JAVA SE 认识异常

文章目录

📕1. 异常的概念与体系结构

✏️1.1 异常的概念

在生活中，我们可能会因为不健康的生活习惯导致身体出现发烧，感冒类似的一些疾病，此时身体就会出现异常，这时我们只需要吃一些消炎药或者去诊所打消炎针就能恢复。如果感冒比较严重不慎感染肺炎，我们就要及时去医院检查，接受治疗，也会慢慢的回复。无论是感冒，发烧，还是肺炎，都会对我们的身体健康产生影响，我们都需要即使接受治疗。

在前面章节的学习中，我们已经遇见了异常，例如:

算数异常

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

. 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

空指针异常

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

程序和我们的身体一样，由于程序员的操作不当，程序编译时就会出现报错，此时就在提醒程序员要及时改正，保证程序顺利运行。

因此：在Java中，将程序执行过程中发生的不正常行为称为异常。

✏️1.2 异常的体系结构

在医院门诊挂号时我们可以发现，医学上将不同种类的疾病分为内科，外科，心血管内科等不同的科室，方便医生为病人诊断。JAVA程序中也一样，由于异常种类数量繁多，为了对不同异常或者错误进行很好的分类管理，Java内部维护了一个异常的体系结构：
在这里插入图片描述
从上图中可以看到：

Throwable：是异常体系的顶层类，其派生出两个重要的子类, Error 和 Exception。
Error：指的是Java虚拟机无法解决的严重问题，一旦产生无力回天。
Exception：异常产生后程序员可以通过代码进行处理，使程序继续执行。比如：感冒、发烧。我们平时所说的异常就是Exception。

💡注意：异常是类！！！异常是类！！！异常是类！！！

✏️1.3 异常的分类

异常可能在编译时发生，也可能在程序运行时发生，根据发生的时机不同，可以将异常分为：

编译时异常
在程序编译期间发生的异常，称为编译时异常，也称为受查异常(Checked Exception)
运行时异常
在程序执行期间发生的异常，称为运行时异常，也称为非受查异常(Unchecked Exception)

RunTimeException以及其子类对应的异常，都称为运行时异常。比如：NullPointerException、
ArrayIndexOutOfBoundsException、ArithmeticException。

💡注意：编译时出现的语法性错误，不能称之为异常。例如将 System.out.println 拼写错了, 写成了
system.out.println. 此时编译过程中就会出错, 这是 “编译期” 出错。

✏️1.4 编译和运行的区别

编译就是将java代码交给编译器进行语法检查，如果没有错误就生成.class文件
运行就是将字节码文件(.class)交给java虚拟机执行，如果没有逻辑错误，就成功出现结果。

编译分成编译部分和链接部分,编译部分是把代码转换成二进制语言,链接部分是把二进制语言组合成可执行文件

📕2. 异常的处理

举一个小小的例子：假如你在大学期间喜欢上了一个女孩子，经过你漫长的追求，她答应了你的告白，在你们第一次约会的时候，你想去拉她的手，但是呢，你还有那么一丝丝的害羞。那么请问：此时你会直接选择去拉她的手呢？还是先询问她我可不可以拉你的手呢？我猜各位心中已经有了答案吧。

✏️2.1 防御式编程

LBYL: Look Before You Leap. 在操作之前就做充分的检查. 即：事前防御型（先询问，在拉手）

缺陷：正常流程和错误处理流程代码混在一起, 代码整体显的比较混乱。

EAFP: It’s Easier to Ask Forgiveness than Permission. “事后获取原谅比事前获取许可更容易”. 也就是先操作, 遇到问题再处理. 即：事后认错型（先拉手，后认错）

优势：正常流程和错误流程是分离开的, 程序员更关注正常流程，代码更清晰，容易理解代码

异常处理的核心思想就是 EAFP。（我也比较喜欢先拉手后认错😁）

✏️2.2 异常的抛出

在Java中，异常处理主要的5个关键字：throw、try、catch、final、throws。

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。具体语法如下：

throw new XXXException("异常产生的原因");

