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什么是异常

异常指程序运行中出现的不期而至的各种状况，如：文件找不到、网络连接失败、非法参数等，异常发生在程序运行期间，它影响了正常的程序执行流程。

三种类型：

  • 检查性异常：最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常，这是程序员无法预见的。例如要打开一个不存在文件时，一个异常就发生了，这些异常在编译时不能被简单地忽略。
  • 运行时异常：运行时异常是可能被程序员避免的异常。与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时被忽略。
  • 错误（ERROR）：错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。错误在代码中通常被忽略。例如，当栈溢出时，一个错误就发生了，它们在编译也检查不到。

异常体系结构

Java把异常当作对象来处理，并定义一个基类java.lang.Throwable作为所有异常的超类。在Java API中已经定义了许多异常类，这些异常类分为两大类——错误（Error）和异常（Exception）。

QQ截图20210130231041

Error

Error类对象由Java虚拟机生成并抛出，大多数错误与代码编写者所执行的操作无关。

Java虚拟机运行错误（Virtual MachineError），当JVM不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现OutOfMemoryError。这些异常发生时。Java虛拟机（JVM）一般会选择线程终止；

还有发生在虚拟机试图执行应用时，如类定义错误（NoClassDefFoundError） 、链接错误（LinkageError）。这些错误是不可查的，因为它们在应用程序的控制和处理能力之外，而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。

Exception

在Exception分支中有一个重要的子类RuntimeException（运行时异常）：

  • ArrayIndexOutOfBoundsException（数组下标越界）
  • NullPointerException（空指针异常）
  • ArithmeticException（算术异常）
  • MissingResourceException（丢失资源）
  • ClassNotFoundException（找不到类）
  • 等异常，这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。

这些异常一般是由程序逻辑错误引起的，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。

Error和Exception的区别：

Error通常是灾难性的致命的错误，是程序无法控制和处理的，当出现这些异常时，Java虛拟机（JVM）一般会选择终止线程。

Exception通常情况下是可以被程序处理的，并且在程序中应该尽可能地去处理这些异常。

异常处理机制

异常处理五个关键字：try、catch、finally、throw、throws

捕获异常

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public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 1;
        int b = 0;

        try {//try监控区域
            System.out.println(a/b);
        }catch (ArithmeticException e){//catch捕获异常，括号内为想要捕获的异常类型，最高级别为Throwable
            //若程序出现catch异常的话就执行这个代码块
            System.out.println("程序出现异常，变量b不能为0");
        }finally {//处理善后工作，可以不用，一般用于IO流、资源的关闭工作
            //不管有没有出现异常，最终都会执行这个代码块
            System.out.println("finally");
        }

        //若要捕获多个异常：需要从小到大
        try {
            System.out.println(a/b);
        }catch (Error e){
            System.out.println("Error");
        }catch (Exception e){
            System.out.println("Exception");
        }catch (Throwable e){//前一个catch异常级别必须要比后一个低或同级，否则报错：Exception 'java.lang.xxx' has already been caught
            System.out.println("Throwable");
        }//多个catch只会执行从上往下碰到的第一个符号的抛出程序
        finally {
            System.out.println("finally");
        }

        try {
            new Test().a();
        }catch (StackOverflowError e){
            System.out.println("StackOverflowError");
        }finally {
            System.out.println("finally");
        }

        ////快捷键生成：Ctrl+Alt+T
        try {
            System.out.println(a/b);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();//打印错误的栈信息
        } finally {
        }
    }

    public void a(){b();}
    public void b(){a();}
}

IDEA生成try…catch代码快捷键：选中某一行代码，Ctrl+Alt+T，打开可包裹的代码块，选中try/catch或try/catch/finally即可。

抛出异常

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public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        new Test().test(1,0);
        new Test().test2(1,0);
    }

    public void test(int a, int b){
        if (b==0){//关键字throw：主动抛出异常，一般在方法中使用
            throw new ArithmeticException();
        }

        //把sout代码注释掉也会在屏幕中打印错误的栈信息：
        /*
            Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException
	    at Exception.Test.test(Test.java:16)
	    at Exception.Test.main(Test.java:10)
         */
        //System.out.println(a/b);
    }

    //假设这个方法中处理不了这个异常，则需要在方法上抛出异常，关键字：throws
    public void test2(int a, int b) throws ArithmeticException{
        System.out.println(a/b);
    }

}

throws：用来声明一个方法可能产生的所有异常，不做任何处理而是将异常往上传，谁调用我我就抛给谁。

用在方法声明后面，跟的是异常类名
可以跟多个异常类名，用逗号隔开
表示抛出异常，由该方法的调用者来处理
throws表示出现异常的一种可能性，并不一定会发生这些异常

throw：则是用来抛出一个具体的异常类型。

用在方法体内，跟的是异常对象名
只能抛出一个异常对象名
表示抛出异常，由方法体内的语句处理
throw则是抛出了异常，执行throw则一定抛出了某种异常

自定义异常

除了使用Java内置的异常类描述大部分异常情况之外，用户还可以自定义异常。用户自定义异常类，只需继承Exception类即可。

步骤：

  1. 创建自定义异常类。
  2. 在方法中通过throw抛出异常对象。
  3. 如果在当前抛出异常的方法中处理异常，可以使用try/catch语句捕获并处理；否则在方法的声明处通过throws指明要抛出给方法调用者的异常，继续进行下一步操作。
  4. 在出现异常的方法的调用者中捕获并处理异常。

自定义异常类：

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//自定义异常类：传递的数字如果大于10就抛出异常
public class MyException extends Exception{
    private int detail;

    public MyException(int a) {
        this.detail = a;
    }

    //为了打印出这个信息
    //重要方法：toString()
    // Alt+inset可以快捷插入
    @Override
    public String toString() {
        return "MyException{" +
                "detail=" + detail +
                '}';
    }
}

测试类：

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public class TestMyException {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            test(11);
        } catch (MyException e) {
            System.out.println("异常："+e);
        }
    }
    //可能会存在异常的方法
    static void test(int a) throws MyException {//抛出异常后，被main方法里的catch捕获到，执行sout语句
        System.out.println("传递的参数为"+a);

        if (a>10){
            throw new MyException(a);//抛出
        }else {
            System.out.println("OK");
        }
    }
}

实际应用中的经验总结

  • 处理运行时异常时，采用逻辑去合理规避同时辅助try-catch处理
  • 在多重catch块后面，可以加一个最大的catch (Exception)来处理可能会被遗漏的异常
  • 对于不确定的代码，也可以加上try-catch，处理潜在的异常
  • 尽量去处理异常，切忌只是简单地调用printStackTrace()去打印输出
  • 具体如何处理异常，要根据不同的业务需求和异常类型去决定
  • 尽量添加finally语句块去释放占用的资源