java基础（三）：谈谈java异常的处理

1.知识点总结

1.1.异常分类

　　异常就是java中出现的不正常的现象(错误与异常)，按照继承的体系结构，可以分类如下

　　Throwable: 它是所有错误与异常的超类（祖宗类）

　　　　|- Error 错误，修改java源代码

　　　　|- Exception 编译期异常, javac.exe进行编译的时候报错

　　　　　　|- RuntimeException 运行期异常, java出现运行过程中出现的问题

1.2.异常处理方式

　　1.出现问题，自己解决

　　　　try{

　　　　　　可能出现异常的代码

　　　　} catch(异常类名  对象名){

　　　　　 异常处理代码

　　　　} finally {

　　　　　　异常操作中一定要执行的代码

　　　　}

　　 2.出现问题，别人解决

　　　　格式：

　　　　修饰符 返回值类型 方法名(参数) throws 异常类名1,异常类名2,...{}

　　　　public void method() throws ATMException{}

2.异常和错误的区别

异常：程序在运行期间发生了异常，通常可以有针对性的处理方式的。

错误：程序在运行期间发生了错误，通常不会有针对性的处理方式。错误的的发生往往都是系统级别的问题，都是jvm所在系统发生的并反馈给jvm的。无法针对处理，只能修正代码。

异常代码体现：

class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[3];
        System.out.println(arr[0]);
        System.out.println(arr[3]);// 该句运行时发生了ArrayIndexOutOfBoundsException，导致程序无法继续执行。程序结束。
        System.out.println("over"); // 由于上面代码发生了异常，此句代码不会执行
    }
}

错误的体现：

int[] arr = new int[1024*1024*100];//OutOfMemoryError 开辟了过大的数组空间，导致JVM在分配数组空间时超出了JVM内存空间，直接发生错误。

3.异常的发生过程

class ArrayTools{
    /*
    对给定的数组通过给定的角标获取元素。
    */
    int getElement(int[] arr,int index)    {
        /*
        没有找到4个角标。运行时发生了问题，这个问题JVM认识。这个问题java本身有
        描述：描述内容有：问题的名称，问题的内容，问题的发生位置。既然有这么多的信
        息。java就将这些信息直接封装到对象中。ArrayIndexOutOfBoundsException
        */
        int element = arr[index];//throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
        return element;
    }
}

class ExceptionDemo2 {
    public static void main(String[] args)     {
        ArrayToolsd = new ArrayTools();
        int[] arr = {34,12,67};
        int num = d.getElement(arr,4);//收到 new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);抛出jvm。jvm进行最终处理。将问题的名称，信息，位置都显示屏幕上。
        System.out.println("num="+num);
        System.out.println("over");
    }
}

4.异常的应用

在编写程序时，必须要考虑程序的问题情况。比如在写功能时，需要接受参数，在使用功能中使用接受到的参数时，首先需要先对参数数据进行合法的判断，数据若不合法，应该告诉调用者，传递合法的数据进来。这时需要使用异常这种方法来告诉调用者。所以定义程序需要考虑程序的健壮性。

class ArrayTools{
    /*
    对给定的数组通过给定的角标获取元素。
    */
    int getElement(int[] arr,int index)    {
        /*
        jvm出了问题，自己打包对象并抛出。但是它所提供的信息不够给力。想要更清晰，
        需要自己写。它的抛出不满足我们的要求。准备自己抛。
        */
        if(arr==null)    {
            throw new NullPointerException("arr指向的数组不存在");
        }
        if(index<0 || index>=arr.length){
            //该条件如果满足，功能已经无法继续运算。这时就必须结束功能，并将问题告知给调用者。这时就需要通过异常来解决。
            //怎么使用异常呢？
            //1,创建一个异常对象。封装一些提示信息(自定义)。
            //2,需要将这个对象告知给调用者。怎么告知呢？怎么将这个对象传递到调用者处呢？通过关键字throw就可以完成。 throw 异常对象；
            //3,throw用在函数内，抛出异常对象，并可以结束函数。
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("错误的角标，"+index+"索引在数组中不存在");
        }
        int element = arr[index];
        return element;
    }
}

class ExceptionDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        Demo d = new Demo();
        int[] arr = {34,12,67};
        int num = d.getElement(null,2);
        System.out.println("num="+num);
        System.out.println("over");
    }
}

5.异常的分类

在查阅API时，发现异常有分类，并且有些编辑报错，有些编译不报错，那到底是为什么呢？

在上述自定义异常中继承Exception和继承RuntimeExcpetion为什么差距这么大？

　　1、Exception异常(非RuntimeException)

　　在函数内抛出Exception，编译失败，因为编译器在检查语法时发生了错误。该程序已经出现问题，Java认为这个程序本身存在隐患，需要捕获或者声明出来(你要么把问题处理，要么把问题标识出来让调用知道)。

　　 2、RuntimeException异常

　　为什么抛出RuntimeException，不需要捕获，不要声明呢？不是功能本身发生的异常，而是因为比如调用者传递参数错误而导致功能运行失败。这也是问题，需要通过异常来体现，但是这个异常不要声明出来的。声明的目的是为了让调用者进行处理。不声明的目的是不让调用者进行处理，就是为了让程序停止，让调用者看到现象，并进行代码的修正。

