异常处理概述

在编写程序时，经常要在可能出现错误的地方加上检测的代码，如进行x/y运算时，要检测分母为0，数据为空，输入的不是数据而是字符等。过多的if-else分支会导致程序的代码加长、臃肿，可读性差，程序员需要花很大的精力“堵漏洞”。因此采用异常处理机制。

Java异常处理

Java采用的异常处理机制，是将异常处理的程序代码集中在一起，与正常的程序代码分开，使得程序简洁、优雅，并易于维护。

Java异常处理的方式：

方式一：try-catch-finally

方式二：throws + 异常类型

方式1：捕获异常（try-catch-finally）

Java提供了异常处理的抓抛模型。

• 前面提到，Java程序的执行过程中如出现异常，会生成一个异常类对象，该异常对象将被提交给Java运行时系统，这个过程称为抛出(throw)异常。

• 如果一个方法内抛出异常，该异常对象会被抛给调用者方法中处理。如果异常没有在调用者方法中处理，它继续被抛给这个调用方法的上层方法。这个过程将一直继续下去，直到异常被处理。这一过程称为捕获(catch)异常。

• 如果一个异常回到main()方法，并且main()也不处理，则程序运行终止。

try-catch-finally基本格式

捕获异常语法如下：

try{
    ......    //可能产生异常的代码
}
catch( 异常类型1 e ){
    ......    //当产生异常类型1型异常时的处置措施
}
catch( 异常类型2 e ){
    ......     //当产生异常类型2型异常时的处置措施
}  
finally{
    ...... //无论是否发生异常，都无条件执行的语句
} 
 

整体执行过程：

当某段代码可能发生异常，不管这个异常是编译时异常（受检异常）还是运行时异常（非受检异常），我们都可以使用try块将它括起来，并在try块下面编写catch分支尝试捕获对应的异常对象。

• 如果在程序运行时，try块中的代码没有发生异常，那么catch所有的分支都不执行。

• 如果在程序运行时，try块中的代码发生了异常，根据异常对象的类型，将从上到下选择第一个匹配的catch分支执行。此时try中发生异常的语句下面的代码将不执行，而整个try...catch之后的代码可以继续运行。

• 如果在程序运行时，try块中的代码发生了异常，但是所有catch分支都无法匹配（捕获）这个异常，那么JVM将会终止当前方法的执行，并把异常对象“抛”给调用者。如果调用者不处理，程序就挂了。

2、try

• 捕获异常的第一步是用try{…}语句块选定捕获异常的范围，将可能出现异常的业务逻辑代码放在try语句块中。

3、catch (Exceptiontype e)

• catch分支，分为两个部分，catch()中编写异常类型和异常参数名，{}中编写如果发生了这个异常，要做什么处理的代码。

• 如果明确知道产生的是何种异常，可以用该异常类作为catch的参数；也可以用其父类作为catch的参数。

  比如：可以用ArithmeticException类作为参数的地方，就可以用RuntimeException类作为参数，或者用所有异常的父类Exception类作为参数。但不能是与ArithmeticException类无关的异常，如NullPointerException（catch中的语句将不会执行）。

• 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。

• 如果有多个catch分支，并且多个异常类型有父子类关系，必须保证小的子异常类型在上，大的父异常类型在下。否则，报错。

• catch中常用异常处理的方式

  • public String getMessage()：获取异常的描述信息，返回字符串

  • public void printStackTrace()：打印异常的跟踪栈信息并输出到控制台。包含了异常的类型、异常的原因、还包括异常出现的位置，在开发和调试阶段，都得使用printStackTrace()。

 

 

使用举例

举例1：

public class IndexOutExp {
    public static void main(String[] args) {
        String friends[] = { "lisa", "bily", "kessy" };
        try {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(friends[i]);
            }
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("index err");
        }
        System.out.println("\nthis is the end");
    }
}
 

举例2：

public class DivideZero1 {
    int x;
    public static void main(String[] args) {
        int y;
        DivideZero1 c = new DivideZero1();
        try {
            y = 3 / c.x;
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("divide by zero error!");
        }
        System.out.println("program ends ok!");
    }
}
 

