一起分析Java中异常的产生原因及处理
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- 2022-05-31 11:31:332839浏览
本篇文章给大家带来了关于java的相关知识，其中主要介绍了关于异常的相关问题，异常又称为例外，是一个在程序执行期间发生的事件，它中断正在执行程序的正常指令流，下面一起来看一下，希望对大家有帮助。
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Java中的异常（Exception）又称为例外，是一个在程序执行期间发生的事件，它中断正在执行程序的正常指令流。为了能够及时有效地处理程序中的运行错误，必须使用异常类。
1. 异常产生的原因和分类
1.1 异常产生的原因
在Java中异常产生，主要是有三种原因：
（1）编写程序代码中的错误产生的异常，比如数组越界、空指针异常等，这种异常叫做未检查的异常，一般需要在类中处理这些异常
（2）Java内部错误发生的异常，Java虚拟机产生异常
（3）通过throw（抛出异常）语句手动生成的异常，这种异常叫做检查的异常，一般是用来给方法调用者一些必要的信息
1.2 异常分类
（1）Throwable：是异常体系的顶层类，其派生出两个重要的子类, Error 和 Exception
而 Error 和 Exception 两子类分别表示错误和异常。
区别就是不检查异常（Unchecked Exception）和检查异常（Checked Exception）。
（2）Exception 类用于用户程序可能出现的异常情况，它也是用来创建自定义异常类型类的类。
（3）Error 定义了在通常环境下不希望被程序捕获的异常。Error 类型的异常用于 Java 运行时由系统显示与运行时系统本身有关的错误。堆栈溢出是这种错误的一例。
异常可能在编译时发生，也有可能在程序运行时发生，根据发生时机不同，可以分为：
运行时异常都是 RuntimeException 类及其子类异常，如 NullPointerException、IndexOutOfBoundsException 等，这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。这些异常一般由程序逻辑错误引起，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。
比如：
编译时异常是指 RuntimeException 以外的异常，类型上都属于 Exception 类及其子类。从程序语法角度讲是必须进行处理的异常，如果不处理，程序就不能编译通过。如 IOException、ClassNotFoundException 等以及用户自定义的 Exception 异常，一般情况下不自定义检查异常。
比如
class Person implements Cloneable{
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
Person person =new Person();
Person person1 =(Person) person.clone();
}
}
2. 异常的处理
2.1 防御式编程
错误在代码中是客观存在的. 所以要让程序出现问题的时候快速通知程序猿.
通知有两种方式：
（1）LBYL 在操作之前就做充分的检查
private static int pide() {
int a = 0, b = 0;
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
a = scanner.nextInt();
b = scanner.nextInt();
if (b == 0) {
System.out.println("除数为0");
return 0;
} else {
return a / b;
}
}
缺点：正常流程和错误处理流程代码混在一起, 代码整体条理不清晰。
（2）EAFP 先操作遇到问题再处理
private static int pide() {
int a = 0, b = 0;
try (Scanner scanner = new Scanner(System.in)) {
a = scanner.nextInt();
b = scanner.nextInt();
return a / b;
} catch (ArithmeticException exception) {
System.out.println("除数为0");
return 0;
}
}
优点：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
处理异常的核心思想就是EAFP
2.2 异常的抛出（throw）
在编写程序时，如果程序中出现错误，这就需要将错误的信息通知给调用者
这里就可以借助关键字throw，抛出一个指定的异常对象，将错误信息告知给调用者。
比如写一个运行时异常
public static void func2(int a) {
if(a == 0) {
//抛出的是一个指定的异常，最多的使用方式是，抛出一个自定义的异常
throw new RuntimeException("a==0");
}
}
public static void main(String[] args) {
func2(0);
}
注意：
（1）throw必须写在方法体内部
（2）如果抛出的是编译时异常，用户就必须要处理，否则无法通过编译
（3）如果抛出的运行时异常，则可以不用处理，直接交给JVM来处理
（4）一旦出现异常，后面的代码就不会执行
2.3 异常的捕获
2.3.1 throws异常声明
throws处在方法声明时参数列表之后，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。
格式：
修饰符 返回值类型 方法名(参数列表) throws 异常类型 {
}
如果说方法内部抛出了多个异常，throws之后就必须跟多个异常类型，用逗号进行分隔
public static void func2(int a) throws CloneNotSupportedException, FileNotFoundException {
if(a == 0) {
throw new CloneNotSupportedException("a==0");
}
if(a == 1) {
throw new FileNotFoundException();
}
}
如果抛出多个异常类型有父子关系，直接声明父类
public static void func2(int a) throws Exception {
if(a == 0) {
throw new CloneNotSupportedException("a==0");
}
if(a == 1) {
throw new FileNotFoundException();
}
}
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
public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, CloneNotSupportedException {
func2(0);
}
2.3.2 try-catch捕获异常并处理
当程序抛出异常的时候，程序员通过try-each处理了异常
public static void main(String[] args) {
try {
int[] array = null;
System.out.println(array.length);
}catch (NullPointerException e) {
System.out.println("捕获到了一个空指针异常！");
}
System.out.println("其他程序！");
}
如果程序抛出异常，不处理异常，那就会交给JVM处理，JVM处理就会把程序立即终止
并且，即使用了try-each 也必须捕获一个对应的异常，如果不是对应异常，也会让JVM进行处理
如果try抛出多个异常，就必须用多个catch进行捕获
这里注意，用多个catch进行捕获，不是同时进行捕获的，因为不可能同时抛不同的异常
public static void main(String[] args) {
try {
int[] array = null;
System.out.println(array.length);
}catch (NullPointerException e) {
