Java基础—异常处理

Java基础—异常处理

一、异常体系结构

java.lang.Throwable

> java.lang.Error：一般不编写针对性的代码进行处理

> java.lang.Exception：可以进行异常的处理

①编译时异常（checked）

> IOException

        > FileNotFoundException

> ClassNotFoundException

②运行时异常（unchecked,RuntimeException）

> NullPointerException

> ArrayIndexOutOfBoundsException

> ClassCastException

> NumberFormatException

> InputMismatchException

> ArithmeticException

二、Error

Java虚拟机无法解决的严重问题。如：JVM系统内部错误、资源耗尽等严重情况。

比如：StackOverflowError和OOM

public class ErrorTest {
    public static void main(String[] args) {
        //1.栈溢出：java.lang.StackOverflowError
//        main(args);
        //2.堆溢出：java.lang.OutOfMemoryError 
//        Integer[] arr = new Integer[1024*1024*1024];
    }
}

三、Exception

public class ExceptionTest {
    
    //******************以下是编译时异常***************************
    @Test
    public void test7(){
//        File file = new File("hello.txt");
//        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
//        
//        int data = fis.read();
//        while(data != -1){
//            System.out.print((char)data);
//            data = fis.read();
//        }
//        
//        fis.close();
        
    }
    
    //******************以下是运行时异常***************************
    //ArithmeticException
    @Test
    public void test6(){
        int a = 10;
        int b = 0;
        System.out.println(a / b);
    }
    
    //InputMismatchException
    @Test
    public void test5(){
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int score = scanner.nextInt();
        System.out.println(score);
        scanner.close();
    }
    
    //NumberFormatException
    @Test
    public void test4(){
        String str = "123";
        str = "abc";
        int num = Integer.parseInt(str);
    }
    
    //ClassCastException
    @Test
    public void test3(){
        Object obj = new Date();
        String str = (String)obj;
    }
    
    //IndexOutOfBoundsException
    @Test
    public void test2(){
        //ArrayIndexOutOfBoundsException
//        int[] arr = new int[10];
//        System.out.println(arr[10]);
        //StringIndexOutOfBoundsException
        String str = "abc";
        System.out.println(str.charAt(3));
    }
    
    //NullPointerException
    @Test
    public void test1(){
        
//        int[] arr = null;
//        System.out.println(arr[3]);
        
        String str = "abc";
        str = null;
        System.out.println(str.charAt(0));
    }
}

四、异常的处理：抓抛模型

过程一："抛"：程序在正常执行的过程中，一旦出现异常，就会在异常代码处生成一个对应异常类的对象，并将此对象抛出。一旦抛出对象以后，其后的代码就不再执行。

关于异常对象的产生：① 系统自动生成的异常对象 ②手动的生成一个异常对象，并抛出（throw）

过程二："抓"：可以理解为异常的处理方式：① try-catch-finally ②throws

1、try-catch-finally的使用

try{

        //可能出现异常的代码

}catch(异常类型1 变量名1){

        //处理异常的方式1

}catch(异常类型2 变量名2){

        //处理异常的方式2

}catch(异常类型3 变量名3){

        //处理异常的方式3

}

...

finally{

        //一定会执行的代码

}

说明：

①finally的使用。

注意点：

> finally是可选的。

> finally中声明的是一定会被执行的代码。即使catch中又出现异常了，try中有return语句，catch中有return语句等情况。

> 像数据库连接、输入输出流、网络编程Socket等资源，JVM是不能自动回收的，我们需要自己手动地进行资源的释放。此时的资源释放，就需要声明在finally中。

public class FinallyTest {
    @Test
    public void test2(){
        FileInputStream fis = null;
        try {
            File file = new File("hello1.txt");
            fis = new FileInputStream(file); //FileNotFoundException
            
            int data = fis.read(); //IOException
            while(data != -1){
                System.out.print((char)data);
                data = fis.read(); //IOException
            }  
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{ //一定会执行的代码
            try {
                if(fis != null) ---> hello1.txt文件名不存在，fis为null（不先判断，会报空指针异常）
                    fis.close(); //IOException
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    @Test
    public void testMethod(){
        int num = method();
        System.out.println(num);
    }
    public int method(){
        try{
            int[] arr = new int[10];
            System.out.println(arr[10]);
            return 1;
        }catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){
            e.printStackTrace();
            return 2;
        }finally{
            System.out.println("我一定会被执行");
            return 3;
        }
    }
    
    @Test
    public void test1(){
        try{
            int a = 10;
            int b = 0;
            System.out.println(a / b);
        }catch(ArithmeticException e){
            e.printStackTrace();
//            int[] arr = new int[10];
//            System.out.println(arr[10]);
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
//        System.out.println("我好帅啊！！！~~");
        finally{
            System.out.println("我好帅啊~~");
        }
    }
}

②使用try将可能出现异常的代码包装起来，在执行过程中，一旦出现异常，就会生成一个对应异常类的对象，根据此对象的类型，去catch中进行匹配。

③一旦try中的异常对象匹配到某一个catch时，就进入catch中进行异常的处理。一旦处理完成，就跳出当前的try-catch结构（在没有写finally的情况），继续执行其后的代码。

