java中的异常

异常

什么是异常
运行时异常和编译时异常
- 编译时异常
- 运行时异常
异常处理及其语法
抛出异常
- throws关键字
- throw关键字
自定义异常类

什么是异常

java中的异常是指java程序在运行时可能出现的错误或非正常情况。例如在程序中试图打开一个根本不存在的文件，在程序中除0。
异常是否出现，通常取决于程序的输入、程序中对象的当前状态以及程序所处的运行环境。
程序抛出异常后，会对异常进行处理。异常处理将会改变程序的控制流程，出于安全性考虑，同时避免异常程序影响其他正常程序的运行，操作系统通常将出现异常的程序强行终止，并弹出系统错误提示。

> public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        int result = divide(4, 0);
        System.out.println(result);
    }
   public static int divide(int x,int y){
            int result=x/y;
            return result;
    }
}

在这里插入图片描述
由上可知，程序抛出了算术异常（ArithmeticException），提示运算时出现了被0除的情况。异常发生后，程序会立即结束，无法继续向下执行。
ArithmeticException是一个异常类，java提供了大量的异常类，每一个异常类都表示一种预定义的异常，这些异常类都继承自java.lang包下的Throwable类，
在这里插入图片描述

Throwable类是所有异常类的父类，它有两个直接子类：Error类和Exception类,其中，Error类代表程序中产生的错误，Exception类代表程序中产生的异常。

● Error类称为错误类，它表示java程序运行时产生的系统内部错误或资源耗尽的错误，这类错误比较严重，仅靠修改程序本身是不能恢复执行的。例如，使用java命令运行一个不存在的类就会出现Error错误。
● Exception类称为异常类，它表示程序本身可以处理的错误，在java程序中进行的异常处理，都是针对Exception类及其子类的。在Exception类的众多子类中有一个特殊的子类——RuntimeException类，该类及其子类用于表示运行时异常。Exception类的其他子类都用于表示编译时异常。

从JavaAPI中查阅可知，Error错误类的子类：
在这里插入图片描述
Examption错误类的子类:

Throwable常用方法

方法声明	功能描述
String getMessage()	返回异常的消息字符串
String toString()	返回异常的简单信息描述
void printStack Trace()	获取异常类名和异常信息以及异常出现在程序中的位置，把信息输出到控制台

运行时异常和编译时异常

在实际开发中，经常会在程序编译时产生异常，这些异常必须处理，否则程序无法正常运行，这种异常被称为编译时异常，也称为check异常。
还有一种异常是在程序运行时产生的，这种异常即使不编写异常处理代码，依然可以通过编译，因为被称为运行时异常，也称为unchecked异常。

编译时异常

在Exception类中，除了RuntimeException类以外，其他子类都是编译时异常。java编译器会对编译时异常进行检查。出现异常必须对其进行处理。
处理编译时异常的两种方式：
● 使用try…catch语句对异常进行捕获处理。
● 使用throws关键字声明抛出异常，由调用者对异常进行处理。

运行时异常

RuntimeException类及其子类都是运行时异常。运行时异常是在程序进行时由java虚拟机自动进行捕获的，java编译器不会对异常进行检查。不需要上述语句或关键字声明，程序也能编译通过，只是在运行过程可能报错。

常见的运行时异常：

运行时异常	描述
ArithmeticException	算术异常
IndexOutOfBoundException	索引越界异常
ClassCastException	类型转换异常
NullPointerException	空指针异常
NumberFormatException	数字格式化异常

运行时异常一般是由程序中的逻辑错误引起的，在程序运行时无法恢复，例如，通过数组的索引访问数组的元素时，如果索引超过了数组范围，就会发生索引越界异常，代码如下：
int[]arr=new int[5];
System.out.println(arr[6])
运行时产生数组越界异常

异常处理及其语法

异常的产生及处理

一般情况下，当程序在运行过程中发生了异常时，系统会捕获抛出的异常对象并输出相应的信息，同时终止程序的运行。这种情况并不是用户所期望的，因为需要让程序接收和处理异常对象，从而避免影响其他代码的执行。

