1、異常的概念和體系結(jié)構(gòu)

1.1異常的概念

Java中，在程序執(zhí)行過程中發(fā)生的不正常行為稱為異常。比如之前一直遇到的：

（1）算數(shù)異常

System.out.prinntln(10/0);

（2）數(shù)組越界異常

int[] arr={1,2,3};
System.out.println(arr[5]);

（3）空指針異常

int[] arr=null;
System.out.println(arr.length());

1.2異常的體系結(jié)構(gòu)及分類

• Throwable：是異常體系的頂尖層，派生出兩個(gè)鐘要的子類：而Error、Exception
• Error：指的是Java虛擬機(jī)無法解決的嚴(yán)重問題
• Exception：就是我們平常所說的異常。程序員可以以通過代碼進(jìn)行處理，使程序繼續(xù)執(zhí)行。

【異常的分類】

• 運(yùn)行時(shí)異常（受查異常）：RuntimeException下的所有異常為運(yùn)行時(shí)異常
• 編譯時(shí)異常（非受查異常）：IOException、ClassNotFoundException、CloneNotSupportedException為編譯時(shí)異常

【注】編譯時(shí)出現(xiàn)的語法錯(cuò)誤，不能稱之為異常。運(yùn)行時(shí)指的是程序已經(jīng)編譯通過得到class文件了，再由JVM執(zhí)行過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。

2、異常的處理

在Java中，異常處理主要的五個(gè)關(guān)鍵字：throw、try、catch、final、throws

2.1防御式編程

（1）LBYL：look before you leap，在操作之前就做充足的檢查（事前防御型）

boolean ret=false;
ret=登陸游戲();
if(!ret){
    處理登陸游戲錯(cuò)誤;
    return;
}
ret=開始匹配();
if(!ret){
    處理匹配錯(cuò)誤;
    return;
}
………………

缺陷：正常流程和錯(cuò)誤處理代碼混在一起，代碼整體顯得比較混亂。

（2）EAFP：it is easier to ask forgiveness than permission,先操作，遇到問題再解決。（事后認(rèn)錯(cuò)型）

try{
   登陸游戲();
   開始匹配();
}catch(登陸游戲異常){
    處理登陸游戲異常;
}catch(開始匹配異常){
    處理匹配異常;
}

2.2異常地拋出

在Java中，可以借助throw關(guān)鍵字，拋出自定義異常，將錯(cuò)誤信息告知給調(diào)用者。語法如下：

throw  new  XXXException("異常產(chǎn)生的原因");

【例】實(shí)現(xiàn)一個(gè)方法，獲取數(shù)組中任意下標(biāo)位置的元素

public static int getElement(int[] array, int index){
        if(null == array){
            throw new NullPointerException("傳遞的數(shù)組為null");
        }
        if(index < 0 || index >= array.length){
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("傳遞的數(shù)組下標(biāo)越界");
        }
        return array[index];
    }

【注】

• throw必須寫在方法的內(nèi)部
• 拋出的對(duì)象必須是Exception或Exception的子類對(duì)象
• 如果拋出的是編譯時(shí)異常，用戶必須處理，否則無法通過編譯
• 如果拋出的是RuntimeException或其子類，可以不用處理，直接交給JVM來處理
• 異常一旦拋出，后面的代碼不會(huì)再執(zhí)行

2.3異常的捕獲

異常的具體處理方式，主要有兩種：異常聲明throws和try-catch捕獲處理

printStackTrace()打印異常

（1）異常聲明throws

當(dāng)前方法不處理異常，提醒方法的調(diào)用者處理異常。

語法格式：

修飾符 返回值類型 方法名(參數(shù)列表) throws 異常類型1，異常類型2...{} 

【例】加載指定的配置文件

public class Config {
        File file;
        /*
        FileNotFoundException : 編譯時(shí)異常，表明文件不存在
        此處不處理，也沒有能力處理，應(yīng)該將錯(cuò)誤信息報(bào)告給調(diào)用者，讓調(diào)用者檢查文件名字是否給錯(cuò)誤了
        */
        public void OpenConfig(String filename) throws FileNotFoundException {
            if(filename.equals("config.ini")){
                throw new FileNotFoundException("配置文件名字不對(duì)");
            }
        // 打開文件
        }

【注】

• throws必須跟在參數(shù)列表的后面。
• 聲名的異常必須是Exception或Exception的子類。
• 方法的內(nèi)部如果拋出多個(gè)異常，throws后面必須跟多個(gè)異常類型，用逗號(hào)隔開。如果拋出的異常之間有父子關(guān)系，直接聲明父類異常即可。
• 調(diào)用聲明拋出異常的方法時(shí)，調(diào)用者必須對(duì)異常進(jìn)行處理，或者繼續(xù)使用throws。

（2）try-catch捕獲并處理

throws并沒有對(duì)異常真正處理，而是將異常報(bào)告給異常方法的調(diào)用者。如果真正要對(duì)異常進(jìn)行處理，需要try-catch。