举例3：

@Test
public void test1(){
    try{
        String str1 = "atguigu.com";
        str1 = null;
        System.out.println(str1.charAt(0));
    }catch(NullPointerException e){
        //异常的处理方式1
        System.out.println("不好意思，亲~出现了小问题，正在加紧解决...");    
    }catch(ClassCastException e){
        //异常的处理方式2
        System.out.println("出现了类型转换的异常");
    }catch(RuntimeException e){
        //异常的处理方式3
        System.out.println("出现了运行时异常");
    }
    //此处的代码，在异常被处理了以后，是可以正常执行的
    System.out.println("hello");
}

finally使用及举例

• 因为异常会引发程序跳转，从而会导致有些语句执行不到。而程序中有一些特定的代码无论异常是否发生，都需要执行。例如，数据库连接、输入流输出流、Socket连接、Lock锁的关闭等，这样的代码通常就会放到finally块中。所以，我们通常将一定要被执行的代码声明在finally中。

  • 唯一的例外，使用 System.exit(0) 来终止当前正在运行的 Java 虚拟机。

• 不论在try代码块中是否发生了异常事件，catch语句是否执行，catch语句是否有异常，catch语句中是否有return，finally块中的语句都会被执行。

• finally语句和catch语句是可选的，但finally不能单独使用。

try{
     
}finally{
    
} 

举例1：确保资源关闭

package com.atguigu.keyword;

import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;

public class TestFinally {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        try {
            System.out.print("请输入第一个整数：");
            int a = input.nextInt();
            System.out.print("请输入第二个整数：");
            int b = input.nextInt();
            int result = a/b;
            System.out.println(a + "/" + b +"=" + result);
        } catch (InputMismatchException e) {
            System.out.println("数字格式不正确，请输入两个整数");
        }catch (ArithmeticException e){
            System.out.println("第二个整数不能为0");
        } finally {
            System.out.println("程序结束，释放资源");
            input.close();
        }
    }
    
    @Test
    public void test1(){
        FileInputStream fis = null;
        try{
            File file = new File("hello1.txt");
            fis = new FileInputStream(file);//FileNotFoundException
            int b = fis.read();//IOException
            while(b != -1){
                System.out.print((char)b);
                b = fis.read();//IOException
            }

        }catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        }finally{
            try {
                if(fis != null)
                    fis.close();//IOException
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }    
        }
    }
}

 

举例2：从try回来

public class FinallyTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        int result = test("12");
        System.out.println(result);
    }

    public static int test(String str){
        try{
            Integer.parseInt(str);
            return 1;
        }catch(NumberFormatException e){
            return -1;
        }finally{
            System.out.println("test结束");
        }
    }
}

 

举例3：从catch回来

public class FinallyTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        int result = test("a");
        System.out.println(result);
    }

    public static int test(String str) {
        try {
            Integer.parseInt(str);
            return 1;
        } catch (NumberFormatException e) {
            return -1;
        } finally {
            System.out.println("test结束");
        }
    }
}

 

举例4：从finally回来

public class FinallyTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        int result = test("a");
        System.out.println(result);
    }

    public static int test(String str) {
        try {
            Integer.parseInt(str);
            return 1;
        } catch (NumberFormatException e) {
            return -1;
        } finally {
            System.out.println("test结束");
            return 0;
        }
    }
}

 

笔试题：

public class ExceptionTest {
    public static void main(String[] args) {
        int result = test();
        System.out.println(result); //100
    }

    public static int test(){
        int i = 100;
        try {
            return i;
        } finally {
            i++;
        }
    }
}

 

笔试题：final、finally、finalize有什么区别？

练习

编写一个类ExceptionTest，在main方法中使用try、catch、finally，要求：

• 在try块中，编写被零除的代码。

• 在catch块中，捕获被零除所产生的异常，并且打印异常信息

• 在finally块中，打印一条语句。

异常处理的体会

• 前面使用的异常都是RuntimeException类或是它的子类，这些类的异常的特点是：即使没有使用try和catch捕获，Java自己也能捕获，并且编译通过 ( 但运行时会发生异常使得程序运行终止 )。所以，对于这类异常，可以不作处理，因为这类异常很普遍，若全处理可能会对程序的可读性和运行效率产生影响。

