Java-异常处理机制

一、异常概述

在使用计算机语言进行项目开发的过程中，即使程序员把代码写得尽善尽美，在系统的运行过程中仍然会遇到一些问题，因为很多问题不是靠代码能够避免的，比如：客户输入数据的格式问题，读取文件是否存在 ，网络是否始终保持通畅等等。
异常：指的是程序在执行过程中，出现的非正常情况，如果不处理最终会导致JVM的非正常停止。

异常指的并不是语法错误和逻辑错误。语法错了，编译不通过，不会产生字节码文件，根本不能运行。
代码逻辑错误，只是没有得到想要的结果，例如:求a与b的和，你写成了a-b

1、异常的抛出机制

Java中是如何表示不同的异常情况，又是如何让程序员得知，并处理异常的呢?
Java中把不同的异常用不同的类表示，一旦发生某种异常，就创建该异常类型的对象，并且抛出(throw)。然后程序员可以捕获(catch)到这个异常对象，并处理；如果没有捕获(catch)这个异常对象，那么这个异常对象将会导致程序终止。
举例:
运行下面的程序，程序会产生一个数组角标越界异常ArrayIndexOfBoundsException。我们通过图解来解析下异常产生和抛出的过程。

2、如何对待异常

对于程序出现的异常，一般有两种解决方法：一是遇到错误就终止程序的运行。另一种方法是程序员在编写程序时，就充分考虑到各种可能发生的异常和错误，极力预防和避免。实在无法避免的，要编写相应的代码进行异常的检测、以及 异常的处理，保证代码的 健壮性。

3、异常的体系结构

3.1、Throwable

java.lang.Throwable：异常体系的父类
Throwable中的常用方法:

• public void printStackTrace()：打印异常的详细信息。
  包含了异常的类型、异常的原因、异常出现的位置、在开发和调试阶段都得使用printStackTrace。
• public String getMessage()：获取发生异常的原因。

3.2、Error和Exception

Throwable可分为两类：Error和Exception。分别对应着java.lang.Error与java.lang.Exception 两个类。
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。一般不编写针对性的代码进行处理。

• 例如：StackOverflowError(栈内存溢出)和OutOfMemoryError(堆内存溢出，简称OOM)。

Exception: 其它因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题，需要使用针对性的代码进行处理，使程序继续运行。否则一旦发生异常，程序也会挂掉。例如:

• 空指针访问
• 试图读取不存在的文件
• 网络连接中断
• 数组角标越界

3.3、编译时异常和运行时异常

• 编译时期异常(即checked异常、受检异常)：在代码编译阶段，编译器就能明确 警示 当前代码 可能发生(不是一定发生) xx异常，并 明确督促 程序员提前编写处理它的代码。如果程序员 没有编写 对应的异常处理代码，则编译器就会直接判定编译失败，从而不能生成字节码文件。通常，这类异常的发生不是由程序员的代码引起的，或者不是靠加简单判断就可以避免的，例如:FileNotFoundException(文件找不到异常)。
• 运行时期异常(即runtime异常、unchecked异常、非受检异常)：在代码编译阶段，编译器完全不做任何检查，无论该异常是否会发生，编译器都不给出任何提示。只有等代码运行起来并确实发生了xx异常，它才能被发现。通常，这类异常是由程序员的代码编写不当引起的，只要稍加判断，或者细心检查就可以避免。
  • java.lang.RuntimeException类及它的子类都是运行时异常。比如:ArrayIndexOutOfBoundsException数组下标越界异常，ClassCastException类型转换异常。

3.4、常见的异常有哪些？

运行时异常：
ArrayIndexOutOfBoundsException：角标越界
NullPointException：空指针异常
ClassCastException：类型转换异常
NumberFormatException：无法转化异常
InputMismatchException：输入类型异常
ArithmeticException：算术异常

