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异常概述

异常，就是不正常的意思。指的是程序在执行过程中，出现的非正常的情况，最终会导致JVM的非正常停止。

注意: 在Java等面向对象的编程语言中，异常本身是一个类，产生异常就是创建异常对象并抛出了一个异常对象。Java处理异常的方式是中断处理。异常指的并不是语法错误,语法错了,编译不通过,不会产生字节码文件,根本不能运行。Java默认处理异常的方式是中断处理(直接终止程序运行,把异常信息打印到控制台)。

异常体系

异常机制其实是帮助我们找到程序中的问题，异常的根类是java.lang.Throwable，其下有两个子类：java.lang.Error与java.lang.Exception，平常所说的异常指java.lang.Exception

异常的继承体系:

• java.lang.Error:表示错误,程序员无法通过代码进行纠正使得程序继续执行,类似绝症,只能事先避免。栈内存溢出错误,数据库崩溃,服务器宕机
• java.lang.Exception:表示异常,程序员可以通过代码进行纠正使得程序继续执行,类似感冒...

异常的分类:

• 编译异常:在编译期间出现的异常,如果编译期间不处理,那么就无法通过编译,程序无法执行除了RuntimeException及其子类都是编译异常
• 运行异常:在运行期间出现的异常,如果编译期间不处理,可以通过编译,并且程序可以执行,只不过执行的时候会报异常 RuntimeException及其子类都是运行异常

Throwable成员方法 

异常的产生过程解析

先运行下面的程序，程序会产生一个数组索引越界异常ArrayIndexOfBoundsException。我们通过图解来解析下异常产生的过程。

如何查看异常信息

控制台在打印异常信息时,会打印异常类名,异常出现的原因,异常出现的位置。我们调bug时,可以根据提示,找到异常出现的位置,分析原因,修改异常代码

异常的处理 

Java异常处理的五个关键字：try、catch、fifinally、throw、throws

抛出异常throw

在编写程序时，我们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 法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，就应该告诉调用者，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。

在 java 中，提供了一个 throw 关键字，它用来抛出一个指定的异常对象。那么，抛出一个异常具体如何操作呢？

1. 创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。
2. 需要将这个异常对象告知给调用者。怎么告知呢？怎么将这个异常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。

throw用在方法内，用来抛出一个异常对象，将这个异常对象传递到调用者处，并结束当前方法的执行。 使用格式

 

 代码演示

package demo02;

public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 2, 3};
        test(arr, 31);
    }

    private static void test(int[] arr, int i) {
        if (i < 0 || i > arr.length-1){
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("index越界异常");
            //后续代码将不在执行
        }
        System.out.println(arr[i]);
    }

}

如果产生了问题，我们就会throw将问题描述类即异常进行抛出，也就是将问题返回给该方法的调用 者。那么对于调用者来说，该怎么处理呢？一种是进行捕获处理，另一种就是继续讲问题声明出去，使用throws 声明处理。

声明异常throws

使用throws关键字将问题标识出来, 表示当前方法不处理异常，而是提醒给调用者, 让调用者来处理....最终会到虚拟机,虚拟机直接结束程序,打印异常信息。声明处理异常格式

特点:

• 声明处理异常,处理完后,如果程序运行的时候出现异常,程序还是无法继续往下执行
• 这个throws格式是跟在方法的括号后面的
• 编译时异常必须要进行处理，两种处理方案：try...catch …或者 throws，如果采用 throws 这种方案，在方法上进行显示声明,将来谁调用这个方法谁处理
• 运行时异常因为在运行时才会发生,所以在方法后面可以不写,运行时出现异常默认交给jvm处理

使用场景:  

• 声明处理异常一般处理运行的时候不会出现异常的编译异常

代码示例

package demo02;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.text.ParseException;

public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, ParseException {
       method(4);
    }

    // 一次声明处理多个异常
    public static void method(int num) throws ParseException, FileNotFoundException {
        // 产生一个异常对象
        if (num == 1){
            throw new ParseException("解析异常",1);
        }else{
            throw new FileNotFoundException("文件找不到异常");
        }
    }

}

捕获异常try…catch 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。处理完后程序可以正常向下执行。 捕获异常语法如下：

执行步骤: 

如果 try 中没有遇到问题，怎么执行？

会把try中所有的代码全部执行完毕,不会执行catch里面的代码

如果 try 中遇到了问题，那么 try 下面的代码还会执行吗

那么直接跳转到对应的catch语句中,try下面的代码就不会再执行了 当catch里面的语句全部执行完毕,表示整个体系全部执行完全,继续执行下面的代码

如果出现的问题没有被捕获，那么程序如何运行

那么try...catch就相当于没有写.那么也就是自己没有处理. 默认交给虚拟机处理.

