[学习笔记]Java异常机制

概述

异常

程序在执行时出现的不正常情况，是对问题的描写叙述。将问题进行对象的封装。

Java中的异常，就是对不正常情况进行描写叙述后的对象体现。

异常体系

Throwable

    |--Error

    |--Exception

          |--RuntimeException

• 当中Error类处理严重异常，一般不编写针对性的代码对其进行处理。
• Exception类处理非严重异常，能够使用针对性的处理方式进行处理。

不管Error或者Excption都具有一些共同的属性和方法，比方不正常情况的信息和引发原因等。

异常类方法

• getMessage()
  
  获取异常信息，返回字符串。

• toString()
  
  获取异常类名和异常信息，返回字符串。
• printStackTrace()
  
  获取异常类名和异常信息，以及异常出如今程序中的位置。直接打印，返回值void。
• printStackTrace(PrintStream s)
  
  通经常使用该方法将异常内容保存在日志文件里，以便查阅。

特点

异常体系中全部的类以及建立的对象都具有可抛性，也就是说能够被throw和throwskeyword操作，仅仅有异常体系具备这个特点。

throw和throws的使用方法

• throw定义在方法内，用于产生异常对象。

• throws定义在方法上，用于抛出方法内产生的异常类，抛出多个异经常使用逗号隔开。

演示样例

class Div {
  int div(int a, int b) throws Exception // 必须对其的调用进行捕获或声明以便抛出
  {
    return a / b;
  }
 
  int MultiEx(int a, int b) throws ArithmeticException, ArrayIndexOutOfBoundsException {
    int c = a / b;
    int[] arr = new int[a];
    System.out.println(arr[a]);
    return c;
  }
}
 
public class ExceptionDemo {
  public static void main(String[] args) // throws Exception
  {
    Div d = new Div();
    try {
      int x = d.div(2, 0);
      System.out.println("x = " + x);
    } catch (Exception e) {
      System.out.println("异常！
");
      System.out.println(e.getMessage()); // 异常信息
      System.out.println(e.toString()); // 异常名称:异常信息
      e.printStackTrace(); // 异常名称:异常信息
                           // 异常出现的位置
    }
    System.out.println("----------------");
    try {
      int x = d.MultiEx(4, 1);
      System.out.println("x = " + x);
    } catch (ArithmeticException e) {
      System.out.println("除数不能为0！");
      System.out.println(e.toString());
    } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
      System.out.println("数组下标越界！
");
      System.out.println(e.toString());
    } catch (Exception e) {
      System.out.println(e.toString());
    }
    System.out.println("----------------");
  }
}
 

执行结果

异常！

/ by zero

java.lang.ArithmeticException : / by zero

java.lang.ArithmeticException : / by zero

     at Div.div(ExceptionDemo.java:4)

     at ExceptionDemo.main(ExceptionDemo.java:21)

----------------

数组下标越界。

java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException : 4

----------------

分层思想

当捕获到异常，本功能处理不了时。能够继续在catch中抛出。

try
{
  throw new AException();
}
catch(AException e)
{
  throw e;
}
 

假设该异常处理不了。但并不属于该功能出现的异常。为了进行模块式开发，减少耦合性，能够将异常转换后，再抛出和该功能相关的异常。

或者异常能够处理，但须要将异常产生后和本功能相关的问题提供出去，抛出让调用者能够处理的异常和信息，也能够将捕获异常处理后转换新的异常抛出。

所以异常发生不一定抛出原来的异常，也能够在本层处理后抛出上一层能够接受的异常。

try
{
  throw new AException();
}
catch(AException e)
{
  //对AException处理。
  throw new BException;
}
 

