Java中的异常以及对异常的处理

时间:2022-02-11 00:43:08

Java代码在运行时期发生的问题就是异常。

在Java中,把异常信息封装成了一个类,当出现问题时,就会创建异常类对象并抛出异常相关的信息(如异常的位置、原因等)

异常的继承体系

      在Java中使用Exception类来描述异常。Exception类及其子类是Throwable的一种形式,它用来表示Java程序中可能会产生的异常,并要求对产生的异常进行合理的异常处理。

      Exception有继承关系,它的父类是Throwable。Throwable是Java语言中所有错误或异常的超类。

Java中的异常以及对异常的处理

(在异常Exception类中的RuntimeException子类,以及RuntimeException的子类只能在Java程序运行过程中出现。)

Java中的异常以及对异常的处理

Throwable类的子类中,与异常Exception平级的有一个Error,用来表示Java程序中可能产生的严重错误,解决办法只有一个,修改代码避免Error错误的产生。

异常与错误的区别

异常:指程序在编译、运行期间发生了某种异常,我们可以对异常进行具体的处理,若不处理异常,程序将会结束运行。

演示异常产生:

public static void main(String[] args) {
	int[] arr = new int[3];
	System.out.println(arr[0]);
	System.out.println(arr[3]);
// 该句运行时发生了数组索引越界异常ArrayIndexOutOfBoundsException,由于没有处理异常,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:指程序在运行期间发生了某种错误,Error错误通常没有具体的处理方式,程序将会结束运行。Error错误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。

演示错误产生:

public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[1024*1024*100];
//该句运行时发生了内存溢出错误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。
}

异常的产生过程

运行下面的程序,程序将会产生一个数组索引越界异常ArrayIndexOf BoundsException。

  • 工具类
class ArrayTools{
//对给定的数组通过给定的角标获取元素。
public static int getElement(int[] arr,int index)	{
	    int element = arr[index];
	    return element;
    }
}
  • 测试类
class ExceptionDemo2 {
	public static void main(String[] args) 	{
		int[] arr = {34,12,67};
		int num = ArrayTools.getElement(arr,4);
		System.out.println("num="+num);
		System.out.println("over");
	}
}

运行结果

Java中的异常以及对异常的处理

程序的执行过程为:

首先main()方法中通过ArrayTools.getElement(arr,4)调用工具类ArrayTools中的getElement方法,但由于没有找到索引4,导致运行时发生了异常,这个异常JVM认识。ArrayIndexOutOfBoundsException,这个异常Java本身有描述,描述内容包括:异常的名称、异常的内容、异常的产生位置。Java将这些信息直接封装到异常对象中。Java将产生的异常抛给调用者main()方法,main()方法接收到了数组索引越界异常,但main()方法并没有进行异常处理,就会把异常继续抛给调用者JVM,当JVM收到异常后,将异常对象中的名称、异常内容、位置都显示在屏幕上,同时让程序立刻停止。

抛出异常throw

在编写程序时,必须要考虑程序出现问题的情况,比如,在定义方法时,方法需要接受参数,那么当调用方式使用接受到的参数时,首先要对参数数据进行合法的判断,数据若不合法,就应该告诉调用者,让其传递合法的数据进来。这时需要使用抛出异常的方式来告诉调用者。

Java中提供了一个throw关键字,用来抛出一个指定的异常对象。抛出一个异常的具体操作为:

1.创建一个异常对象,封装一些异常信息

2.通过关键字throw将异常告知给调用者。throw 异常对象;

使用格式:throw new 异常类名(参数);

例如:throw new NullPointerException("要访问的arr数组不存在");

          throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("该索引在数组中不存在,超出范围");

throw使用演示:

工具类

class ArrayTools{
	//通过给定的数组,返回给定的索引对应的元素值。
	public static int getElement(int[] arr,int index)	{
		if(arr==null){
			throw new NullPointerException("arr指向的数组不存在");
		}
		if(index<0 || index>=arr.length){
			throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("错误的角标,"+index+"索引在数组中不存在");
		}
		int element = arr[index];
		return element;
	}
}

