Java_异常详解

前言

异常是什么,异常如何抛出,如何抛出自定义异常,异常处理主要的五个关键字：throw,try,catch,finally,throws ,异常的处理流程

异常是什么

在Java中，将程序执行过程中发生的不正常行为称为异常。比如之前写代码时经常遇到的：
1. 算数异常

System.out.println(10 / 0);
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero

2. 数组越界异常

int[] arr = {1, 2, 3};
System.out.println(arr[100]);
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100

3.空指针异常

int[] arr = null;
System.out.println(arr.length);
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

异常的抛出

在编写程序时，如果程序中出现错误，此时就需要将错误的信息告知给调用者。
在java中，可以借助throw关键字，抛出一个指定的异常对象，将错误信息告知给调用者。

public class UserNameException extends RuntimeException {
    //程序员自定义一个异常类的时候，需要继承 RuntimeException 或 Exception

    //---> 详细的会在下面讲解，现在只需要有 程序员可以自己造一个异常类 的概念就行 <---

    public UserNameException() {
        super();
    }
    public UserNameException(String s) {
        super(s);
    }
}

下面就是异常的抛出，如果执行这条语句，就会报RuntimeException错误，并打印产生异常的原因（程序员自定义编辑）

throw new UserNameException("产生异常的原因（程序员自定义编辑）");//抛出自己写的异常
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("数组越界异常");//也可以抛出程序自带的异常

例如: 执行了throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("数组越界异常");

注意事项

1. throw必须写在方法体内部
2. 抛出的对象必须是Exception 或者 Exception 的子类对象
3. 如果抛出的是 RunTimeException 或者 RunTimeException 的子类，则可以不用处理，直接交给JVM来处理
4. 如果抛出的是编译时异常，用户必须处理，否则无法通过编译
5. 异常一旦抛出，其后的代码就不会执行

异常的捕获

异常的捕获，也就是异常的具体处理方式，主要有两种：异常声明throws 以及 try-catch捕获处理

异常声明throws

注意不要与 throw 抛出异常弄混

处在方法声明时参数列表之后，当方法中抛出编译时异常，用户不想处理该异常，此时就可以借助throws将异常抛给方法的调用者来处理。即当前方法不处理异常，提醒方法的调用者处理异常

语法格式：
修饰符返回值类型方法名(参数列表) throws 异常类型1，异常类型2...{
}

public void OpenConfig(String filename) throws FileNotFoundException{
//给程序员看,这个方法可能会有哪几个异常  
//可以声明多个,后面加 , 再往后加即可
    if(filename.equals("config.ini")){
        throw new FileNotFoundException("配置文件名字不对");
    }
}

注意事项

1. throws必须跟在方法的参数列表之后
2. 声明的异常必须是 Exception 或者 Exception 的子类
3. 方法内部如果抛出了多个异常，throws之后必须跟多个异常类型，之间用逗号隔开，如果抛出多个异常类型具有父子关系，直接声明父类即可

4. 调用声明抛出异常的方法时，调用者必须对该异常进行处理，或者继续使用throws抛出

try-catch捕获并处理

throws对异常并没有真正处理，而是将异常报告给抛出异常方法的调用者，由调用者处理。如果真正要对异常进行处理，就需要try-catch。

语法格式：
try{
    // 将可能出现异常的代码放在这里
}catch(要捕获的异常类型 e){
    // 如果try中的代码抛出异常了，此处catch捕获时异常类型与try中抛出的异常类型一致时，或者是try中抛出异常的基类时，就会被捕获到
    // 对异常就可以正常处理，处理完成后，跳出try-catch结构，继续执行后序代码
}catch(异常类型 e){
    // 对异常进行处理
}finally{
    // 此处代码一定会被执行到
}
    // 后序代码
    // 当异常被捕获到时，异常就被处理了，这里的后序代码一定会执行
    // 如果捕获了，由于捕获时类型不对，那就没有捕获到，这里的代码就不会被执行
注意：
1. []中表示可选项，可以添加，也可以不用添加
2. try中的代码可能会抛出异常，也可能不会