System.out.println("捕获到了一个空指针异常！");
}catch (ArithmeticException e) {
System.out.println("捕获到了一个算术异常！");
}
System.out.println("其它代码逻辑！");
}
也可以简写一下
public static void main(String[] args) {
try {
int[] array = null;
System.out.println(array.length);
}catch (NullPointerException | ArithmeticException e) {
System.out.println("捕获到了一个空指针或算术异常！");
}
System.out.println("其它代码逻辑！");
}
如果异常之间具有父子关系，那就必须子类异常在前，父类异常在后catch，不然会报错
public static void main(String[] args) {
try {
int[] array = null;
System.out.println(array.length);
}catch (NullPointerException e) {
System.out.println("捕获到了一个空指针异常！");
}catch (Exception) {
System.out.println("捕获到了一个算术异常！");
}
System.out.println("其它代码逻辑！");
}
2.3.3 finally
finally用来进行资源回收，不论程序正常运行还是退出，都需要回收资源
并且异常会引发程序的跳转，可能会导致有些语句执行不到
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
try {
int[] array = null;
System.out.println(array.length);
}catch (NullPointerException e) {
System.out.println("捕获到了一个空指针异常！");
}catch (ArithmeticException e) {
System.out.println("捕获到了一个算术异常！");
}finally {
scanner.close();
System.out.println("进行资源关闭！");
}
System.out.println("其它代码逻辑！");
}
如果不为空，那么finally还会被执行吗
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
try {
int[] array = {1,2,3};
System.out.println(array.length);
}catch (NullPointerException e) {
System.out.println("捕获到了一个空指针异常！");
}catch (ArithmeticException e) {
System.out.println("捕获到了一个算术异常！");
}finally {
scanner.close();
System.out.println("进行资源关闭！");
}
System.out.println("其它代码逻辑！");
}
所以，不管程序会不会抛出异常，finally都会执行
如果将资源写在try中会自动帮助，关掉资源的
public static void main(String[] args) {
try (Scanner scanner = new Scanner(System.in)) {
int[] array = {1, 2, 3};
System.out.println(array.length);
} catch (NullPointerException e) {
System.out.println("捕获到了一个空指针异常！");
} catch (ArithmeticException e) {
System.out.println("捕获到了一个算术异常！");
} finally {
System.out.println("进行资源关闭！");
}
System.out.println("其它代码逻辑！");
}
下面看这一段代码
public static int func(int a) {
try{
if(a == 0) {
throw new ArithmeticException();
}
return a;
} catch (ArithmeticException e) {
System.out.println("算术异常！");
} finally {
return 20;
}
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(func(10));
}
可以发现即使有return，finally也会被执行
总结一下：
throw抛出异常，throws声明异常
finally语句一定会执行
3.自定义异常类
虽然java中有很多异常类，但是在实际开发中所遇到的一些异常，不能完全表示，
所以这就需要我们自定义异常类
举一个例子
先自定义一个运行时异常
//自定义了一个运行时异常
public class MyException extends RuntimeException{
public MyException() {
}
public MyException(String message) {
super(message);
}
}
写一个类来捕获这个自定义异常
public class Test04 {
public static void func(int a ) {
throw new MyException("呵呵！");
}
public static void main(String[] args) {
try {
func(20);
}catch (MyException myException) {
myException.printStackTrace();
}finally {
System.out.println("sadasdasd");
}
}
}
下面写一个用户登录的自定义异常类
class UserNameException extends RuntimeException {
public UserNameException() {
}
public UserNameException(String message) {
super(message);
}
}
class PasswordException extends RuntimeException {
public PasswordException() {
}
public PasswordException(String message) {
super(message);
}
}
public class LogIn {
private static String uName = "admin";
private static String pword = "1111";
public static void loginInfo(String userName, String password) {
if ( !uName.equals(userName)) {
throw new UserNameException("用户名错误！");
}
if ( !pword.equals(password)) {
throw new RuntimeException("密码错误！");
}
System.out.println("登录成功！");
}
public static void main(String[] args) {
try {
loginInfo("admin","1111");
} catch (UserNameException e) {
e.printStackTrace();
} catch (PasswordException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
注意：
自定义异常默认会继承 Exception 或者 RuntimeException
继承于 Exception 的异常默认是受查异常
继承于 RuntimeException 的异常默认是非受查异常
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