测试类

class ExceptionDemo3 {
	public static void main(String[] args) {
		int[] arr = {34,12,67}; //创建数组
		int num = ArrayTools.getElement(null,2);// 调用方法,获取数组中指定索引处元素
                //int num = ArrayTools.getElement(arr,5);// 调用方法,获取数组中指定索引处元素
		System.out.println("num="+num);//打印获取到的元素值
	}
}

运行结果为:

Java中的异常以及对异常的处理

声明异常throws

声明:将问题标识处来,报告给调用者

如果方法内通过throw抛出了编译时的异常,而没有捕获处理,那么必须通过throws进行声明,让调用者去处理。

声明异常格式:

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

声明异常的演示:

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

throws用于进行异常类的声明,若该方法可能有多种异常情况产生,那么throws后面可以写多个异常类,用逗号隔开。

捕获异常try...catch...finally

捕获:Java中对异常有针对性的语句进行捕获,可以对出现的异常进行指定方式的处理

捕获异常格式:

    try {

        //需要被检测的语句。

    }catch(异常类 变量) {

        //异常的处理语句。

    }finally {

        //一定会被执行的语句。

    }

演示如下:

class ExceptionDemo{
	public static void main(String[] args){ //throws ArrayIndexOutOfBoundsException
		try {
                        int[] arr = new int[3];
			System.out.println( arr[5] );// 会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException
			当产生异常时,必须有处理方式。要么捕获,要么声明。
		}catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
                         //try中抛出的是什么异常,在括号中就定义什么异常类型。 
			System.out.println("异常发生了");
		} finally {
                        arr = null; //把数组指向null,通过垃圾回收器,进行内存垃圾的清除
                }
		System.out.println("程序运行结果");
	}
}

try...catch...finally异常处理的组合方式

1.try catch finally组合:检测异常,并传递给catch处理,并在finally在进行资源释放。

2.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。对异常进行捕获处理。

3.一个try多个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,对没种异常信息进行不同的捕获处理。

void show(){ //不用throws 
	try{
		throw new Exception();//产生异常,直接捕获处理
	}catch(XxxException e){
//处理方式	
	}catch(YyyException e){
//处理方式	
	}catch(ZzzException e){
//处理方式	
	}
}

(这种异常处理方式,要求多个catch中的异常不能相同,并且若catch中的多个异常之间有子父类异常的关系,那么子类异常要求在上面的catch处理,父类异常在下面的catch处理。)

4.try finally组合:对代码进行异常检测,检测到异常后因为没有catch,所有一样会被默认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,所以finally只为关闭资源。

异常中常用方法

在Throwable类中提供了很多操作异常对象的方法,常用的有:

  • getMessage方法:返回该异常的详细信息字符串,即异常提示信息
  • toString方法:返回该异常的名称与详细信息字符串
  • printStackTrace方法:在控制台输出该异常的名称与详细信息字符串、异常出现的代码位置。

自定义异常

Java中的所有异常类,都是继承Throwable,或者继承Throwable的子类,这样该异常C才可以被throw抛出。

每个异常都调用了父类的构造方法,把异常描述信息传递给了父类,让父类帮助进行异常信息的封装。

例如NullPointerException异常类源代码:

public class NullPointerException extends RuntimeException {
    public NullPointerException() {
        super();//调用父类构造方法
    }
    public NullPointerException(String s) {
        super(s);//调用父类具有异常信息的构造方法
    }
}

定义个自己的异常,即自定义异常

格式:

    Class 异常名 extends Exception{

        public 异常名(){

        }

        public 异常名 (String s){

            super(s);

        }

    }

自定义异常继承Exception演示:

class MyException extends Exception{
	/*
	定义构造函数,因为看到Java中的异常描述类中有提供对异常对象的初始化方法。
	*/
	public MyException(){
		super();
	}
	public MyException(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。
	}
}

自定义异常继承RuntimeException演示:

class MyException extends RuntimeException{
	MyException(){
		super();
	}
	MyException(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。
	}
}