Java中的异常以及对异常的处理

系统管理员 2022-05-26 02:37 315阅读 0赞

Java代码在运行时期发生的问题就是异常。

在Java中，把异常信息封装成了一个类，当出现问题时，就会创建异常类对象并抛出异常相关的信息（如异常的位置、原因等）

异常的继承体系

在Java中使用Exception类来描述异常。Exception类及其子类是Throwable的一种形式，它用来表示Java程序中可能会产生的异常，并要求对产生的异常进行合理的异常处理。

Exception有继承关系，它的父类是Throwable。Throwable是Java语言中所有错误或异常的超类。

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（在异常Exception类中的RuntimeException子类，以及RuntimeException的子类只能在Java程序运行过程中出现。）

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Throwable类的子类中，与异常Exception平级的有一个Error，用来表示Java程序中可能产生的严重错误，解决办法只有一个，修改代码避免Error错误的产生。

异常与错误的区别

**异常**：指程序在编译、运行期间发生了某种异常，我们可以对异常进行具体的处理，若不处理异常，程序将会结束运行。

演示异常产生：

public static void main(String[] args) {
    	int[] arr = new int[3];
    	System.out.println(arr[0]);
    	System.out.println(arr[3]);
    // 该句运行时发生了数组索引越界异常ArrayIndexOutOfBoundsException，由于没有处理异常，导致程序无法继续执行，程序结束。
    	System.out.println("over"); // 由于上面代码发生了异常，此句代码不会执行
    }

**错误**：指程序在运行期间发生了某种错误，Error错误通常没有具体的处理方式，程序将会结束运行。Error错误的发生往往都是系统级别的问题，都是JVM所在系统发生的，并反馈给JVM的，无法针对处理，只能修正代码。

演示错误产生：

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = new int[1024*1024*100];
    //该句运行时发生了内存溢出错误OutOfMemoryError，开辟了过大的数组空间，导致JVM在分配数组空间时超出了JVM内存空间，直接发生错误。
    }

异常的产生过程

运行下面的程序，程序将会产生一个数组索引越界异常ArrayIndexOf BoundsException。

*  工具类

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

class ExceptionDemo2 {
    	public static void main(String[] args) 	{
    		int[] arr = {34,12,67};
    		int num = ArrayTools.getElement(arr,4);
    		System.out.println("num="+num);
    		System.out.println("over");
    	}
    }

运行结果

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程序的执行过程为：

首先main()方法中通过ArrayTools.getElement(arr,4)调用工具类ArrayTools中的getElement方法，但由于没有找到索引4，导致运行时发生了异常，这个异常JVM认识。ArrayIndexOutOfBoundsException，这个异常Java本身有描述，描述内容包括：异常的名称、异常的内容、异常的产生位置。Java将这些信息直接封装到异常对象中。Java将产生的异常抛给调用者main()方法，main()方法接收到了数组索引越界异常，但main()方法并没有进行异常处理，就会把异常继续抛给调用者JVM，当JVM收到异常后，将异常对象中的名称、异常内容、位置都显示在屏幕上，同时让程序立刻停止。

抛出异常throw

在编写程序时，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，那么当调用方式使用接受到的参数时，首先要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，让其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。

Java中提供了一个throw关键字，用来抛出一个指定的异常对象。抛出一个异常的具体操作为：

1.创建一个异常对象，封装一些异常信息

2.通过关键字throw将异常告知给调用者。throw 异常对象;

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，超出范围");

throw使用演示：

工具类

class ArrayTools{
    	//通过给定的数组，返回给定的索引对应的元素值。
    	public static int getElement(int[] arr,int index)	{
    		if(arr==null){
    			throw new NullPointerException("arr指向的数组不存在");
    		}
    		if(index<0 || index>=arr.length){
    			throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("错误的角标，"+index+"索引在数组中不存在");
    		}
    		int element = arr[index];
    		return element;
    	}
    }

