第4节 异常处理
异常处理学习的目标:
明确说明是异常(重点)
能辨识出常见的异常及其含义(熟悉)
理解异常产生的原理(了解)
能处理异常(重点)
能够自定义异常(熟悉)
一、什么是异常?
异常是在程序中导致程序中断运行的一种指令流。
例如,现在有如下的操作代码:
public class ExceptionDemo01{public static void main(String argsp[]){int i = 10 ; int j = 0 ; System.out.println("============= 计算开始 =============") ; int temp = i / j ; // 进行除法运算 System.out.println("temp = " + temp) ; System.out.println("============= 计算结束 =============") ; } }; 运行结果: ============= 计算开始 ============= Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero at ExceptionDemo01.main(ExceptionDemo01.java:6)
以上的代码在int temp = i / j ;
位置处产生了异常,一旦产生异常之后,异常之后的语句将不再执行了,所以现在的程序并没有正确的执行完毕之后就退出了。
那么,为了保证程序出现异常之后仍然可以正确的执行完毕,所以要采用异常的处理机制。
二、处理异常
如果要想对异常进行处理,则必须采用标准的处理格式,处理格式语法如下:
try{// 有可能发生异常的代码段}catch(异常类型 对象名1) {//异常的处理操作}catch(异常类型 对象名2) {//异常的处理操作}...finally{//异常的统一出口}
下面分别来详细的介绍:
2.1 try+catch的处理流程
一旦产生异常,则系统会自动产生一个异常类的实例化对象;
那么,此时如果异常发生在try语句,则会自动找到匹配的catch语句执行,如果没有在try语句中,则会将异常抛出;
所有的catch根据方法的参数匹配异常类的实例化对象,如果匹配成功,则表示由此catch进行处理。
下面这张图将过程解释的更加具体:
2.2 多异常捕获
一段代码块可能产生多种异常时,需要对多种异常进行捕获,一般多异常捕获有三种方式:
方式一:分开处理:
package com.kaikeba.objectoriented.exceptionHandling;import java.util.InputMismatchException;import java.util.Scanner;/*** 处理多异常的格式 1:*/public class Demo2 {public static void main(String[] args) {haha();System.out.println("程序执行完毕,正常结束");}private static void haha() {try {Scanner input = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入一个数字:");int x = input.nextInt();System.out.println("请再输入一个数字:");int y = input.nextInt();System.out.println(x / y);System.out.println("处理完毕");}catch (ArithmeticException e) {System.out.println("除数不能为0");}catch (InputMismatchException e) {System.out.println("必须是数字");}}}
方式二:使用|运算符合并:
package com.kaikeba.objectoriented.exceptionHandling;import java.util.InputMismatchException;import java.util.Scanner;/*** 处理多异常的格式 2:了解*/public class Demo3 {public static void main(String[] args) {haha();System.out.println("程序执行完毕,正常结束");}private static void haha() {try {Scanner input = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入一个数字:");int x = input.nextInt();System.out.println("请再输入一个数字:");int y = input.nextInt();System.out.println(x / y);System.out.println("处理完毕");}catch (ArithmeticException | InputMismatchException e) {System.out.println("输入有误");}}}
方式三:合并为父类异常:
package com.kaikeba.objectoriented.exceptionHandling;import java.util.InputMismatchException;import java.util.Scanner;/*** 处理多异常的格式 3:常用*/public class Demo4 {public static void main(String[] args) {haha();System.out.println("程序执行完毕,正常结束");}private static void haha() {try {Scanner input = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入一个数字:");int x = input.nextInt();System.out.println("请再输入一个数字:");int y = input.nextInt();System.out.println(x / y);System.out.println("处理完毕");}catch (RuntimeException e) {//多态System.out.println("输入有误");}}}
多异常捕获的注意点:
捕获更粗的异常不能放在捕获更细的异常之前;
如果为了方便,则可以将所有异常都使用Exception进行捕获。
2.3 finally