当一个异常类的对象被捕获或接收后，程序就会发生流程跳转，系统中止当前的流程而跳转到专门的异常处理语句块，或直接跳出当前程序和java虚拟机回到操作系统。

处理异常的5个关键字

关键字	功能描述
try	放置可能引发异常的代码块
catch	后面对应异常类型和代码块，该代码用于处理这种类型的异常
finally	主要用于回收在try代码块里打开的物理资源，如，数据库连接，网络连接和磁盘文。异常机制保证finally代码块总是被执行
threw	用于抛出一个实际的异常，它可以单独作为语句来抛出一个具体的异常对象
throws	用在方法签名中，用于声明该方法可能抛出的异常

try…catch语句

在进行除0运算时发生了异常导致程序立即终止，所以程序无法继续执行发生异常后的代码。为了使异常发生后的程序代码正常运行，程序需要捕获异常并进行处理。
java提供了try…catch语句用于捕获并处理异常，其语法格式如下：

try{
代码块
}catch(ExceptionType e){
代码块
}

try代码中编写可能发生异常的java语句，在catch代码种编写针对异常进行处理的代码。
当try代码块中的程序发生了异常时，系统会将异常的信息封装成一个异常对象，并将这个对象传递给catch代码进行处理。
catch代码块需要一个参数指明它能够接收的异常类型，这个参数必须是Exception类或其子类。
编写try…catch语句时，需要注意以下几点：

● try代码块是必须的
● catch代码块可以有多个，但捕获父类异常的catch代码块必须位于捕获子类异常的catch代码块后面
●catch代码块必须位于try代码块后面

try…catch语句的异常处理流程图如下：

对除0运算中的异常信息进行捕获：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int result = divide(4, 0);
            System.out.println(result);
        }catch (Exception e)
        {
            System.out.println("捕获的异常信息为:"+e.getMessage());
        }
        System.out.println("程序继续向下执行");
    }
   public static int divide(int x,int y){
            int result=x/y;
            return result;
    }
}

在这里插入图片描述
在try代码块中，发生异常的语句后面的代码是不会被执行的。

finally语句

有时候希望一些语句无论程序是否发生异常都需要执行，这时就可以在try…catch语句后加一个finally代码块。
finally代码块是try…catch…finally或try…finally结构的一部分，finally代码块只能出现在try…catch或try代码块之后，不能单独出现。
语法结构如下：

try{
代码块
}catch(Exceptiontype e){
代码块
}finally{
代码块
}

try…catch…finally语句的异常处理流程图如下：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int result = divide(4, 0);
            System.out.println(result);
        }catch (Exception e)
        {
            System.out.println("捕获的异常信息为:"+e.getMessage());
            return;//用于结束当前的方法
        }finally{
            System.out.println("进入finnally代码块");
        }
        System.out.println("程序继续向下执行");
    }
   public static int divide(int x,int y){
            int result=x/y;
            return result;
    }
}

在这里插入图片描述

在catch语句中添加了return语句作为方法的结束，第13行代码就不会执行了。但是finall代码块中的代码会执行，不受return语句影响。无论程序发生异常还是使用return语句结束，final代码块中的语句都会执行。
在程序设计时，通常会使用finally代码块处理必须做的事情，如释放系统资源。

System(0)表示退出当前的java虚拟机，任何代码都不能再执行。

抛出异常

有些异常不需要处理，此时可以将异常抛出，让该类的调用者处理，java提供了throws关键字和throw关键字用于抛出异常。

throws关键字

实际开发中，大部分情况下程序开发者会调用别人的方法，并不知道别人编写的方法是否会发生异常。
java允许在方法的后面使用throws关键字声明该方法有可能发生的异常，这样调用者在调用该方法时，就明确地知道该方法有异常，必须对异常进行处理。
语法格式：

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

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        int result=divide(4,2);
        System.out.println(result);
    }
   public static int divide(int x,int y) throws Exception{
            int result=x/y;
            return result;
    }
}

在这里插入图片描述
传入第二个参数为2，运行程序依然会提示错误，这是因为定义divide()方法时使用throws关键字声明了该方法可能抛出的异常，调用者必须在调用divide()方法时对抛出的异常进行处理。

