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。
(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。)
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
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:
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。 } }