[Java基础]7. Java异常处理机制

文章目录

[Java基础]7. Java异常处理机制

一、Java异常体系

异常的产生过程解析

二、异常的处理

1. 抛出异常throw

Objects类中的非空判断

2. 声明异常throws

throw 和 throws 的区别小结

3. 捕获异常try…catch

Exception类的常用方法

4. finally 代码块

finally 代码块与return语句

5. 多异常捕获

三、自定义异常
四、例题

一、Java异常体系

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。
Error错误，一般是指与虚拟机相关的问题，如系统崩溃、虚拟机错误、动态链接失败等，这种错误无法恢复或不可能捕获，将导致应用程序中断。通常应用程序无法处理这些错误，因此应用程序不应该试图使用catch块来捕获Error对象。在定义该方法时，也无须在其throws子句中声明该方法可能抛出Error及其任何子类。

在这里插入图片描述

Error
VirtulMachineError：虚拟机错误异常；OutOfMemoryError：内存溢出；StackOverFlowError：堆栈溢出
AWTError：AWT是使用操作系统中的图形函数的抽象窗口工具，AWT组件出错

Exception
Java的异常被分为两大类：Checked异常和Runtime异常（运行时异常）。

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)
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)

常见的可检查异常如下：IOException：IO错误；EOFExcption：文件已结束异常；FileNotFound：文件未找到异常；SocketException：Socket异常；SQLException：SQL数据库异常。

RuntimeException运行时异常，又称"不可查异常"。其特点是Java编译器不会主动去检查。常见的运行时异常如下：
NullPointerException：空指针异常；ClassNotFoundException：类未找到异常；IllegalArgumentException：非法参数异常；ArrayIndexOutOfBoundsException：数组索引越界异常；ArithmeticException：算术异常。

只有Java语言提供了Checked异常，Java认为Checked异常都是可以被处理（修复）的异常，所以Java程序必须显式处理Checked异常。如果程序没有处理Checked异常，该程序在编译时就会发生错误，无法通过编译。Runtime异常无须显式声明抛出。

异常的产生过程解析

在这里插入图片描述

二、异常的处理

Java异常处理的五个关键字：try、catch、finally、throw、throws。
Java异常处理机制为：抛出异常，捕获异常，处理异常。

1. 抛出异常throw

throw用在方法内，后面接一个异常对象，使用格式为throw new 异常类名(参数)，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throw语句在程序中自行抛出异常，throw语句可以单独使用，throw语句抛出的不是异常类，而是一个异常实例，而且每次只能抛出一个异常实例。

在java中，提供了一个throw关键字，Throw用来抛出一个指定的异常对象。从而可以

创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。

通过关键字throw就可以将这个异常对象告知给调用者，还可以将这个异常对象传递到调用者处。

//判断数组下标越界
if(index<0 || index>arr.length-1){
     throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("数组越界");
}

Objects类中的非空判断

Objects类由一些静态的实用方法组成，这些方法是null-save（空指针安全的）或null-tolerant（容忍空指针的），因为在它的源码中，对对象为null的值进行了抛出异常操作。

public static <T> T requireNonNull(T obj) {
    if (obj == null)
      	throw new NullPointerException();
    return obj;
}

2. 声明异常throws

对于调用者来说，该怎么处理异常呢？一种是进行捕获处理，另一种就是继续将问题声明出去，使用throws声明处理。

关键字throws运用于方法声明之上,throws格式为修饰符返回值类型方法名(参数) throws 异常类名1,异常类名2…{ }，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)。
如果main方法也不知道如何处理这种类型的异常，也可以使用throws声明抛出异常，该异常将交给JVM处理。JVM对异常的处理方法是，打印异常的跟踪栈信息，并中止程序运行。

public class ThrowsDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        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, IOException {
        if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是a.txt这个文件 
            throw new FileNotFoundException("文件不存在");
        }
        if (!path.equals("b.txt")) {
            throw new IOException();
        }
    }
}

