異常（Exception）

JavaSE

異常（Exception）

什么是異常

• 實際工作中，遇到的情況不可能是非常完美的。比如：你寫的某個模塊，用戶輸入不一定符合你的要求、你的程序要打開某個文件，這個文件可能不存在或者文件格式不對，你要讀取數據庫的數據，數據可能是空的等。我們的程序再跑着，內存或硬盤可能滿了。等等。

• 軟件程序在運行過程中，非常可能遇到剛剛提到的這些異常問題，我們叫異常，英文是：
  Exception，意思是例外。這些，例外情況，或者叫異常，怎么讓我們寫的程序做出合理的處理。而不至於程序崩潰。

• 異常指程序運行中出現的不期而至的各種狀況，如：文件找不到、網絡連接失敗、非法參數等。

• 異常發生在程序運行期間，它影響了正常的程序執行流程。

• public class Demo01 {
      public static void main(String[] args) {
          new Demo01().a();
      }
      public void a(){
          b();
      }
      public void b(){
          a();
      }
    }
  
  //Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
  

• public static void main(String[] args) {
          System.out.println(11/0);
      }
  
  //Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
  

簡單分類

• 要理解Java異常處理是如何工作的，你需要掌握以下三種類型的異常：
• 檢查性異常：最具代表的檢查性異常是用戶錯誤或問題引起的異常，這是程序員無法預見的。例如要打開一個不存在文件時，一個異常就發生了，這些異常在編譯時不能被簡單地忽略。
• 運行時異常：運行時異常是可能被程序員避免的異常。與檢查性異常相反，運行時異常可以在編譯時被忽略。
• 錯誤：錯誤不是異常，而是脫離程序員控制的問題。錯誤在代碼中通常被忽略。例如，當棧溢出時，一個錯誤就發生了，它們在編譯也檢查不到的。

異常體系結構

• Java把異常當作對象來處理，並定義一個基類java.lang.Throwable作為所有異常的超類。
• 在Java API中已經定義了許多異常類，這些異常類分為兩大類，錯誤Error和異常Exception。
• 

Error

• Error類對象由Java虛擬機生成並拋出，大多數錯誤與代碼編寫者所執行的操作無關。

• Java虛擬機運行錯誤（Virtual MachineError），當JVM不再有繼續執行操作所需的內存資源時，將出現OutOfMemoryError。這些異常發生時，Java虛擬機（JVM）一般會選擇線程終止。

• 還有發生在虛擬機試圖執行應用時，如類定義錯誤（NoClassDefFoundError）、鏈接錯誤（LinkageError）。這些錯誤是不可查的，因為它們在應用程序的控制和處理能力之外，而且絕大多數是程序運行時不允許出現的狀況。

Exception

• 在Exception分支中有一個重要的子類RuntimeException（運行時異常）
  • ArraylndexOutOfBoundsException（數組下標越界）
  • NullPointerException（空指針異常）
  • ArithmeticException（算術異常）
  • MissingResourceException（丟失資源）
  • ClassNotFoundException（找不到類）等異常，這些異常是不檢查異常，程序中可以選擇捕獲處理，也可以不處理。
• 這些異常一般是由程序邏輯錯誤引起的，程序應該從邏輯角度盡可能避免這類異常的發生。
• Error和Exception的區別：Error通常是災難性的致命的錯誤，是程序無法控制和處理的，當出現這些異常時，Java虛擬機（JVM）一般會選擇終止線程；Exception通常情況下是可以被程序處理的，並且在程序中應該盡可能的去處理這些異常。

Java異常處理機制

• 拋出異常

• 捕獲異常

• 異常處理五個關鍵字

  • try，catch,finnally,throw,throws

• public static void main(String[] args) {
          int a=1;
          int b=0;
          try {//try監控區域
              System.out.println(a/b);
          }catch (ArithmeticException e){//catch(想要捕獲的異常類型！)  捕獲異常
              System.out.println("Exception,變量b不能為0");
          }finally {//處理善后工作
              System.out.println("finally");
          }
      }
   //finally 可以不要finally ，假設IO，資源，關閉！
  //Throwable 最高
  

•  public static void main(String[] args) {
          int a=1;
          int b=0;
          //假設要捕獲多個異常：從小到大
          try {//try監控區域
              System.out.println(a/b);
          }catch (Error e){
              System.out.println("Error");
          }catch (Exception e){
              System.out.println("Exception");
          }catch (Throwable e){
              System.out.println("Throwable");
          } finally {//處理善后工作
              System.out.println("finally");
          }
          //finally 可以不要finally ，假設IO，資源，關閉！
      }
  }
  

• 快捷鍵 Ctrl+Alt+T(Surround with)

• public static void main(String[] args) {
         int a=1;
         int b=0;
         //Ctrl+Alt+T
          try {
              System.out.println(a/b);
          } catch (Exception e) {
              e.printStackTrace();//打印錯誤的棧信息
          }
          try {
              if(b==0){// throw throws
                  throw new ArithmeticException();//主動的拋出異常
              }
          }catch (Exception e){
              System.out.println("Exception");
          }finally {
              System.out.println("finally ");
          }
  }
  

• public class Demo01 {
      public static void main(String[] args) {
          try {
              new Demo01().test(1,0);
          } catch (ArithmeticException e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
      public void test(int a, int b) throws ArithmeticException{
          if (b == 0) {// throw throws
              throw new ArithmeticException();
              //主動的拋出異常,一般在方法中使用
          }
          System.out.println(a/b);
      }
  }
  

自定義異常

• 使用Java內置的異常類可以描述在編程時出現的大部分異常情況。除此之外，用戶還可以自定義異常。用戶自定義異常類，只需繼承Exception類即可。

• 在程序中使用自定義異常類，大體可分為以下幾個步驟：

  • 創建自定義異常類。

  • 在方法中通過throw關鍵字拋出異常對象。

  • 如果在當前拋出異常的方法中處理異常，可以使用try-catch語句捕獲並處理；否則在方法的聲明處通過throws關鍵字指明要拋出給方法調用者的異常，繼續進行下一步操作。

  • 在出現異常方法的調用者中捕獲並處理異常。

  • public class TestMyException{
        //可能會存在異常的方法
        static void test(int a) throws MyException{
            if (a>10) {
                throw new MyException(a);//拋出
            }
            System.out.println("OK");
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            try {
                test(11);
            } catch (MyException e) {
                //增加一些處理異常的代碼
                ......
                System.out.println("MyException=>"+e);
            }
        }
    }
    

  • //自定義異常類
    public class MyException extends Exception{
       //傳遞數字>10
        private int detail;
        public MyException(int a){
            this.detail=a;
        }
        //toString：異常的打印信息
        @Override
        public String toString() {
            return "MyException{" + detail + '}';
        }
    }
    

總結

• 處理運行時異常時，采用邏輯去合理規避同時輔助 try-catch處理。
• 在多重catch塊后面，可以加一個catch（Exception）來處理可能會被遺漏的異常。
• 對於不確定的代碼，也可以加上try-catch，處理潛在的異常。
• 盡量去處理異常，切忌只是簡單地調用printStackTrace()去打印輸出。
• 具體如何處理異常，要根據不同的業務需求和異常類型去決定。
• 盡量添加finally語句塊去釋放占用的資源。