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int result=divide(4,2);
            System.out.println(result);
        }catch(Exception e)
        {
            e.printStackTrace();//打印捕获的异常信息
        }

    }
   public static int divide(int x,int y) throws Exception{
            int result=x/y;
            return result;
    }
}

在调用方法时，如果不知道如何处理声明抛出的异常，也可以使用throws关键字继续将异常抛出，这样程序也能编译通过。使用throws关键字重抛异常时，程序发生了异常，并且上一层调用者也无法处理异常时，那么异常会继续被向上抛出，最终直到系统接收到异常，中止程序执行。

public class test1 {
    public static void main(String[] args)throws Exception{//将divide方法声明的异常继续抛出
        try {
            int result=divide(4,0);
            System.out.println(result);
        }catch(Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        }

    }
   public static int divide(int x,int y) throws Exception{
            int result=x/y;
            return result;
    }
}

在这里插入图片描述
main方法继续使用throws关键字将Exception抛出，程序虽然可以通过编译，但并没有对异常进行处理，程序中止运行。

throw关键字

与throws关键字不同，throw关键字用于方法体内，抛出的是一个异常实例，每次只能抛出一个异常实例。
语法格式

throw ExceptionInstance
在方法中，通过throw关键字抛出异常后，还需要使用throws关键字或try…catch语句对异常进行处理。
如果throw抛出的是Error、RuntimeException或它们的子类异常对象，则无需使用上述对异常进行处理。

使用throw关键字抛出异常，通常有以下两种情况

●当throw关键字抛出的异常时编译时异常时，有两种处理方式：
Ⅰ在try代码块里使用throw关键字抛出异常，通过try代码块捕获该异常；
Ⅱ在一个有throws声明的方法中使用throw关键字抛出异常，把异常交给该方法的调用者处理。
●抛出的异常时运行时异常时，程序既可以显示使用try…catch语句捕获并处理该异常，也可以完全不理会该异常，而把该异常交给方法的调用者处理。

public class test1 {
    public static void printAge(int age) throws Exception{
        if(age<0){
            throw new Exception("输入的年龄有误，必须是正整数");
        }
        else {
            System.out.println("此人年龄为:"+age);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        int age=-1;
        try {
            printAge(age);
        }catch (Exception e){
            System.out.println("捕获的异常信息为:"+e.getMessage());
        }
    }
}

在这里插入图片描述
上述代码中，throws声明的printAge方法中使用throw抛出异常实例，将异常交给main方中的调用者处理，交给catch方法处理该异常。

自定义异常类

自定义异常类解决程序开发中程序中特有的异常情况。
自定义异常类必须继承Exception类或其子类。
使用自定义异常类，需要用到throw关键字。使用throw关键字在方法中声明异常的实例对象。声明格式如下

throw Exception 异常对象

class DivideByMinusException extends Exception{
    public DivideByMinusException(){//调用Exception无参构造方法
        super();
    }
    public DivideByMinusException(String message)//调用Exception有参构造方法
    {
        super(message);
    }
}
public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        int result=divide(4,-2);
        System.out.println(result);
    }
    public static int divide(int x,int y){
        if(y<0){
            throw new DivideByMinusException("除数是负数");
        }
        int result=x/y;
        return result;
    }
}

在这里插入图片描述
程序编译时出现了异常，在一个方法内使用throw关键字抛出异常对象时，需要使用try…catch语句对抛出的异常进行处理，或在divide方法后面使用throws关键字声明抛出对象，由该方法的调用者处理。

class DivideByMinusException extends Exception{
    public DivideByMinusException(){//调用Exception无参构造方法
        super();
    }
    public DivideByMinusException(String message)//调用Exception有参构造方法
    {
        super(message);
    }
}
public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int result=divide(4,-2);
            System.out.println(result);
        }catch (DivideByMinusException e){
            System.out.println(e.getMessage());
        }

    }
    public static int divide(int x,int y) throws DivideByMinusException{
        if(y<0){
            throw new DivideByMinusException("除数是负数");
        }
        int result=x/y;
        return result;
    }
}

在这里插入图片描述