在进行异常处理之后,在异常的处理格式中还有一个finally语句,此语句将作为异常的统一出口,不管是否产生了异常,最终都要执行此段代码。除非软件关闭、电脑关机等强制方法。
观察如下代码:
package com.kaikeba.objectoriented.exceptionHandling;public class Demo5 {public static void main(String[] args) {haha();}public static void haha() {try {System.out.println("1");System.out.println("2");System.out.println("3");System.out.println("4");return;}catch (Exception e) {}finally {System.out.println("锄禾日当午");}}}
结果如下:
1234锄禾日当午
即使加了return;还是会执行finally里的代码。可以这样理解,return在返回返回值的时候,将返回值进行了一个备份,并做了一些准备工作然后才返回,在这个过程中,finally就执行了,所以效果如上所述。
那么这里就涉及到一个常问的面试题,查看如下两段代码:
package com.kaikeba.objectoriented.exceptionHandling;public class Demo6 {public static void main(String[] args) {Person p = haha();System.out.println(p.age);}public static Person haha() {Person p = new Person();try {p.age = 18;return p;}catch(Exception e){return null;}finally {p.age = 28;}}static class Person{int age;}}结果为:28
package com.kaikeba.objectoriented.exceptionHandling;public class Demo7 {public static void main(String[] args) {int a = haha();System.out.println(a);}public static int haha() {int a = 10;try {return a;}catch(Exception e){return 0;}finally {a = 20;}}static class Person{int age;}}结果为:10
解释:在return的时候,都是对返回的值或者对象进行了一个备份,在准备返回的过程中finally执行了,如果是引用数据类型,p里面保存的是地址,那么备份也备份了这个地址,finally对属性值修改后,通过地址依然可以访问到这个修改后的结果;但是如果是基本数据类型,a里面是值,return备份的是10这个值,finally虽然的确也修改了啊变为20,但是这个备份还是10,观察内存图可能更好理解一点:
补充:唯一一种在代码中导致finally不执行的方法——System.exit(0);
它的作用是正常退出程序,结束当前正在运行的java虚拟机。
package com.kaikeba.objectoriented.exceptionHandling;public class Demo8 {public static void main(String[] args) {haha();}public static void haha() {try{int a = 10;int b = 0;System.out.println(a/b);}catch(Exception e) {//退出JVMSystem.out.println("出现了异常");System.exit(0);}finally {System.out.println("锄禾日当午");}}}
结果如下:
出现了异常
没有执行finally
里的代码,就结束了。
三、异常体系结构
异常指的是Exception
类在Java中存在一个父类Throwable
(可能的抛出)。
Throwable
存在两个子类:
Error
:表示的是错误,是JVM发出的错误操作,只能尽量避免,无法用代码处理;
Exception
:一般表示所有程序中的错误,所以一般在程序中进行try-catch
的处理。
可以看一下JDK API中文手册里的Exception
里的子类:
其中需要特别注意的是RuntimeException
类,它是非受检异常,也叫运行时异常,它只有在程序运行时才能知道是否会发生,事先无法检查出来,看一下它的子类:
比如数学运算异常、数组索引超出范围异常等等,在代码编写时编译器是不能察觉的,只有运行时的确发生异常了才会出现。所以异常也可以细分为两类:
受检异常:
非受检异常/运行时异常:
RuntimeException与Exception的区别
注意观察如下方法的源代码:
Integer
类:public static int parseInt(String text throws NumberFormatException
此方法抛出了异常,但使用时却不需要进行try...catch
捕获处理,原因:
因为NumberFormatException
并不是Exception
的直接子类,而是RuntimeException
的直接子类,只要是RuntimeException
的子类,则表示程序在操作的时候可以不必使用try-catch
进行处理,如果有异常发生,则由JVM进行处理。当然,也可以通过try catch
处理。
四、throws关键字
在程序中异常的基本处理已经掌握了,但是随异常一起的还有一个称为throws
关键字,此关键字主要在方法的声明上使用,表示方法中不处理异常,而交给调用处处理。
格式:返回值 方法名称() throws Exception{}
package com.kaikeba.objectoriented.exceptionHandling;import java.io.IOException;public class Demo9 {public static void main(String[] args) throws IOException {shutdown("");}public static void shutdown(String text) throws IOException {Runtime.getRuntime().exec(text);}public static void sum(String s1, String s2) {try {int sum = Integer.parseInt(s1) + Integer.parseInt(s2);System.out.println("和是:" + sum);}catch(NumberFormatException e) {}}}