④catch中的异常类型如果没有子父类关系，则谁声明在上，谁声明在下无所谓；catch中的异常类型如果满足子父类关系，则要求子类一定声明在父类的上面。否则，报错。

⑤常用的异常对象处理的方式：> String getMessage()      > printStackTrace()

⑥在try结构中声明的变量，在出了try结构以后，就不能再被调用，所以需将其声明在外部，并赋初始值。

⑦try-catch-finally结构可以嵌套

注意点1：

使用try-catch-finally处理编译时异常，使得程序在编译时就不再报错，但是运行时仍可能报错。

相当于我们使用try-catch-finally将一个编译时可能出现的异常，延迟到运行时出现。

注意点2：

开发中，由于运行时异常比较常见，所以我们通常就不针对运行时异常编写try-catch-finally了。

针对于编译时异常，我们说一定要考虑异常的处理。

public class ExceptionTest1 {
    //使用try-catch-finally将一个编译时可能出现的异常，延迟到运行时出现
    @Test
    public void test2(){
        try{
            File file = new File("hello.txt");
            FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
            int data = fis.read();
            while(data != -1){
                System.out.print((char)data);
                data = fis.read();
            }
            fis.close();
        }catch(FileNotFoundException e){
            e.printStackTrace();
        }catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    @Test
    public void test1(){
        String str = "123";
        str = "abc";
        int num = 0;//变量声明在外面，并初始化
        try{
            num = Integer.parseInt(str);//可能出现异常的代码
            System.out.println("hello-----1");
        }catch(NumberFormatException e){
//            System.out.println("出现数值转换异常了，不要着急....");
            //String getMessage(): 方式一
//            System.out.println(e.getMessage());
            //void printStackTrace(): 方式二
            e.printStackTrace();
        }catch(NullPointerException e){
            System.out.println("出现空指针异常了，不要着急....");
        }catch(Exception e){
            System.out.println("出现异常了，不要着急....");
        }
        System.out.println(num);//对变量的调用
        System.out.println("hello-----2");
    }
}

2、throws的使用（throws + 异常类型）

1、"throws + 异常类型"写在方法的声明处。指明此方法执行时，可能会抛出的异常类型。一旦当方法执行时，出现异常，仍会在异常代码处生成一个异常类的对象，此对象满足throws后面的异常类型时，就会被抛出。异常代码后续的代码，就不再执行！

2、说明：

①try-catch-finally：真正的将异常给处理掉了。

②throws：只是将异常抛给了方法的调用者，并没有真正将异常处理掉。

3、开发中如何选择使用try-catch-finally还是使用throws？

①如果父类中被重写的方法没有throws方式处理异常，则子类重写的方法也不能使用throws，意味着如果子类重写的方法中有异常，必须使用try-catch-finally方式处理。

②执行的方法a中，先后又调用了另外的几个方法，这几个方法是递进关系执行的。我们建议这几个方法使用throws的方式进行处理，而执行的方法a可以考虑使用try-catch-finally方式进行处理。

public class ExceptionTest2 {
    public static void main(String[] args){
        try{
            method2(); 
        }catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void method2() throws IOException{
        method1();
    }

    public static void method1() throws FileNotFoundException,IOException{
        File file = new File("hello1.txt");
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        
        int data = fis.read();
        while(data != -1){
            System.out.print((char)data);
            data = fis.read();
        }
        fis.close();
        System.out.println("hahaha!");
    }
}

注意点：子类重写的方法抛出的异常类型不大于父类被重写的方法抛出的异常类型。

public class OverrideTest {
    public static void main(String[] args) {
        OverrideTest test = new OverrideTest();
        test.display(new SubClass());
    }
    public void display(SuperClass s){//多态的体现
        try {
            s.method();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class SuperClass{//父类
    public void method() throws IOException{
        
    }
}

class SubClass extends SuperClass{//子类
    public void method() throws FileNotFoundException{
        
    }
}

补充1：手动抛出异常对象（throw）

public class StudentTest {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Student s = new Student();
            s.regist(-1001);
            System.out.println(s);
        } catch (Exception e) {
//            e.printStackTrace();//调用Exception类中message属性的getMessage()方法
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}
class Student{
    private int id;
    public void regist(int id) throws Exception {
        if(id > 0){
            this.id = id;
        }else{
//            System.out.println("您输入的数据非法！");
            //手动抛出异常对象
//            throw new RuntimeException("您输入的数据非法");//运行时异常(不用显式处理)
//            throw new Exception("您输入的数据非法");//编译时异常(显式处理)
            throw new MyException("不能输入负数");//自定义异常类
            //错误的
//            throw new String("不能输入负数");
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student [id=" + id + "]";
    }
}

补充2：自定义异常类

1、继承于现有的异常结构：RuntimeException、Exception

2、提供全局常量：serialVersionUID

3、提供重载的构造器

public class MyException extends Exception{
    static final long serialVersionUID = -7034897193246939L;
    public MyException(){
        
    }
    public MyException(String msg){
        super(msg);
    }
}

注意点：throw 和 throws 的区别

throw：表示抛出一个异常类的对象，生成异常对象的过程。声明在方法体内。

throws：属于异常处理的一种方式。声明在方法的声明处。