例子：【计算a除b的值】

public class Test {
    public static int division(int a,int b){
        if (b==0){
            throw new ArithmeticException("除数不能为0");
        }
        return a/b;
    }
     public static void main(String[] args) {
       int a = 10;
       int b = 0;
       division(a,b);

     }
}

运行结果：
在这里插入图片描述
💡【注意事项】

throw必须写在方法体内部
抛出的对象必须是Exception 或者 Exception 的子类对象
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
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
异常一旦抛出，其后的代码就不会执行

✏️2.3 异常的捕获

🔖2.3.1 异常声明throws

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。(领导画大饼说要给你发奖金)

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...{
}

【需求】：加载指定的配置文件books

//FileNotFoundException : 编译时异常，表明文件不存在
//此处不处理，也没有能力处理，应该将错误信息报告给调用者，让调用者检查文件名字是否给错误了
public void OpenConfig(String filename) throws FileNotFoundException{
	if(filename.equals("books")){
		throw new FileNotFoundException("配置文件名字不对");
	}
}

💡【注意事项】

throws必须跟在方法的参数列表之后
声明的异常必须是 Exception 或者 Exception 的子类
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。
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

🔖2.3.2 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。（把画大饼的奖金真给你发了）

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
}
// 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：

可以只有一个catch，也可以有多个catch。
try中的代码可能抛出异常，也可能不抛出异常。

💡【注意事项】

try块内抛出异常位置之后的代码将不会被执行
如果抛出异常类型与catch时异常类型不匹配，即异常不会被成功捕获，也就不会被处理，继续往外抛，直到
JVM收到后由JVM解决，JVM解决办法很简单，就是让程序崩溃。异常是按照类型来捕获的）
try中可能会抛出多个不同的异常对象，则必须用多个catch来捕获----即多种异常，多次捕获
如果多个异常的处理方式是完全相同, 也可以写成这样：

catch (ArrayIndexOutOfBoundsException | NullPointerException e) {
...
}

如果异常之间具有父子关系，一定是子类异常在前catch，父类异常在后catch，否则语法错误(原因很简单：如果父类异常在前的话，也会被捕捉到，此时后面的子类就不会在执行了，而且提醒程序员的异常类型原因也会变多)

🔖2.3.3 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，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。

语法格式：

try{
// 可能会发生异常的代码
}catch(异常类型 e){
// 对捕获到的异常进行处理
}finally{
// 此处的语句无论是否发生异常，都会被执行到
}
//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

❓提问：finally中的语句一定会执行吗？
答：finally中的代码一定会执行的，finally 执行的时机是在方法返回之前(try 或者 catch 中如果有 return 会在这个 return 之前执行 finally). 但是如果finally 中也存在 return 语句, 那么就会执行 finally 中的 return, 从而不会执行到 try 中原有的 return.所以一般我们不建议在 finally 中写 return (被编译器当做一个警告)。

✏️2.4 异常的处理流程

【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.

📕3. 自定义异常类

具体方式：

自定义异常类，然后继承自Exception 或者 RunTimeException
实现一个带有String类型参数的构造方法，参数含义：出现异常的原因

例如：我们实现一个用户登陆功能.

自定义用户名不正确异常类

class UserNameException extends Exception{
    public UserNameException(String message) {
        super(message);
    }
}

自定义密码不正确异常类

class PassWordException extends Exception{
    public PassWordException(String message) {
        super(message);
    }
}

public class Test {
	//登录函数，throws声明两个自定义异常类
    public static void loginInfo(String userName, String password) throws UserNameException, PassWordException {
        if (!userName.equals("admi")){
            throw new UserNameException("用户名不正确");
        }
        if (!password.equals("1234")){
            throw new PassWordException("密码不正确");
        }
    }
    
    public static void main(String[] args)  {
        String name = "admi";
        String password = "1234";
        try{
             loginInfo(name,  password);
        }catch (UserNameException e){  //捕捉到用户名不正确异常
            e.printStackTrace();
        }catch (PassWordException e){  //捕捉到密码不正确异常
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

【注意事项】
3. 自定义异常通常会继承自 Exception 或者 RuntimeException
4. 继承自 Exception 的异常默认是受查异常
5. 继承自 RuntimeException 的异常默认是非受查异常.