异常处理方式

1. 捕捉

格式

try{

     须要被检測的代码

}

catch(异常类 变量){

     对捕获到的异常进行处理。异常对象的常见操作：String getMessage()获取异常信息等。

     一定要定义详细的处理方法，不要简单一句e.printStackTrace()，也不要简单一句输出语句。一般使用错误日志进行保存。

}

finally{

     定义一定运行的代码。通经常使用于关闭资源。

}

有三种结合方式

• try{}catch(){}
• try{}catch(){}finally{}
• try{}finally{}

注意

• finally中定义的一般是关闭资源码，由于资源必须释放。
• 仅仅有在catch中使用了System.exit(0)方法时，不运行finally中的代码。

2. 抛出

使用throwskeyword将产生的异常抛出。交由调用者处理。

3. 演示样例

class Demo1 {
  void func() throws Exception {
    // 异常处理：抛出
    throw new Exception();
  }
}
 
class Demo2 {
  void func() {
    // 异常处理：捕捉
    try {
      throw new Exception();
    } catch (Exception e) {}
  }
}
 
class Demo3 {
  void func() throws Exception {
    try {
      throw new Exception();
    } catch (Exception e) {
      // 捕捉异常。假设无法处理，能够继续抛出e
      throw e;
    }
  }
}
 
class Demo4 {
  void func() {
    try {
      throw new Exception();
    } catch (Exception e1) {
      // 捕捉异常，假设无法处理。能够将异常e1转化成调用者可接受异常后抛出
      try {
        throw e1;
      } catch (Exception e2) {
        // 异常转换
      }
 
    }
  }
}
 
class Demo5 {
  void func() throws Exception {
    try {
      throw new Exception();
    } finally {
      // 关闭资源
    }
  }
}
 

4. 多异常的处理

1. 声明异常时。建议声明更为详细的异常。这样处理能够做到更详细。

2. 声明几个异常。就相应有几个catch块，不要定义多余的catch块。

假设多个catch块中的异常出现继承关系，父类异常catch块放最后。

5. 异常分类

1. 编译时被检測异常（Exception类）

• 该异常在编译时，假设没有处理（没抛出也没捕捉）。编译失败。该异常被标识。表示能够被处理。

• 该异常必须进行异常处理（抛出或者捕捉）。

2. 执行时异常（编译时不检測。RuntimeException类）

• 编译时，不须要处理，编译器不检查。
• 假设在函数内抛出该异常或其子类异常。函数上不须要声明。
  
  假设在函数上抛出该异常或其子类异常，调用者也不须要处理。
  
  由于这类异常一般无法正确继续程序。一旦出现，希望终止程序并由程序猿改动代码以解决该类异常。
• 自己定义异常发生时，假设该异常无法继续程序执行，就让其继承RuntimeException。

6. 异常处理原则

• 当函数内部有throw抛出异常对象，并未进行try处理。必须在函数上声明，否则编译失败。

  RuntimeException及其子类除外。

• 假设函数声明了异常。调用者须要进行处理。处理方式有两种。即捕捉和抛出。
• 函数上声明异常。可以提高安全性。强制调用者进行处理。
• 调用到抛出异常的功能时。抛出几个，就处理几个。出现一个try相应多个catch。当中父类的catch放最以下。

自己定义异常

依照Java的面向对象思想。将程序中出现的特有问题进行封装。

用法

定义继承Exception或者RuntimeException的异常类

1. 为了让该自己定义类具有可抛性。

2. 让该类具备操作异常的共性方法。

3. 当要定义自己定义异常信息时，能够使用父类已经定义好的功能，异常信息传递给父类的构造函数。

class MyException extends Exception
{
  MyException(String msg)
  {
    super(msg);
  }
}
 

自己定义异常的优点

1. 将问题进行封装。

2. 将正常流程代码和问题处理代码相分离，方便阅读。

自己定义异常在父子类方法重写中的情况

1. 子类在重写父类时。假设父类的方法抛出异常，那么子类的重写方法，仅仅能抛出父类的异常或者该异常的子类。

2. 假设父类方法抛出多异常，那么子类的重写方法。仅仅能抛出父类异常的子集。

3. 假设父类或者接口方法中没有异常抛出。那么子类在重写方法时，也不能够抛出异常。假设子类方法发生异常，仅仅能在方法内部进行捕捉处理。

演示样例

/*
 * 自己定义异常继承体系
 * Exception
 *     |--AException
 *     |    |--BException
 *     |--CException
 */
class AException extends Exception {}
 
class BException extends AException {}
 
class CException extends Exception {}
 
class Father {
  void func() throws AException {}
}
 
class Son extends Father {
  void func() throws BException {
    // 仅仅能抛出AException或者AException的子类BException，不能抛出CException
    // 假设子类产生新异常CException。这里仅仅能try，不能抛出。
  }
}
 

