java基础之异常处理机制



一、异常概述与异常体系结构

1. 异常概述

引入

在使用计算机语言进行项目开发的过程中，即使程序员把代码写得尽善尽美，在系统的运行过程中仍然会遇到一些问题，因为很多问题不是靠代码能够避免的，比如：客户输入数据的格式，读取文件是否存在，网络是否始终保持通畅等等。

概念

在Java语言中，将程序执行中发生的不正常情况称为 “ 异常 ”。 (开发过程中的语法错误和逻辑错误不是异常)

2. 分类

2.1 Error vs Exception

Java程序在执行过程中所发生的异常事件可分为两类：

（1） Error

Java虚拟机无法解决的严重问题。如：JVM系统内部错误、资源耗尽等严重情况。比如：和。一般不编写针对性的代码进行处理。

（2）Exception

其它因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题，可以使用针对性的代码进行处理。例如：

对于这些错误，一般有两种解决方法：

• 遇到错误就终止程序的运行。
• 由程序员在编写程序时，就考虑到错误的检测、错误消息的提示，以及错误的处理。

注意：程序员通常只能处理Exception，而对Error无能为力。

2.2 编译时异常vs运行时异常

分类：编译时异常和运行时异常

（1）编译时异常

编译时异常是指编译器要求必须处置的异常。即程序在运行时由于外界因素造成的一般性异常。编译器要求Java程序必须捕获或声明所有编译时异常。

对于这类异常，如果程序不处理，可能会带来意想不到的结果。

举例：

（2）运行时异常

运行时异常是指编译器不要求强制处置的异常。一般是指编程时的逻辑错误，是程序员应该积极避免其出现的异常。类及它的子类都是运行时异常。

对于这类异常，可以不作处理，因为这类异常很普遍，若全处理可能会对程序的可读性和运行效率产生影响。

举例：

注意： 捕获错误最理想的是在编译期间，但有的错误只有在运行时才会发生。

3. 常见异常

3.1 分类

（1）

• …

（2）

（3）

（4）

（5）

（6）

3.2 代码演示

：

public class Order { public static void main(String[] args) { Object obj = new Date(); Order order; order = (Order) obj; System.out.println(order); } } 

：

public class IndexOutExp { public static void main(String[] args) { String friends[] = { "lisa", "bily", "kessy" }; for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(friends[i]); // friends[4]? } System.out.println(" this is the end"); } } 

：

public class NullRef { int i = 1; public static void main(String[] args) { NullRef t = new NullRef(); t = null; System.out.println(t.i); } } 

：

public class DivideZero { int x; public static void main(String[] args) { int y; DivideZero c=new DivideZero(); y=3/c.x; System.out.println("program ends ok!"); } } 

：

 public void test1(){ String str = "123"; str = "abc"; int num = Integer.parseInt(str); } 

：

public void test1(){ Scanner scanner = new Scanner(System.in); int score = scanner.nextInt(); System.out.println(score); scanner.close(); } 

二、异常处理机制

1. 概述

（1）在编写程序时，经常要在可能出现错误的地方加上检测的代码。

如进行运算时，要检测分母为0，数据为空，输入的不是数据，而是字符等。过多的分支会导致程序的代码加长、臃肿、可读性差。因此采用异常处理机制。

（2）Java采用的异常处理机制，是将异常处理的程序代码集中在一起，与正常的程序代码分开，使得程序简洁、优雅，并易于维护。

（3）Java提供的是异常处理的抓抛模型。

Java程序的执行过程中如出现异常，会生成一个异常类对象，该异常对象将被提交给Java运行时系统，这个过程称为抛出()异常。

过程一：“抛”：程序在正常执行的过程中，一旦出现异常，就会在异常代码处生成一个对应异常类的对象。并将此对象抛出。一旦抛出对象以后，其后的代码就不再执行。

过程二：“抓”：可以理解为异常的处理方式：

（4）异常对象的生成 ：

首先要生成异常类对象，然后通过语句实现抛出操作(提交给Java运行环境)。

• 由虚拟机自动生成：

程序运行过程中，虚拟机检测到程序发生了问题，如果在当前代码中没有找到相应的处理程序，就会在后台自动创建一个对应异常类的实例对象并抛出——自动抛出

• 由开发人员手动创建：

——创建好的异常对象不抛出对程序没有任何影响，和创建一个普通对象一样。

2. 异常处理机制一之try-catch-finally

2.1 语法格式

 try{ ...... //可能产生异常的代码 } catch( ExceptionName1 e ){ ...... //当产生ExceptionName1型异常时的处置措施 } catch( ExceptionName2 e ){ ...... //当产生ExceptionName2型异常时的处置措施 } finally{ ...... //无论是否发生异常，都无条件执行的语句 } 

2.2 使用

（1）

① 捕获异常的第一步是用语句块选定捕获异常的范围，将可能出现异常的代码放在语句块中。

② 在执行过程中，一旦出现异常，就会生成一个对应异常类的对象，根据此对象的类型，去中进行匹配。

③ 一旦中的异常对象匹配到某一个时，就进入中进行异常的处理。

④ 一旦处理完成，就跳出当前的 结构（在没有写的情况），继续执行其后的代码。

以上执行步骤顺序：① ==> ② ==> ③ ==> ④

在结构中声明的变量，再出了结构以后，就不能再被调用。

结构可以嵌套。

（2） (Exceptiontype e)