　　3、异常分两种：

　　a、编译时异常：编译器会检测的异常。

　　b、运行时异常：编译器不会检测的异常。不需要声明。声明也可以，如果声明了，无外 乎就是让调用者给出处理方式。

6.声明和捕获

在研究异常分类时，发现有关于异常的声明和捕获，到底啥是异常声明，啥是异常捕获呢？

　　声明：将问题标识出来，报告给调用者。如果方法内通过throw抛出了编译时异常，而没有捕获，那么必须通过throws进行声明，让调用者去处理。

　　捕获：Java中对异常有针对性的语句进行捕获。

捕获格式：

try
{
    //需要被检测的语句。
}
catch(异常类 变量)//参数。
{
    //异常的处理语句。
}
finally
{
    //一定会被执行的语句。
}

class Demo{
    /*
    如果定义功能时有问题发生需要报告给调用者。可以通过在函数上使用throws关键字进行声明。
    */
    void show(int x)throws Exception    {
        if(x>0){
            throw new Exception();
        } else {
            System.out.println("show run");
         }
    }
}

class ExceptionDemo{
    public static void main(String[] args) {//throws Exception//在调用者上继续声明。
        Demo d = new Demo();
        try    {
            d.show(1);//当调用了声明异常的方法时，必须有处理方式。要么捕获，要么声明。
        }
        catch (Exception ex) { //括号中需要定义什么呢？对方抛出的是什么问题，在括号中就定义什么问题的引用。
            System.out.println("异常发生了");
        }
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

声明和捕获的应用

 class NoAgeException extends RuntimeException{
     NoAgeException() {
         super();
     }
 
     NoAgeException(String message)    {
         super(message);
     }
 }

 class Person{
     private String name;
     private int age;
     Person(String name,int age)//throws NoAgeException    {
         //加入逻辑判断。
         if(age<0 || age>200)        {
             throw new NoAgeException(age+",年龄数值非法");
         }
         this.name = name;
         this.age = age;
     }
     //定义Person对象对应的字符串表现形式。覆盖Object中的toString方法。
     public String toString()    {
         return "Person[name="+name+",age="+age+"]";
     }
 }

 class ExceptionDemo{
     public static void main(String[] args) {
         try {
             Person p = new Person("xiaoming",20);
             System.out.println(p);
         }
         catch (NoAgeException ex){
             System.out.println("异常啦");
         }
         System.out.println("over");
     }
 }

构造函数到底抛出这个NoAgeException是继承Exception呢？还是继承RuntimeException呢？

继承Exception，必须要throws声明，一声明就告知调用者进行捕获，一旦问题处理了调用者的程序会继续执行。

继承RuntimeExcpetion,不需要throws声明的，这时调用是不可能编写捕获代码的，因为调用根本就不知道有问题。一旦发生NoAgeException，调用者程序会停掉，并有jvm将信息显示到屏幕，让调用者看到问题，修正代码。

7.自定义异常

在上述代码中，发现这些异常都是JDK内部定义好的，并且这些异常不好找。书写时也很不方便，那么能不能自己定义异常呢？

之前的几个异常都是java通过类进行的描述。并将问题封装成对象，异常就是将问题封装成了对象。这些异常不好认，书写也很不方便，能不能定义一个符合我的程序要求的问题名称。既然JDK中是使用类在描述异常信息，那么我们也可以模拟Java的这种机制，我们自己定义异常的信息，异常的名字，让异常更符合自己程序的阅读。准确对自己所需要的问题进行类的描述。

  class NoAgeException
  {
      /*
      为什么要定义构造函数，看到Java中的异常描述类中有提供对问题对象的初始化方法。
 */
      NoAgeException()
      {
      }
      NoAgeException(String message)
      {
      }
  }
 
  class Person{
      private String name;
      private int age;
      Person(String name,int age)    {
          //加入逻辑判断。
          if(age<0 || age>200){
              throw new NoAgeException(age+",年龄数值非法");
          }
          this.name = name;
          this.age = age;
      }
      //定义Person对象对应的字符串表现形式。覆盖Object中的toString方法。
      public String toString(){
          return "Person[name="+name+",age="+age+"]";
      }
  }
 
  class ExceptionDemo{
      public static void main(String[] args)     {
          Person p = new Person("xiaoming",-20);
          System.out.println(p);
      }
  }

上述代码发生编译失败。

 ExceptionDemo.java:19: 错误: 不兼容的类型
      throw new NoAgeException(age+",年龄数值非法");
                               ^
   需要: Throwable
   找到:    NoAgeException
 1 个错误

提示中说需要Throwable,啥东西？搜索API。看到Throwable描述。发现。它是异常和错误的超类(父类)，原来它是异常体系的顶层类。

通过阅读：自定义异常被抛出，必须是继承Throwable，或者继承Throwable的子类。该对象才可以被throw抛出。原来这个异常体系具备一个特有的特性：可抛性：可以被throw关键字操作。