异常是应该抛出去还是处理,应该站在哪个角度进行思考:
如果是因为传参导致的异常,应该通过throws
将异常抛出去。
五、throw关键字
throw关键字表示在程序中人为的抛出一个异常,因为从异常处理机制来看,所有的异常一旦产生之后,实际上抛出的就是一个异常类的实例化对象,那么此对象也可以由throw直接抛出。
看下面这个例子:
package com.kaikeba.objectoriented.exceptionHandling;public class Person {private String name;private int age;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {if(age<0 || age>180) {RuntimeException e = new RuntimeException("年龄不合理");throw e;}else {this.age = age;}}}
package com.kaikeba.objectoriented.exceptionHandling;public class Demo10 {public static void main(String[] args) {Person p = new Person();p.setAge(-1);}}
结果如下:
Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException: 年龄不合理at com.kaikeba.objectoriented.exceptionHandling.Person.setAge(Person.java:21)at com.kaikeba.objectoriented.exceptionHandling.Demo10.main(Demo10.java:8)Process finished with exit code 1
因为年龄如果输入不合理,我们就应该告诉执行者年龄有问题,不能像之前一样只是给它赋一个默认值,但是这里又没有任何异常的代码出现,所以为了逻辑上合理,将不合逻辑的年龄手动的抛出异常。
六、自定义异常类(了解)
编写一个类,继承Exception
,并重写一参构造方法即可完成自定义受检异常类型。
编写一个类,继承RuntimeExcepion
,并重写一参构造方法即可完成自定义运行时异常类型。
例如:
class MyException extends Exception{public MyException(String msg){//继承Exception,表示一个自定义异常类super(msg); //调用Exception中有一个参数的构造}}
自定义异常可以做很多事情, 例如:
class MyException extends Exception{public MyException(String msg){super(msg) ;//在这里给维护人员发短信或邮件, 告知程序出现了BUG。}}
上述throw抛出异常的例子可以结合自定义类,就是将`RuntimeException`改为自定义的异常类,代码如下:
package com.kaikeba.objectoriented.exceptionHandling.MyExpection;public class AgeRuntimeException extends RuntimeException{{//给程序员发短信}public AgeRuntimeException(String message) {super(message);}}
package com.kaikeba.objectoriented.exceptionHandling.MyExpection;public class Person {private String name;private int age;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {if(age<0 || age>180) {AgeRuntimeException e = new AgeRuntimeException("年龄不合理");throw e;}else {this.age = age;}}}
package com.kaikeba.objectoriented.exceptionHandling.MyExpection;public class Demo {public static void main(String[] args) {Person p = new Person();p.setAge(-1);}}
结果如下:
Exception in thread "main" com.kaikeba.objectoriented.exceptionHandling.MyExpection.AgeRuntimeException: 年龄不合理at com.kaikeba.objectoriented.exceptionHandling.MyExpection.Person.setAge(Person.java:21)at com.kaikeba.objectoriented.exceptionHandling.MyExpection.Demo.main(Demo.java:6)Process finished with exit code 1
七、异常处理常见面试题
1. try-catch-finally中哪个部分可以省略?答:catch和finally可以省略其中一个,catch和finally不能同时省略。注意:格式上允许省略catch块,但是发生异常时就不会捕获异常了,在开发中也不会这样去写代码。
2. try-catch-finally中,如果catch中return了,finally还会执行吗?答:finally中的代码会执行。详解:执行流程:1. 先计算返回值,并将返回值存储起来,等待返回;2. 执行finally代码块;3. 将之前存储的返回值,返回出去。 需注意:1. 返回值是在finally运算之前就确定了,并且缓存了,不管finally对该值做任何的改变,返回的值都不会改变;2. finally代码中不建议包含return,因为程序会在上述的流程中提前退出,也就是说返回的值不是try或catch中的值;3. 如果在try或catch中停止了JVM,则finally不会执行,例如停电,或通过如下代码退出:JVM:System.exit(0);