throw 和 throws 的区别小结

throw：

1、表示方法内抛出某种异常对象
2、如果异常对象是非RuntimeException 则需要在方法申明时加上该异常的抛出即需要加上 throws 语句或者在方法体内 try catch 处理该异常，否则编译报错
3、执行到 throw语句则后面的语句块不再执行

throws：

1、方法的定义上使用 throws 表示这个方法可能抛出某种异常
2、需要由方法的调用者进行异常处理

3. 捕获异常try…catch

try {
	//编写可能会出现异常的代码
} catch(异常类1 e1) {
	//记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
} catch(异常类2 e2) {
	//异常处理代码1
}
...
catch(异常类n en) {
	//异常处理代码n
}

在使用try…catch捕获处理异常时需要注意：

不要过度使用异常，不能使用异常处理机制来代替正常的流程控制语句
异常捕获时，一定要先捕获小异常，再捕获大异常。否则小异常将无法被捕获
避免出现庞大的try块
避免使用catch(Exception e){}
不要忽略异常
try和catch都不能单独使用,必须连用。

如何获取异常信息：

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。
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。

Exception类的常用方法

方法名	说明	返回值
`fillInStackTrace()`	在异常堆栈跟踪中填充。	Throwable
`getCause()`	返回此 throwable 的 cause	Throwable
`getLocalizedMessage()`	创建此 throwable 的本地化描述。	String
`getMessage()`	返回此 throwable 的详细消息字符串。	String
`getStackTrace()`		StackTraceElement[]
`initCause(Throwable cause)`	将此 throwable 的 cause 初始化为指定值。	Throwable
`printStackTrace()`	将此 throwable 及其追踪输出至标准错误流。	void
`printStackTrace(PrintStream s)`		void
`printStackTrace(PrintWriter s)`		void
`setStackTrace(StackTraceElement[] stackTrace)`		void
`toString()`	返回此 throwable 的简短描述。	String

4. 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。

当只有在try或者catch中调用退出JVM的相关方法(如System.exit(0)),此时finally才不会执行,否则finally永远会执行。

finally 代码块与return语句

在try块或catch块中遇到return语句时，finally语句块将在方法返回之前被执行，另外finally语句中也可以有return语句，但是尽量避免有return语句（会报警告）。

5. 多异常捕获

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。

异常注意小结：

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finally有return语句,永远返回finally中的结果。
如果父类抛出了多个异常,子类重写父类方法时,抛出和父类相同的异常或者是父类异常的子类或者不抛出异常。
父类方法没有抛出异常，子类重写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。

多个异常一次捕获一次处理：在使用一个catch块捕获多种类型的异常时需要注意：

捕获多种类型的异常时，多种异常类型之间用竖线（|）隔开。
捕获多种类型的异常时，异常变量有隐式的final修饰，因此程序不能对异常变量重新赋值。

三、自定义异常

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。

定义异常类时通常需要提供两个构造器：一个是无参数的构造器；另一个是带个字符串参数的构造器，这个字符串将作为该异常对象的描述信息（也就是异常对象的getMessage()方法的返回值）

public class CustomException {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			shang(5,0);
		} catch (DivideNegativeException e) {//捕获自定义异常
			e.printStackTrace();
		} catch (DivideZeroException e) {//捕获自定义异常
			e.printStackTrace();
		}
	}
	public static int shang(int x, int y)
		throws DivideNegativeException, DivideZeroException {
		if (y < 0) {
			throw new DivideNegativeException("您输入的除数是" + y + ", 除数不能为负数!");// 抛出自定义DivideNegativeException异常
		}
		if (y == 0) {
			throw new DivideZeroException("您输入的除数是" + y + ", 除数不能为 0!"); // 抛出自定义DivideZeroException异常
		}
		int m = x / y;
		return m;
	}
}

