目录
一.异常机制
二.异常分类
三.异常的处理方式
1.捕获异常(try-catch-finally)
2.声明异常(throws 子句)
四.try-with-resource
五.自定义异常
六.IDEA 调试 debug
一.异常机制
工作中,程序遇到的情况不可能完美。比如:程序要打开某个文件,这个文件可能不存
在或者文件格式不对;程序在运行着,但是内存或硬盘可能满了等等。
软件程序在运行过程中,非常可能遇到刚刚提到的这些问题,我们称之为异常,英文是:
Exception,意思是例外。遇到这些例外情况,或者叫异常,我们怎么让写的程序做出合理
的处理,安全的退出,而不至于程序崩溃呢?
异常机制本质
当程序出现异常,程序安全的退出、处理完后继续执行的机制。
异常(Exception)的概念
异常指程序运行过程中出现的非正常现象,例如除数为零、需要处理的文件不存在、数
组下标越界等。
在 Java 的异常处理机制中,引进了很多用来描述和处理异常的类,称为异常类。异常
类定义中包含了该类异常的信息和对异常进行处理的方法。
Java 是采用面向对象的方式来处理异常的。处理过程:
- 抛出异常:在执行一个方法时,如果发生异常,则这个方法生成代表该异常的一个对象,停止当前执行路径,并把异常对象提交给 JRE。
- 捕获异常:JRE 得到该异常后,寻找相应的代码来处理该异常。JRE 在方法的调用栈中查找,从生成异常的方法开始回溯,直到找到相应的异常处理代码为止。
二.异常分类
Java 中定义了很多异常类,这些类对应了各种各样可能出现的异常事件,所有异常对
象都是派生于 Throwable 类的一个实例。如果内置的异常类不能够满足需要,还可以创建
自己的异常类。
Java 对异常进行了分类,不同类型的异常分别用不同的 Java 类表示,所有异常的根类
为
java.lang.Throwable
,Throwable 下面又派生了两个子类:Error 和 Exception。Java
异常类的层次结构如图所示:
Error
Error 是程序无法处理的错误,表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编
写者执行的操作无关,而表示代码运行时 JVM(Java 虚拟机)出现的问题。例如,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。
Error 表明系统 JVM 已经处于不可恢复的崩溃状态中。
Error 与 Exception 的区别
- 我开着车走在路上,一头猪冲在路中间,我刹车。这叫一个异常。
- 我开着车在路上,发动机坏了,我停车,这叫错误。系统处于不可恢复的崩溃状态。发 动机什么时候坏?我们普通司机能管吗?不能。发动机什么时候坏是汽车厂发动机制 造商的事。
Exception
Exception 是程序本身能够处理的异常。
Exception 类是所有异常类的父类,其子类对应了各种各样可能出现的异常事件。 通常 Java 的异常可分为:
1. RuntimeException 运行时异常
2. CheckedException 已检查异常
RuntimeException 运行时异常
派生于 RuntimeException 的异常,如被 0 除、数组下标越界、空指针等,其产生比
较频繁,处理麻烦,如果显式的声明或捕获将会对程序可读性和运行效率影响很大。因此由
系统自动检测并将它们交给缺省的异常处理程序。
编译器不处理 RuntimeException, 程序员需要增加“逻辑处理
(如if判断语句)
来避免这些异常”。
CheckedException 已检查异常
CheckedException 异常在编译时就必须处理,否则无法通过编译。
CheckedException 异常的处理方式有两种:
1. 使用“try/catch”捕获异常
2. 使用“throws”声明异常。
三.异常的处理方式
1.捕获异常(try-catch-finally)
try:
try 语句指定了一段代码,该段代码就是异常捕获并处理的范围。在执行过程中,当任意一条语句产生异常时,就会跳过该条语句中后面的代码。代码中可能会产生并抛出一种或
几种类型的异常对象,它后面的 catch 语句要分别对这些异常做相应的处理。
一个 try 语句必须带有至少一个 catch 语句块或一个 finally 语句块。
注意事项当异常处理的代码执行结束以后,不会回到 try 语句去执行尚未执行的代码。