同时有可能出现多个异常怎么处理？

出现多个异常,那么就写多个catch就可以了. 注意点:如果多个异常之间存在子父类关系.那么父类一定要写在下面

注意:

• try和catch都不能单独使用,必须连用。
• try中的代码出现了异常,那么出现异常位置后面的代码就不会再执行了
• 捕获处理异常,如果程序出现了异常,程序会继续往下执行。声明处理异常,如果程序出现了异常,程序就不会继续往下执行

代码示例

package demo02;

public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("开始");
        method();
        System.out.println("结束");
    }

    public static void method() {
        try {
            int[] arr = {1, 2, 3};
            System.out.println(arr[3]);
            System.out.println("这里能够访问到吗");
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("你访问的数组索引不存在，请回去修改为正确的索引");
        }
        System.out.println("后续代码");
    }
}

finally 代码块

有一些特定的代码无论异常是否发生，都需要执行。另外，因为异常会引发程序跳转，导致有些语句执行不到。而finally就是解决这个问题的，在finally代码块中存放的代码都是一定会被执行的。finally不能单独使用。 语法格式

当只有在try或者catch中调用退出JVM的相关方法,此时finally才不会执行,否则finally永远会执行

执行步骤:

1.  首先执行try中的代码,如果try中的代码出现了异常,那么就直接执行catch()里面的代码,执行完后会执行finally中的代码,然后程序继续往下执行
2.  如果try中的代码没有出现异常,那么就不会执行catch()里面的代码,但是还是会执行finally中的代码,然后程序继续往下执行 

代码示例

package demo02;

public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("开始");
        method();
        System.out.println("结束");
    }

    public static void method() {
        try {
            int[] arr = {1, 2, 3};
            System.out.println(arr[1]);
            System.out.println("这里能够访问到吗");
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("你访问的数组索引不存在，请回去修改为正确的索引");
        }finally {
            System.out.println("finally 无论是否发生异常都会执行");
        }
        System.out.println("后续代码");
    }
}

异常注意事项

• 如果父类抛出了多个异常,子类重写父类方法时,抛出和父类相同的异常或者是父类异常的子类或者不抛出异 常。
• 父类方法没有抛出异常，子类重写父类该方法时也不可抛出异常。此时子类产生该异常，只能捕获处理，不能声明抛出
• 如果finally有return语句,永远返回finally中的结果,避免该情况.
• 运行时异常被抛出可以不处理。即不捕获也不声明抛出。

一般我们是使用一次捕获多次处理方式，格式如下：

 注意: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。

代码示例

键盘录入学生的姓名和年龄 , 其中年龄为 18 - 25 岁 , 超出这个范围是异常数据不能赋值 . 需要重新录入 , 一直录到正确为止

学生类

package demo02;

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        if(age >= 18 && age <= 25){
            this.age = age;
        }else{
            //当年龄不合法时,产生一个异常
            throw new RuntimeException("年龄超出了范围");
        }
    }

    public Student() {
    }

    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 >= 18 && age <= 25){
            this.age = age;
        }else{
            //当年龄不合法时,产生一个异常
            throw new RuntimeException("年龄超出了范围");
        }
    }
}

定义测试类

package demo02;

import java.util.Scanner;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 键盘录入学生的姓名和年龄,其中年龄为 18 - 25岁,
        // 超出这个范围是异常数据不能赋值.需要重新录入,一直录到正确为止。

        Student s = new Student();
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入姓名");
        String name = sc.nextLine();
        s.setName(name);
        while(true){
            System.out.println("请输入年龄");
            String ageStr = sc.nextLine();
            try {
                int age = Integer.parseInt(ageStr);
                s.setAge(age);
                break;
            } catch (NumberFormatException e) {
                System.out.println("请输入一个整数");
                continue;
            } catch (Exception e) {
                System.out.println(e.toString());
                System.out.println("请输入一个符合范围的年龄");
                continue;
            }
        }
        System.out.println(s);

    }
}

自定义异常

为什么需要自定义异常类:

我们说了Java中不同的异常类,分别表示着某一种具体的异常情况,那么在开发中总是有些异常情况是SUN没有定义 好的,此时我们根据自己业务的异常情况来定义异常类。例如年龄负数问题,考试成绩负数问题等等。 在上述代码中，发现这些异常都是JDK内部定义好的，但是实际开发中也会出现很多异常,这些异常很可能在JDK中 没有定义过,例如年龄负数问题,考试成绩负数问题等等。 什么是自定义异常类: 在开发中根据自己业务的异常情况来定义异常类.

• 想自定义一个编译期异常，需要继承于 java.lang.Exception 。
• 想自定义一个运行时期的异常，需要自定义类 并继承于 java.lang.RuntimeException

异常类定义步骤:

1. 定义异常类
2. 写继承关系
3. 提供空参构造
4. 提供带参构造

代码示例

要求：我们模拟注册操作，如果用户名已存在，则抛出异常并提示：亲，该用户名已经被注册。

首先定义一个注册异常类RegisterException：

// 业务逻辑异常
public class RegisterException extends Exception {
    
    public RegisterException() {
    }

    
    public RegisterException(String message) {
        super(message);
    }
}

模拟登陆操作，使用数组模拟数据库中存储的数据，并提供当前注册账号是否存在方法用于判断。

package demo02;

import java.util.Scanner;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 需求:我们模拟注册操作，如果用户名已存在，则抛出异常并提示：亲，该用户名已经被注册。
        // 1.定义一个数组,存储一些已知用户名
        String[] names = {"jack", "rose", "jim", "tom"};

        // 2.用户输入要注册的用户名
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一个用户名:");
        String name = sc.next();

        // 3.循环遍历数组
        for (String s : names) {
            // 4.在循环中,判断用户输入的用户名和已知的用户名是否相同
            if (s.equals(name)) {
                // 5.如果相同,就抛出异常对象
                try {
                    throw new RegisterException("亲，该用户名已经被注册。");
                } catch (RegisterException e) {
                    System.out.println(e.getMessage());
                    return;
                }
            }
        }

        // 6.如果不相同,就显示提示信息
        System.out.println("亲,恭喜您注册成功!");
    }
}