异常继承选择父类时，更为确切是继承Exception。但是发现编译又一次失败了。

 class NoAgeException extends  Exception{
     /*
     为什么要定义构造函数，因为看到Java中的异常描述类中有提供对问题对象的初始化方法。
     */
     NoAgeException()    {
     }
 
     NoAgeException(String message)    {
     }
 }
 
 ExceptionDemo.java:19: 错误: 未报告的异常错误NoAgeException; 必须对其进行捕获或声明以便抛出
                         throw new NoAgeException(age+",年龄数值非法");
                         ^
 1 个错误

通过这个编译失败提示，发现自定义的异常和之前所使用的异常(空指针异常，角标越界异常，无效参数异常有不同)，抛出哪些异常没有这个失败提示？那么之前的异常和自定义的异常有什么区别呢？

通过查看api的继承体系发现，之前的异常都是Exception下面的RuntimeException子类的子类。阅读RuntimeException描述中有明确说明，这个运行时异常以及其子类都无需进行声明。

可以将自定义的异常继承RuntimeException.

 class NoAgeException extends RuntimeException
 {
     /*
     为什么要定义构造函数，因为看到Java中的异常描述类中有提供对问题对象的初始化方法。
     */
     NoAgeException()    {
     }
 
     NoAgeException(String message)    {
     }
 }

发现编译运行的确正常运行，但是异常提示信息没有了，为什么呢，查阅异常源码，发现自己父类构造函数中有关于异常信息的操作，那么在自己定义的异常中需要将这些信息传递给父类，让父类帮我们进行封装即可。

 class NoAgeException extends RuntimeException{
     /*
     为什么要定义构造函数，因为看到Java中的异常描述类中有提供对问题对象的初始化方法。
     */
     NoAgeException()    {
         super();
     }
     NoAgeException(String message)    {
         super(message);// 如果自定义异常需要异常信息，可以通过调用父类的带有字符串参数的构造函数即可。
     }
 }

8.throw、throws和finally

8.1.throw和throws的区别

　　1、throw用在函数内。throws用在函数上。

　　2、thorw抛出的是异常对象。throws用于进行异常类的声明，后面异常类可以有多个，用逗号隔开。

8.2.finally的使用

　　有一些特定的代码无论异常是否发生，都需要执行。因为异常会引发程序跳转，导致有些语句执行不到。无法满足这个需求。异常捕获处理时java提供解决方案，finally就是解决这个问题的，这个代码块中存放的代码都是一定会被执行的。

 //自定义异常
 class NoShowException extends Exception
 {
     NoShowException(String message)
     {
         super(message);
     }
 }
 //模拟功能类
 class Demo
 {
     void show(int num) throws NoShowException
     {
         if(num < 5)
         {
             throw new NoShowException(num+"非法的数据");
         }
         System.out.println("show num"+num);
     }
 }
 //测试类
 class ExceptionDemo
 {
     public static void main(String[] args)
     {
         Demo d = new Demo();
         try
         {
             d.show(4);
         }
         catch (NoShowException ex)
         {
             System.out.println(ex); //打印异常信息
             //如果异常发生，处理完毕后，希望功能结束；
             //可以使用return ;
         }
         finally
         {
             System.out.println("一直能执行到的代码");
         }
         System.out.println("Hello World!");
     }
 }

总结：finally到底什么时候用？

只要程序中使用到了具体的资源(数据库连接，IO资源，网络连接socket等)需要释放，都必须定义在finally中。你在定义程序，只要问题发生与否，指定程序都需要执行时，就定义finally中。

8.3.异常细节

8.3.1.try catch finally组合

　　try catch组合 : 对代码进行异常检测，并对检测的异常传递给catch处理。异常捕获处理。

 void show(){ //不用throws
     try{
         throw new Exception();
     }catch(Exception e){
 //处理方式
     }
 }

　　 try finally 组合: 对代码进行异常检测，检测到异常后因为没有catch，所以一样会被默认jvm抛出。异常是没有捕获处理的。但是功能所开启资源需要进行关闭，所有finally。只为关闭资源。

 void show(){//需要throws
     try{
         throw new Exception();
     }finally {
         //关闭资源
     }
 }

　　try catch finally组合：检测异常，并传递给catch处理，并定义资源释放。

8.3.2.异常在方法复写中细节

异常在继承或者实现中的使用细节：

1、子类覆盖父类方法时，如果父类的方法声明异常，子类只能声明父类异常或者该异常的子类，或者不声明。

2、当父类方法声明多个异常时，子类覆盖时只能声明多个异常的子集。

3、当被覆盖的方法没有异常声明时，子类覆盖时无法声明异常的。

举例：父类中会存在下列这种情况，接口也有这种情况，

问题：接口中没有声明异常，而实现的子类覆盖方法时发生了异常，怎么办？

答：无法进行throws声明，只能catch的捕获。万一问题处理不了呢？catch中继续throw抛出，但是只能将异常转换成RuntimeException子类抛出。

参考：

java编程思想

黑马视频