自己定义异常演示样例

class NegativeException extends Exception {
 
  private int value;
 
  NegativeException(String msg) {
    super(msg);
  }
 
  NegativeException(String msg, int value) {
    super(msg);
    this.value = value;
  }
 
  int getValue() {
    return value;
  }
}
 
class Demo {
  int customExc(int x) throws NegativeException // 函数内手动抛出非执行时异常。必须对其进行捕捉或声明抛出。
  {
    if (x < 0) throw new NegativeException("负数！", x);
    return x;
  }
 
  int runtimeExc(int x) // 函数内手动抛出RuntimeException异常或其子类异常，不须要对其进行捕捉或声明抛出。
  {
    if (x == 0) throw new ArithmeticException("数值为0！
");
    return x;
  }
 
  void checkString(String s) {
    if (s.equals("String"))
      // 避免空指针异常，应改动为：
      // if("String".equals(s))
      System.out.println("PASS!");
    else
      System.out.println("FAIL!");
  }
}
 
public class ExceptionCustom {
  public static void main(String[] args) // throws Exception
  {
    Demo d = new Demo();
 
    try {
      int x = d.customExc(-3);
      System.out.println("x = " + x);
    } catch (NegativeException e) {
      System.out.println(e.toString() + "\n该数为：" + e.getValue());
    }
    System.out.println("-------------------");
    d.runtimeExc(0); // 算术异常（执行时），停止程序，须要程序猿改动代码。
    System.out.println("-------------------");
    d.checkString("String");
    d.checkString(null); // 空指针异常（执行时）。
    System.out.println("-------------------");
  }
}
 

自己定义异常实例

// 员工使用电脑案例
/**
 * 电脑死机异常
 */
class CrashException extends Exception {
  CrashException(String msg) {
    super(msg);
  }
}
 
/**
 * 电脑烧毁异常
 */
class BurnException extends Exception {
  BurnException(String msg) {
    super(msg);
  }
}
 
/**
 * 无法工作异常
 */
class WorkException extends Exception {
  WorkException(String msg) {
    super(msg);
  }
}
 
class Computer {
  // 电脑状态，0电脑正常。1电脑死机。2电脑烧毁
  private int state = 0;
 
  public void run() throws CrashException, BurnException {
    if (state == 1) throw new CrashException("电脑崩溃了！");
    if (state == 2) throw new BurnException("电脑烧毁了！");
    System.out.println("电脑执行...");
  }
 
  public void reboot() {
    System.out.println("电脑重新启动...");
    state = 0;
  }
 
  public void setState(int state) {
    this.state = state;
  }
}
 
abstract class Employee {
  private String name;
 
  Employee(String name) {
    this.name = name;
  }
 
  abstract void work() throws WorkException;}
 
class Staff extends Employee {
  private Computer com;
 
  Staff(String name) {
    super(name);
    com = new Computer();
  }
 
  public void work() throws WorkException {
    try {
      com.run();
    } catch (CrashException e) {
      // 假设电脑死机了。则重新启动电脑就可以
      System.out.println(e.toString());
      com.reboot();
    } catch (BurnException e) {
      // 假设电脑烧毁了。则向上级报告。抛出无法工作异常请求放假。
      throw new WorkException("无法继续工作！\n原因：" + e.toString());
    }
    System.out.println("工作！");
  }
 
  public void computerStateChange(int state) {
    com.setState(state);
  }
}
 
public class ExceptionCase {
  public static void main(String[] args) {
    Staff s = new Staff("Jacob");
    // 分别针对不同的电脑状态，模拟工作情况
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
      System.out.println("------------------情况" + i + "：------------------");
      // 更改员工电脑的状态
      s.computerStateChange(i);
      // 员工工作
      try {
        s.work();
      } catch (WorkException e) {
        System.out.println(e.toString() + "\n放假！
");
      }
    }
  }
}
 

执行结果

------------------情况0：------------------

电脑执行...

工作！

------------------情况1：------------------

CrashException: 电脑崩溃了。

电脑重新启动...

工作。

------------------情况2：------------------

WorkException: 无法继续工作！

原因：BurnException: 电脑烧毁了！

放假。