/**
* 自定义除0异常
*/
class DivideZeroException extends Exception {
	private static final long serialVersionUID = 1L;
	// 1、提供一个无参构造器
	public DivideZeroException() {
	}
	// 2、带一个字符串参数的构造器
	public DivideZeroException(String msg) {
		super(msg);
		// System.out.println("处理异常");
	}
}
/**
* 自定义除负数异常
*/
class DivideNegativeException extends Exception {
	private static final long serialVersionUID = 1L;
	public DivideNegativeException() {
	}
	public DivideNegativeException(String msg) {
		super(msg);
	}
}

四、例题

package com.gx.Expetion;

public class TestException {
	public TestException() {
	}
	boolean testEx() throws Exception {
		boolean ret = true;
		try {
			ret = testEx1();
		} catch (Exception e) {
			System.out.println("testEx, catch exception");
			ret = false;
			throw e;
		} finally {
			System.out.println("testEx, finally; return value=" + ret);
			return ret;
		}
	}
 
	boolean testEx1() throws Exception {
		boolean ret = true;
		try {
			ret = testEx2();
			if (!ret) {
				return false;
			}
			System.out.println("testEx1111, at the end of try");
			return ret;
		} catch (Exception e) {
			System.out.println("testEx1111, catch exception");
			ret = false;
			throw e;
		} finally {
			System.out.println("testEx1111, finally; return value=" + ret);
			return ret;
		}
	}
 
	boolean testEx2() throws Exception {
		boolean ret = true;
		try {
			int b = 12;
			int c;
			for (int i = 2; i >= -2; i--) {
				c = b / i;
				System.out.println("i=" + i);
			}
			return true;
		} catch (Exception e) {
			System.out.println("testEx2222, catch exception");
			ret = false;
			throw e;
		} finally {
			System.out.println("testEx2222, finally; return value=" + ret);
			return ret;
		}
	}
 
	public static void main(String[] args) {
		TestException testException1 = new TestException();
		try {
			testException1.testEx();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

运行结果：
i=2
i=1
testEx2222, catch exception
testEx2222, finally; return value=false
testEx1111, finally; return value=false
testEx, finally; return value=false

 /**
     * 把多条数据的ResultSet的结果放到 List<T>中
     * @param rs  ResultSet结果集
     * @param obj java类的class
     * @return
     */
    public static <T> List<T> getResult(ResultSet rs, Class<T> obj) {
        try {
            List<T> list = new ArrayList<T>();
            //ResultSetMetaData 有关 ResultSet 中列的名称和类型的信息。
            ResultSetMetaData metaData = rs.getMetaData();
            //获取总的列数
            int count = metaData.getColumnCount();
            //遍历ResultSet
            while (rs.next()) {
                //---创建对象实例
                T instance = obj.newInstance();
                for (int i = 1; i <= count; i++) {
                    //---获取列名
                    String name = metaData.getColumnName(i);
                    // 改变列名格式成 java 命名格式 主要是针对 _ 分割的情况  如user_id
                    name = toJavaField(name);
                    //---获取类型
                    Class<?> type = obj.getDeclaredField(name).getType();
                    //---获取setter方法
                    // 首字母大写
                    String replace = name.substring(0, 1).toUpperCase() + name.substring(1);
                    Method setMethod = obj.getMethod("set" + replace, type);

                    //---判断读取数据的类型
                    if (type.isAssignableFrom(String.class)) {
                        setMethod.invoke(instance, rs.getString(i));
                    } else if (type.isAssignableFrom(int.class) || type.isAssignableFrom(Integer.class)) {
                        setMethod.invoke(instance, rs.getInt(i));
                    } else if (type.isAssignableFrom(Boolean.class) || type.isAssignableFrom(boolean.class)) {
                        setMethod.invoke(instance, rs.getBoolean(i));
                    } else if (type.isAssignableFrom(Date.class)) {
                        setMethod.invoke(instance, rs.getDate(i));
                    }
                }
                list.add(instance);
            }
            return list;

        } catch (SQLException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
        }

        return null;
    }

运行结果

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
}

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