• 如果抛出的异常是IOException等类型的非运行时异常，则必须捕获，否则编译错误。也就是说，我们必须处理编译时异常，将异常进行捕捉，转化为运行时异常。

 方式2：声明抛出异常类型（throws）

• 如果在编写方法体的代码时，某句代码可能发生某个编译时异常，不处理编译不通过，但是在当前方法体中可能不适合处理或无法给出合理的处理方式，则此方法应显示地声明抛出异常，表明该方法将不对这些异常进行处理，而由该方法的调用者负责处理。

 具体方式：在方法声明中用throws语句可以声明抛出异常的列表，throws后面的异常类型可以是方法中产生的异常类型，也可以是它的父类。

 throws基本格式

声明异常格式：

修饰符 返回值类型 方法名(参数) throws 异常类名1,异常类名2…{   }    

在throws后面可以写多个异常类型，用逗号隔开。

举例：

 public void readFile(String file)  throws FileNotFoundException,IOException {
    ...
    // 读文件的操作可能产生FileNotFoundException或IOException类型的异常
    FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
    //...
}

 throws 使用举例

举例：针对于编译时异常

package com.atguigu.keyword;

public class TestThrowsCheckedException {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("上课.....");
        try {
            afterClass();//换到这里处理异常
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("准备提前上课");
        }
        System.out.println("上课.....");
    }

    public static void afterClass() throws InterruptedException {
        for(int i=10; i>=1; i--){
            Thread.sleep(1000);//本来应该在这里处理异常
            System.out.println("距离上课还有：" + i + "分钟");
        }
    }
}
 

 

举例：针对于运行时异常：

throws后面也可以写运行时异常类型，只是运行时异常类型，写或不写对于编译器和程序执行来说都没有任何区别。如果写了，唯一的区别就是调用者调用该方法后，使用try...catch结构时，IDEA可以获得更多的信息，需要添加哪种catch分支。

 

package com.atguigu.keyword;

import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;

public class TestThrowsRuntimeException {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        try {
            System.out.print("请输入第一个整数：");
            int a = input.nextInt();
            System.out.print("请输入第二个整数：");
            int b = input.nextInt();
            int result = divide(a,b);
            System.out.println(a + "/" + b +"=" + result);
        } catch (ArithmeticException | InputMismatchException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            input.close();
        }
    }

    public static int divide(int a, int b)throws ArithmeticException{
        return a/b;
    }
}
 

 方法重写中throws的要求

方法重写时，对于方法签名是有严格要求的。复习：

（1）方法名必须相同
（2）形参列表必须相同
（3）返回值类型
    - 基本数据类型和void：必须相同
    - 引用数据类型：<=
（4）权限修饰符：>=，而且要求父类被重写方法在子类中是可见的
（5）不能是static，final修饰的方法

此外，对于throws异常列表要求：

• 如果父类被重写方法的方法签名后面没有 “throws 编译时异常类型”，那么重写方法时，方法签名后面也不能出现“throws 编译时异常类型”。

• 如果父类被重写方法的方法签名后面有 “throws 编译时异常类型”，那么重写方法时，throws的编译时异常类型必须 <= 被重写方法throws的编译时异常类型，或者不throws编译时异常。

• 方法重写，对于“throws 运行时异常类型”没有要求。

package com.atguigu.keyword;

import java.io.IOException;

class Father{
    public void method()throws Exception{
        System.out.println("Father.method");
    }
}
class Son extends Father{
    @Override
    public void method() throws IOException,ClassCastException {
        System.out.println("Son.method");
    }
}

 

 两种异常处理方式的选择

前提：对于异常，使用相应的处理方式。此时的异常，主要指的是编译时异常。

• 如果程序代码中，涉及到资源的调用（流、数据库连接、网络连接等），则必须考虑使用try-catch-finally来处理，保证不出现内存泄漏。

• 如果父类被重写的方法没有throws异常类型，则子类重写的方法中如果出现异常，只能考虑使用try-catch-finally进行处理，不能throws。

• 开发中，方法a中依次调用了方法b,c,d等方法，方法b,c,d之间是递进关系。此时，如果方法b,c,d中有异常，我们通常选择使用throws，而方法a中通常选择使用try-catch-finally。