catch:
每个 try 语句块可以伴随一个或多个 catch 语句,用于处理可能产生的不同类
型的异常对象。
catch 捕获异常时的捕获顺序:
如果异常类之间有继承关系,先捕获子类异常再捕获父类异常。
finally:
不管是否发生了异常,都必须要执行。
通常在 finally 中关闭已打开的资源,比如:关闭文件流、释放数据库连接等。
try-catch-finally 语句块的执行过程详细分析:
程序首先执行可能发生异常的 try 语句块。如果 try 语句没有出现异常则执行完后跳至
finally 语句块执行;如果 try 语句出现异常,则中断执行并根据发生的异常类型跳至相应的
catch 语句块执行处理。catch 语句块可以有多个,分别捕获不同类型的异常。catch 语句
块执行完后程序会继续执行 finally 语句块。finally 语句是可选的,如果有的话,则不管是
否发生异常,finally 语句都会被执行。
常用开发环境中,自动增加 try-catch 代码块的快捷键:
1. 将需要处理异常的代码选中。
2. IDEA 中,使用:ctrl+alt+t
3. eclipse 中,使用:ctrl+shift+z
2.声明异常(throws 子句)
1. CheckedException 产生时,不一定立刻处理它,可以把异常 throws,由调用者处理。
2. 一个方法抛出多个已检查异常,就必须在方法的首部列出所有的异常。
【示例】异常处理的典型代码(声明异常抛出 throws)
注意事项方法重写中声明异常原则:子类重写父类方法时,如果父类方法有声明异常,那么子类声明的异常范围不能超过父类声明的范围。
四.try-with-resource
JAVA 中,JVM 的垃圾回收机制可以对内部资源实现自动回收,给开发者带来了极大的便利。但是 JVM 对外部资源(调用了底层操作系统的资源)的引用却
无法自动回收,例如数据库连接,网络连接以及输入输出 IO 流等。这些连接就
需要我们手动去关闭,不然会导致外部资源泄露,连接池溢出以及文件被异常占
用等。
JDK7 之 后 , 新 增 了 “ try-with-resource”。 它 可 以 自 动 关 闭 实 现 了AutoClosable 接口的类,实现类需要实现 close()方法。”try-with-resources
声明”,将 try-catch-finally 简化为 try-catch,这其实是一种语法糖,在编译
时仍然会进行转化为 try-catch-finally 语句。
五.自定义异常
- 在程序中,可能会遇到 JDK 提供的任何标准异常类都无法充分描述清楚我们想要表达的问题,这种情况下可以创建自己的异常类,即自定义异常类。
- 自定义异常类只需从 Exception 类或者它的子类派生一个子类即可。
- 自定义异常类如果继承 Exception 类,则为 CheckedException 异常,必须对其进行处理;如果不想处理,可以让自定义异常类继承运行时异常RuntimeException 类。
-
习惯上,自定义异常类应该包含 2 个构造器:一个是默认的构造器,另一个是带有详细信息的构造器。
【示例】自定义异常类
【示例】自定义异常类的使用
输出:
使用异常机制的建议
- 要避免使用异常处理代替错误处理,这样会降低程序的清晰性,并且效率低下。
- 处理异常不可以代替简单测试---只在异常情况下使用异常机制。
- 不要进行小粒度的异常处理---应该将整个任务包装在一个 try 语句块中。
- 异常往往在高层处理。
六.IDEA 调试 debug
调试的核心是断点。程序执行到断点时,暂时挂起,停止执行。就像看视频按下停止一样,
我们可以详细的观看停止处的每一个细节。
断点 breakpoint
程序运行到此处,暂时挂起,停止执行。我们可以详细在此时观察程序的运行情况,方便做出进一步的判断。
1. 设置断点:
(1) 在代码行号后面单击即可增加断点
(2) 在断点上再单击即可取消断点
进入调试视图
我们通过如下三种方式都可以进入调试视图:
(1) 单击工具栏上的debug按钮:
(2) 右键单击编辑区,点击:debug
进入调试视图后,布局如下:
左侧为“浏览帧”:
调试器列出断点处,当前线程正在运行的方法,每个方法对应一个“栈帧”。最上面的
是当前断点所处的方法。
变量值观察区:
调试器列出了断点处所在方法相关的变量值。我们可以通过它,查看变量的值的变化。
调试操作区
我们通过上图中的按钮进行调试操作,它们的含义如下: