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8 - 异常机制

1. 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。

简单分类：

①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的文件时，一个异常就发生了，这些异常在编译时不能被简单地忽略。

②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忽略。

③错误：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，它们在编译时也检查不到。

2. 异常体系结构

异常体系结构

Java把异常当作对象来处理，并定义了一个基类java.lang.Throwable作为所有异常的超类；在Java的API中已经定义了许多异常类，这些异常类分为两类，错误Error和异常Exception。

Error

Error类对象有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虚拟机（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）。

• 数组下标越界；

• 空指针异常

• 算术异常；

• 丢失资源异常；

• 找不到类等。

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；这些异常一般由程序逻辑错误引起，程序应该从逻辑角度尽可能地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虚拟机（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。

3. Java异常处理机制

抛出异常/捕获异常

异常处理的五个关键字：try、catch、finally、throw、throws。

快捷键：Ctrl + Alt + t

Test：

package com.exception.Demo01;
​
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 1;
        int b = 0;
​
        //假设要捕获多个异常，覆盖范围要从小到大
        //try和catch必须要有，finally可以不要；IO、资源需要关闭可以放在finally里
        try{        //监控区域
            System.out.println(a / b);
        }catch (Error e){     //捕获异常；参数：想要捕获的异常类型
            System.out.println("Error");
        }catch (Exception e){
            System.out.println("Exception");
        }catch (Throwable t){       //最大的异常要写在最后
            System.out.println("Throwable");
        }finally {      //处理善后工作
            System.out.println("finally");
        }
    }
}
//执行结果
Exception
finally

Test2：

package com.exception.Demo01;
​
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            new Test2().test(1,0);
        } catch (ArithmeticException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
​
    //假设在方法中处理不了这个异常，需要在方法上抛出异常
    public void test(int a, int b) throws ArithmeticException{
        if (b==0){
            throw new ArithmeticException();    //主动抛出异常，一般在方法中使用
        }
​
        System.out.println(a / b);
    }
}
//执行结果
java.lang.ArithmeticException
    at com.exception.Test2.test(Test2.java:15)
    at com.exception.Test2.main(Test2.java:6)

4. 自定义异常

使用Java内置的异常类可以描述在编程时出现的大部分异常情况。除此之外，用户还可以自定义异常，只需继承Exception类即可。

自定义异常的步骤：

①创建自定义异常类；

②在方法中通过throw关键字抛出异常对象；

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关键字指明要抛出给方法调用者的异常，继续进行下一步操作；

④在出现异常方法的调用者中捕获并处理异常。

MyException：

package com.exception.Demo02;
​
//自定义异常类
public class MyException extends Exception{
    //传递数字，大于10就抛出异常
    private int detail;
​
    public MyException(int a){
        this.detail = a;
    }
​
    //toString：异常的打印信息
    @Override
    public String toString() {
        return "MyException{" +
                "detail=" + detail +
                '}';
    }
}

Test：

package com.exception.Demo02;
​
public class Test {
    //可能存在异常的方法
    static void test(int a) throws MyException {
        System.out.println("传递的参数为：" + a);
​
        if(a>10){
            throw new MyException(a);   //抛出
        }
​
        System.out.println("OK");
    }
​
    public static void main(String[] args) {
        try {
            test(1);
        } catch (MyException e) {
            System.out.println("MyException->" + e);
        }
    }
}
//执行结果
//test(1);
传递的参数为：1
OK
//test(11);
传递的参数为：11
MyException->MyException{detail=11}

5. 总结

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，可以加上一个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printStakeTrace()去打印输出；

• 具体如何处理异常，需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。

附：狂神b站视频链接