中断。try把该对象抛给catch，catch中声明的引用变量接收该对象，catch块中的代码被执行以处理异常。执行catch块之后的语句。没有try时，虚拟机调用默认异常处理机制，导致程序停止。

class Div{
	//在方法上通过throws关键词声明该方法可能会出现问题，
	//调用该方法要进行异常处理或声明抛出，否则编译失败
	int div(int a,int b) throws ArithmeticException{
		return a/b;
	}
}

public class ExceptionDemo {

	public static void main(String[] args) {
		Div d=new Div();
		
		try{
			int x=d.div(2,0);//如果变量定义在该代码块，则为局部变量
			System.out.println(x);
		}
		catch(ArithmeticException e){//异常类 变量
			System.out.println("除数为0");
			System.out.println(e.getMessage());//异常信息
			System.out.println(e.toString());//异常名称：异常信息
			e.printStackTrace();//异常名称：异常信息 异常出现位置
			//JVM默认的异常处理机制，就在调用该方法，打印异常堆栈的跟踪信息
		}
		System.out.println("over");
	}
}

finally代码块，定义一定会执行的代码，常用于关闭资源。finally只有一种情况不会执行，即之前执行到System.exit(0);JVM结束。return语句之后还会执行。

public void method() throws NoException{//数据库操作	
	try{
		//连接数据库;
		//数据操作; //throw new SQLException();
	}catch(SQLException e){
		//对数据库进行异常处理，不抛，数据库的问题内部解决
		throw new NoException(); //告知调用者结果
		//非本功能异常，将该异常产生的问题提供出去，让调用者解决
	}finally{
		//关闭数据库; //无论数据操作是否成功，一定会关闭资源
	}
}

模块化开发：一个负责数据的部分，一个负责数据库部分，谁出现问题谁处理，不需要对外暴露细节，只告诉对方结果，暴露对方能处理的问题（重新抛出异常）。

组合try-catch、try-catch-finally、try-finally（一个方法中出现了异常，但并不处理，此时需要关资源）。

2、异常类型

异常是对象，采用类来定义，异常的根类是java.lang.Throwable。根据错误的严重程度不同，分为系统错误（Error类）和异常（Exception类），二者是Throwable类的两个已知直接子类。错误是致命性的，程序无法处理，只能通知用户以及终止程序；异常，可编写程序进行捕获和处理。

运行时异常（RuntimeException类）是Exception的一个特殊的子类异常，描述程序设计错误。RuntimeException类的最常见子类有ArithmeticException（除0）、NullPointerException（通过null访问对象）、ArrayIndexOutOfBoundsException（数组下标越界）等。

异常通常被分为两种，检查型异常和非检查型异常。Exception及其子类是编译时被检测的，当函数内部出现throw抛出异常对象（手动或自动），必须在方法上声明抛出异常（捕获到的异常本功能处理不了）或在内部try-catch处理，处理完继续运行。Error和RuntimeException及其子类是编译时不被检测的运行时异常，通常由Java虚拟机抛出。如果在方法内抛出该异常，方法上可以不声明，即使声明，调用者也不用处理。当该异常发生，程序会停止，需要修正代码（逻辑错误），如果处理，问题就被隐藏。

不要求处理免检异常的原因：引发RuntimeException的操作在Java应用程序中频繁出现，若经常检查，整个程序中会有大量的try-catch块；它们表示的问题不一定作为异常处理，如name.equals(“yaocong”);如果name指向null会发生空指针异常，除了抛出还有更好的解决办法，”yaocong”.equals(name);//if(name!=null&& name.equals(“yaocong”))。

3、创建自定义异常类

项目中会出现特有问题，这些问题并未被java所描述并封装进对象。进行自定义的异常封装。自定义异常类必须派生自Throwable及其子类Exception、RuntimeException等，可抛性是Throwable体系独有特点，只有这个体系中的类和对象才可以被throw和throws。自定义异常时，如果该异常的发生使运算无法继续进行，就让自定义异常继承RuntimeException。

定义异常信息时通过访问父类的构造方法super(String msg)，通过getMessage方法获取自定义的异常信息msg。因为父类Throwable中有带参数msg的构造函数，msg为私有变量，getMessage返回msg。

class NegativeException extends Exception{//1
	private int value;
	
	public NegativeException(String msg){
		super(msg);//5
	}
	/*
	private String msg;
	public NegativeException(String msg){
		this.msg=msg;
	}
	@Override
	public String getMessage(){
		return msg;
	}
	*/
	public NegativeException(String msg,int value){//6
		super(msg);
		this.value=value;
	}
	
	public int getValue(){//特有方法
		return value;
	}
}

class Div{
	int div(int a,int b) throws NegativeException{//3
		if(b<0)
			throw new NegativeException("/ by negative number",b);//2
		
		return a/b;
	}
}

public class ExceptionDemo {

	public static void main(String[] args) {
		Div d=new Div();
		
		try{//4
			int x=d.div(2,-1);
			System.out.println(x);
		}
		catch(NegativeException e){
			System.out.println(e.toString());
			System.out.println("Negetive number:"+e.getValue());
		}
	}
}

4、异常与覆盖

子类在覆盖父类中的方法时，只能抛出该方法异常的子集。如果子类方法有新异常，必须在内部进行异常处理。因为一个通用的父类可以派生出各种异常类，如果一个catch块可以捕获父类的异常对象，就能捕获该父类所有子类的异常对象（多态），所以子类可以抛出父类方法的子集，都可以被父类异常变量捕获，父类catch块也要写在子类之后。

class AException extends Exception{
}
class BException extends AException{
}
class CException extends Exception{
}

class Fu{
	void show() throws AException{
		
	}
}

class Test{//不能处理后期产生的新异常
	void function(Fu f){
		try{
			f.show();
		}catch(AException e){
			
		}
	}
}

class Zi extends Fu{
	void show() throws CException{
		//子类有新异常只能在内部处理，不能throws
	}
}

class Demo{
	public static void main(String[] args) {
		Test t=new Test();
		t.function(new Zi());
	}
}