测试类

class ExceptionDemo3 {
    	public static void main(String[] args) {
    		int[] arr = {34,12,67}; //创建数组
    		int num = ArrayTools.getElement(null,2);// 调用方法，获取数组中指定索引处元素
                    //int num = ArrayTools.getElement(arr,5);// 调用方法，获取数组中指定索引处元素
    		System.out.println("num="+num);//打印获取到的元素值
    	}
    }

运行结果为：

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声明异常throws

声明：将问题标识处来，报告给调用者

如果方法内通过throw抛出了编译时的异常，而没有捕获处理，那么必须通过throws进行声明，让调用者去处理。

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...\{ \}

声明异常的演示：

class Demo{
    	/*
    	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 void show(int x)throws Exception	{
    		if(x>0){
    			throw new Exception();
    		} else {
    			System.out.println("show run");
             }
    	}
    }

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throws后面可以写多个异常类，用逗号隔开。

捕获异常try...catch...finally

捕获：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

捕获异常格式：

try \{

//需要被检测的语句。

\}catch(异常类 变量) \{

//异常的处理语句。

\}finally \{

//一定会被执行的语句。

演示如下：

class ExceptionDemo{
    	public static void main(String[] args){ //throws ArrayIndexOutOfBoundsException
    		try {
                            int[] arr = new int[3];
    			System.out.println( arr[5] );// 会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException
    			当产生异常时，必须有处理方式。要么捕获，要么声明。
    		}catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
                             //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("异常发生了");
    		} finally {
                            arr = null; //把数组指向null，通过垃圾回收器，进行内存垃圾的清除
                    }
    		System.out.println("程序运行结果");
    	}
    }

try...catch...finally异常处理的组合方式

1.try catch finally组合：检测异常，并传递给catch处理，并在finally在进行资源释放。

2.try catch组合：对代码进行异常检测，并对检测的异常传递给catch处理。对异常进行捕获处理。

3.一个try多个catch组合：对代码进行异常检测，并对检测的异常传递给catch处理，对没种异常信息进行不同的捕获处理。

void show(){ //不用throws 
    	try{
    		throw new Exception();//产生异常，直接捕获处理
    	}catch(XxxException e){
    //处理方式	
    	}catch(YyyException e){
    //处理方式	
    	}catch(ZzzException e){
    //处理方式	
    	}
    }

（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。）

4.try finally组合：对代码进行异常检测，检测到异常后因为没有catch，所有一样会被默认JVM抛出。异常是没有捕获处理的，但是功能所开启资源需要进行关闭，所以finally只为关闭资源。

异常中常用方法

在Throwable类中提供了很多操作异常对象的方法，常用的有：

*  getMessage方法：返回该异常的详细信息字符串，即异常提示信息

*  toString方法：返回该异常的名称与详细信息字符串

*  printStackTrace方法：在控制台输出该异常的名称与详细信息字符串、异常出现的代码位置。

自定义异常

Java中的所有异常类，都是继承Throwable，或者继承Throwable的子类，这样该异常C才可以被throw抛出。

每个异常都调用了父类的构造方法，把异常描述信息传递给了父类，让父类帮助进行异常信息的封装。

例如NullPointerException异常类源代码：

public class NullPointerException extends RuntimeException {
        public NullPointerException() {
            super();//调用父类构造方法
        }
        public NullPointerException(String s) {
            super(s);//调用父类具有异常信息的构造方法
        }
    }

定义个自己的异常，即自定义异常

格式：

Class 异常名 extends Exception\{

public 异常名()\{

public 异常名 (String s)\{

super(s);

自定义异常继承Exception演示：

class MyException extends Exception{
    	/*
    	定义构造函数，因为看到Java中的异常描述类中有提供对异常对象的初始化方法。
    	*/
    	public MyException(){
    		super();
    	}
    	public MyException(String message)	{
    		super(message);// 如果自定义异常需要异常信息，可以通过调用父类的带有字符串参数的构造函数即可。
    	}
    }

自定义异常继承RuntimeException演示：

class MyException extends RuntimeException{
    	MyException(){
    		super();
    	}
    	MyException(String message)	{
    		super(message);// 如果自定义异常需要异常信息，可以通过调用父类的带有字符串参数的构造函数即可。
    	}
    }

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