编译型异常
ClassNotFoundException
FileNotFoundException
IOException

二、异常的处理方式一 try-catch的使用

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

1、过程1：抛

程序在执行的过程当中，一旦出现异常，就会在出现异常的代码处，生成对应的异常类对象，并将此对象抛出。
一旦抛出此程序不执行其后面的代码。

2、过程2：抓

针对过程1中抛出的对象，进行捕获处理。此捕获处理的过程，就成为抓
一旦将异常进行处理，代码就可以急促执行。

try{
	...//可能出现的异常代码
}catch(异常类型1 e){
	...//当产生异常类型1 异常时的处置措施
}catch(异常类型2 e){
	...//当产生异常类型2 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
}

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

/**
 * package:PACKAGE_NAME
 *
 * @Author jimmy-yan
 * @Create 2024/11/18 17:14
 */
public class ExceptionTest {

    public static void main(String[] args) {
        ExceptionTest e = new ExceptionTest();
        e.test();

    }

    public void test() {
        try {
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            int num = scanner.nextInt();
            System.out.println(num);
        } catch (InputMismatchException e) {
            System.out.println("出现了InputMismatchException异常");
        } catch (RuntimeException e) {
            System.out.println("出现了RuntimeException异常");
        }
        System.out.println("异常处理结束，代码继续执行");

    }
}

3、使用细节

1、将可能出现异常的代码声明在try语句中。一旦代码出现异常，就会自动生成一个对应异常类的对象。并将此对象抛出。
2、针对于try中抛出的异常类的对象，使用之后的catch语句进行匹配，一旦匹配上，就进入catch语句块进行处理。
3、一旦处理结束，代码就可以继续向下执行。
4、如果声明了多个catch结构，不同的异常类型在子父关系的情况下，谁声明在上面，谁声明在下面都可以。如果多个异常类型满足子父类的关系，必须将子类声明在父类结构的上面。否则报错。
5、catch中异常处理的方式：
a、自己编写输出的语句；
b、printStackTrace：打印异常的详细信息；（推荐）
6、try中声明的变量，出了try结构之后，就不可以进行调用了。

4、运行时异常案例

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

/**
 * package:PACKAGE_NAME
 *
 * @Author jimmy-yan
 * @Create 2024/11/18 17:14
 */
public class ExceptionTest {

    public static void main(String[] args) {
        ExceptionTest e = new ExceptionTest();
        e.test1();
    }


    public void test1() {
        try {
            String str = "123";
            str = "abc";
            int i = Integer.parseInt(str);
            System.out.println(i);

        }catch (NumberFormatException e){
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("程序执行结束");
    }
}

5、编译型异常案例

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;

/**
 * package:PACKAGE_NAME
 *
 * @Author jimmy-yan
 * @Create 2024/11/18 17:14
 */
public class ExceptionTest {

    public static void main(String[] args) {
        ExceptionTest e = new ExceptionTest();
//        e.test();
//        e.test1();
        e.test2();
    }

    public void test() {
        try {
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            int num = scanner.nextInt();
            System.out.println(num);
        } catch (InputMismatchException e) {
            System.out.println("出现了InputMismatchException异常");
        } catch (RuntimeException e) {
            System.out.println("出现了RuntimeException异常");
        }
        System.out.println("异常处理结束，代码继续执行");

    }

    public void test1() {
        try {
            String str = "123";
            str = "abc";
            int i = Integer.parseInt(str);
            System.out.println(i);

        } catch (NumberFormatException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("程序执行结束");
    }

    public void test2() {
        try {
            File file = new File("D:\\hello.txt");
            FileInputStream fis = new FileInputStream(file);  //可能报FileFonudException

            int data = fis.read(); //可能报IOException
            while (data != -1) {
                System.out.println((char) data);
                data = fis.read(); //可能报IOException
            }
            fis.close();  //可能报IOException
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

6、开发体会

对于运行时异常：

开发中，通常就不进行显示的处理了，一旦在程序执行中，出现了运行时异常，那么就根据异常的提示信息修改代码即可。

对于编译型异常：

一定要处理，否则代码不能执行通过