• 在语句块中是对异常对象进行处理的代码。
• 每个语句块可以伴随一个或多个语句，用于处理可能产生的不同类型的异常对象。
• 如果明确知道产生的是何种异常，可以用该异常类作为的参数，也可以用其父类作为的参数。
• 中的异常类型如果满足子父类关系，则要求子类一定声明在父类的上面。否则，报错。
• 中的异常类型如果没有满足子父类关系，则谁声明在上，谁声明在下无所谓。比如：可以用 类作为参数的地方，就可以用类作为参数，或者用所有异常的父类类作为参数。但不能是与类无关的异常，如（catch中的语句将不会执行）。

（3）捕获异常的有关信息（写在语句中）：

与其它对象一样，可以访问一个异常对象的成员变量或调用它的方法。

• 获取异常信息，返回字符串 。
• 获取异常类名和异常信息，以及异常出 现在程序中的位置。返回值void。

（4）finally

• 语句和语句是任选的。
• 不论在代码块中是否发生了异常事件，语句是否执行，语句是否有异常，语句中是否有， 块中的语句都会被执行。
• 捕获异常的最后一步是通过语句为异常处理提供一个统一的出口，使得在控制流转到程序的其它部分以前，能够对程序的状态作统一的管理。

2.3 代码演示

//举例一： /* 例子一使用的异常都是RuntimeException类或是它的子类，这些类的异常的特点是： 即使没有使用try和catch捕获，Java自己也能捕获，并且编译通过(但运行时会发生异常使得程序运行终止)。 */ public class IndexOutExp { public static void main(String[] args) { String friends[] = { "lisa", "bily", "kessy" }; try { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(friends[i]); } } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) { System.out.println("index err"); } System.out.println(" this is the end"); } } /* output： lisa bily kessy index err this is the end */ //举例二： /* 如果抛出的异常是IOException等类型的非运行时异常，则必须捕获，否则 编译错误。也就是说，我们必须处理编译时异常，将异常进行捕捉，转化为 运行时异常。 */ public class IOExp { public static void main(String[] args) { FileInputStream in = new FileInputStream("atguigushk.txt"); int b; b = in.read(); while (b != -1) { System.out.print((char) b); b = in.read(); } in.close(); } } 

3. 异常处理机制二之声明抛出异常throws

3.1 语法格式

"throws + 异常类型"写在方法的声明处。指明此方法执行时，可能会抛出的异常类型。

public void readFile(String file) throws FileNotFoundException { …… // 读文件的操作可能产生FileNotFoundException类型的异常 FileInputStream fis = new FileInputStream(file); …… } 

3.2 使用

（1）声明抛出异常是Java中处理异常的第二种方式

（2）如果一个方法(中的语句执行时)可能生成某种异常，但是并不能确定如何处理这种异常，则此方法应显示地声明抛出异常，表明该方法将不对这些异常进行处理，而由该方法的调用者负责处理。

（3）在方法声明中用语句可以声明抛出异常的列表，后面的异常类型可以是方法中产生的异常类型，也可以是它的父类。

（4）一旦当方法体执行时，出现异常，仍会在异常代码处生成一个异java基础之异常处理机制常类的对象，此对象满足后的异常类型时，就会被抛出。异常代码后续的代码，就不再执行！

（5）重写方法不能抛出比被重写方法范围更大的异常类型。在多态的情况下， 对methodA()方法的调用-异常的捕获按父类声明的异常处理。

public class A { public void methodA() throws IOException { …… } } public class B1 extends A { public void methodA() throws FileNotFoundException { …… } } public class B2 extends A { public void methodA() throws Exception { //报错 …… } } 

4. try-catch-finally与throws的区别

（1）性质：

• :真正的将异常给处理掉了。
• 的方式只是将异常抛给了方法的调用者，并没有真正将异常处理掉。

（2）使用：

• 如果父类中被重写的方法没有方式处理异常，则子类重写的方法也不能使用，意味着如果子类重写的方法中有异常，必须使用方式处理。
• 执行的方法a中，先后又调用了另外的几个方法，这几个方法是递进关系执行的。我们建议这几个方法使用的方式进行处理。而执行的方法a可以考虑使用方式进行处理。

5. 手动抛出异常throw

Java异常类对象除在程序执行过程中出现异常时由系统自动生成并抛出，也可根据需要使用人工创建并抛出。

首先要生成异常类对象，然后通过语句实现抛出操作(提交给Java运行环境)。

可以抛出的异常必须是或其子类的实例。下面的语句在编译时将 会产生语法错误：

6. 用户自定义异常类

（1）一般地，用户自定义异常类都是的子类。

（2）自定义异常类通常需要编写几个重载的构造器。

（3）自定义异常需要提供 。

（3）自定义的异常通过抛出。

（4）自定义异常最重要的是异常类的名字，当异常出现时，可以根据名字判断异常类型。

（5）用户自定义异常类，用于描述数据取值范围错误信息。用户自己的异常类必须继承现有的异常类。

class MyException extends Exception { static final long serialVersionUID = L; private int idnumber; public MyException(String message, int id) { super(message); this.idnumber = id; } public int getId() { return idnumber; } } public class MyExpTest { public void regist(int num) throws MyException { if (num < 0) throw new MyException("人数为负值，不合理", 3); else System.out.println("登记人数" + num); } public void manager() { try { regist(100); } catch (MyException e) { System.out.print("登记失败，出错种类" +e.getId()); } System.out.print("本次登记操作结束"); } public static void main(String args[]) { MyExpTest t = new MyExpTest(); t.manager(); } } 

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