finally

在写程序时，有些特定的代码，不论程序是否发生异常，都需要执行，比如程序中打开的资源：网络连接、数据库连接、IO流等，在程序正常或者异常退出时，必须要对资源进进行回收。另外，因为异常会引发程序的跳转，可能导致有些语句执行不到，finally就是用来解决这个问题的

public static void main(String[] args) {
    try{
        int[] arr = {1,2,3};
        arr[100] = 10;
        arr[0] = 10;
    }catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
        System.out.println(e);
    }finally {
        System.out.println("finally中的代码一定会执行");
    } 
    System.out.println("如果没有抛出异常，或者异常被处理了，try-catch后的代码也会执行");
}

问题：既然 finally 和 try-catch-finally 后的代码都会执行，那为什么还要有finally呢？

这是因为finally一定会执行,而后面的语句可能会因为之前的return 返回而没有执行

异常的处理流程

如果本方法中没有合适的处理异常的方式, 就会沿着调用栈向上传递

例如一个方法中,没有合适的处理异常的方法
main方法调用了这个方法,那么就会从main哪里寻找合适的方法,都没有则会传给JVM

public static void main(String[] args) {
    try {
        func();
    } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
        e.printStackTrace();
    } 
    System.out.println("after try catch");
}

public static void func() {
    int[] arr = {1, 2, 3};
    System.out.println(arr[100]);//func中没有抛出错误(或处理错误),那就会向上(传给调用它的方法)传递
}
// 执行结果
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100
at demo02.Test.func(Test.java:18)
at demo02.Test.main(Test.java:9)
after try catch

异常处理流程总结

程序先执行 try 中的代码
如果 try 中的代码出现异常, 就会结束 try 中的代码, 看和 catch 中的异常类型是否匹配.
如果找到匹配的异常类型, 就会执行 catch 中的代码
如果没有找到匹配的异常类型, 就会将异常向上传递到上层调用者.
无论是否找到匹配的异常类型, finally 中的代码都会被执行到(在该方法结束之前执行).
如果上层调用者也没有处理的了异常, 就继续向上传递.
一直到 main 方法也没有合适的代码处理异常, 就会交给 JVM 来进行处理, 此时程序就会异常终止

自定义异常类

在日常开发过程中,光靠java自带的异常肯定不够用

例如:

我们想制造一个游戏的登录界面,分别有用户名和密码,其一输入错误时,就报相应的异常

首先我们需要自己制作异常

普通类与异常类的区别就是有没有继承父类 RuntimeException 或是 Exception

public class NameException extends RuntimeException {
    public NameException() {//一般我们不会用得到这个无参数的构造方法,所以都不会写
    }

    public NameException(String message) {//我们需要初始化父类的构造方法
        super(message);//这里的参数,是打印 自定义的错误信息的字符串 用的
    }
}

public class PassWordException extends RuntimeException {

    public PassWordException(String message) {
        super(message);
    }
}

public class Iogin {
    private String name = "abc";//存储的用户名
    private String passWord = "123";//存储的密码

    public void logIn(String name,String passWord) {//登录方法

        if (!this.name.equals(name)) {//如果不匹配时,就抛出相应的异常
            throw new NameException("用户名错误");
        }
        if (!this.passWord.equals(passWord)) {
            throw new PassWordException("密码错误");
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Iogin login = new Iogin();
        try {
            login.logIn("abc","23");
            System.out.println("登录成功");

        }catch (NameException e) {//接收抛出的异常
            e.printStackTrace();//打印全面的异常信息

            System.out.println("用户错误更改");

        }catch (PassWordException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("密码错误更改");
        }finally {
            System.out.println("必定执行语句");
        }
    }
}

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