【語法如下】

try{
    // 將可能出現(xiàn)異常的代碼放在這里
}catch(要捕獲的異常類型 e){
    // 如果try中的代碼拋出異常了，此處catch捕獲時(shí)異常類型與try中拋出的異常類型一致時(shí)，或者是try中拋出異常的父類時(shí)，就會(huì)被捕獲到
    // 對(duì)異常就可以正常處理，處理完成后，跳出try-catch結(jié)構(gòu)，繼續(xù)執(zhí)行后序代碼
}【catch(異常類型 e){
    // 對(duì)異常進(jìn)行處理
}finally{
    // 此處代碼一定會(huì)被執(zhí)行到
}】
// 后序代碼
// 當(dāng)異常被捕獲到時(shí)，異常就被處理了，這里的后序代碼一定會(huì)執(zhí)行
// 如果捕獲了，由于捕獲時(shí)類型不對(duì)，那就沒有捕獲到，這里的代碼就不會(huì)被執(zhí)行

注意： 
1. 【】中表示可選項(xiàng)，可以添加，也可以不用添加 
2. try中的代碼可能會(huì)拋出異常，也可能不會(huì)

【注意】

• try塊中拋出異常位置后的代碼不會(huì)被執(zhí)行
• 如果拋出異常類型與catch類型不匹配，即異常不會(huì)被成功捕獲，則需要JVM來處理異常------異常是按照類型來捕獲的。
• rey中可能會(huì)拋出多個(gè)不同的異常對(duì)象，必須用多個(gè)catch來捕獲。
• 如果異常之間有父子類關(guān)系，必須子類異常在前catch，父類異常在后catch，否則語法錯(cuò)誤。
• 可以通過一個(gè)catch來捕獲多個(gè)異常（不推薦）。

由于Exception類是所有異常的子類，因此可以用這個(gè)類型來捕捉所有異常。catch進(jìn)行類型匹配時(shí)，不光會(huì)匹配相同類型的異常對(duì)象，也會(huì)捕捉目標(biāo)異常類型的子類對(duì)象。

（3）finally

在寫程序時(shí)，有些特定的代碼，無論程序是否發(fā)生異常，都需要執(zhí)行，比如程序正常打開的資源，有時(shí)候必須對(duì)資源進(jìn)行回收。另外，異常會(huì)引發(fā)程序的跳轉(zhuǎn)，可能導(dǎo)致有些語句執(zhí)行不到，此時(shí)需要finally來解決這個(gè)問題。

【語法格式】

try{
    // 可能會(huì)發(fā)生異常的代碼
}catch(異常類型 e){
    // 對(duì)捕獲到的異常進(jìn)行處理
}finally{
    // 此處的語句無論是否發(fā)生異常，都會(huì)被執(zhí)行到
}
// 如果沒有拋出異常，或者異常被捕獲處理了，這里的代碼也會(huì)執(zhí)行

【問題】既然finally和try-catch-finally后的代碼都會(huì)被執(zhí)行，那為什么還要有finally呢？

當(dāng)catch沒有捕獲到異常時(shí)，此時(shí)需要JVM來捕獲異常，程序可能不能正常運(yùn)行，finally后面的代碼就不會(huì)被執(zhí)行。而finally中的代碼一定會(huì)被執(zhí)行。

【注】finally中的代碼一定會(huì)被執(zhí)行，一般在其中進(jìn)行資源清理的掃尾工作。

如下代碼：

public static int func(){
   try{
      return 10;
   }finally{
      return 20;
   }
}
//此時(shí)返回20；

finally執(zhí)行的時(shí)機(jī)是方法返回之前（try或者catch中如果有return會(huì)在return之前執(zhí)行finally）。但是如果finally中也存在return語句，那么就會(huì)執(zhí)行finally中的return，從而不會(huì)執(zhí)行到try中原有的return。

2.4異常的處理流程

關(guān)于“調(diào)用棧”：

方法之間存在相互調(diào)用的關(guān)系，可以用“調(diào)用棧”來描述。在JVM中有一塊內(nèi)存空間稱之為：“虛擬機(jī)棧”專門存儲(chǔ)方法之間的調(diào)用關(guān)系。當(dāng)代碼中出現(xiàn)異常的時(shí)候，我們就可以使用e.printStackTrace();的方法查看出現(xiàn)異常代碼的調(diào)用棧。

如果本方法中沒有合適的處理異常的方法，就會(huì)沿著調(diào)用棧向上傳遞，如果一直向上傳遞都沒有找到合適的方法，最終會(huì)交給JVM來處理，程序就會(huì)異常終止。

【程序異常處理的流程】

• 程序先執(zhí)行try中的代碼
• 如果try中的代碼出現(xiàn)異常，就會(huì)結(jié)束try，在catch中進(jìn)行異常匹配
• 如果找到匹配的異常類型，就會(huì)執(zhí)行catch中的代碼
• 如果沒有找到，就會(huì)將異常向上傳遞到上層調(diào)用者
• 無論是否找到匹配的異常類型，finally中的代碼都會(huì)執(zhí)行（在該方法結(jié)束之前執(zhí)行）
• 如果上層調(diào)用者也不能處理異常，就繼續(xù)向上傳遞
• 一直到main方法也沒有合適的代碼處理異常，就會(huì)交給JVM來處理，此時(shí)程序異常終止。

3、自定義異常類

具體方法：

• 自定義異常類，然后繼承自Exception或者RunTimeException。
• 實(shí)現(xiàn)一個(gè)帶有String類型參數(shù)的構(gòu)造方法。

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

【注】

• 自定義異常通常會(huì)繼承自Exception或者RunTimeException。
• 繼承自Exception的異常默認(rèn)為受查異常。
• 繼承自RunTimeException的異常默認(rèn)為非受查異常。

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