第18章-异常处理

提问：我们已经见过的异常有哪些？产生异常后，程序还能继续执行吗？

答:

已经见过的异常有：ArrayIndexOutOfBoundsException、StackOverflowError、NullPointerException、ClassCastException等
产生异常后，程序将崩溃，不再执行后续代码，也不能继续提供服务；所以，如果不对异常进行处理，对程序来说，是致命的

概述

程序中，因为各种原因，通常会产生各种异常，有基础类抛出的，也有自己代码中产生的
异常会导致程序奔溃，后果极其严重，不可接受
在程序的开发阶段，必须尽量的对可预见的异常进行捕获、处理，保证程序的运行
好的异常处理机制，可以让异常处理代码和正常业务逻辑分离，保证程序健壮性、容错性、优雅性
通常处理方式有：
- 可能产生异常的代码中开发者自己处理
- 抛出异常，给代码所在方法的调用者处理

应用实例

应用实例1，产生几种常见类型异常

package com.bjpowernode.demo;

/**
 * 异常示例
 */
public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //产生异常
        //空指针异常
        String str=null;
        System.out.println(str.length());
        //数组越界异常
        int[] datas = new int[0];
        datas[0]=2;
        //被0除异常
        int result = 5/0;


        //异常后的逻辑，由于前面异常将导致程序崩溃，此处代码将不会被执行
        System.out.println("异常后的代码块。");
    }
}

【练习】

练习演示的内容，熟悉异常类对程序的影响

异常处理机制

关键字

异常处理，主要由如下几个关键字或关键字组成的代码块完成

自己处理，主要由下面3个关键字配合进行
- try：可能产生异常的代码块；必选
- catch：异常处理代码块，可以有1~n个catch，会根据try代码块中抛出的异常类型，自动匹配不同catch的异常处理代码块；必选
- finally：后置处理代码块，用于资源回收，不管产生异常与否，都被执行；一般用来做收尾工作，像资源回收，如数据库的连接释放、文件io资源释放..；可选
调用者处理，主要由下面2个关键字配合进行
- throw：主动抛出异常类的对象，表示自己不处理，交给方法的调用者处理
- throws：标识方法抛出的编译期异常，让调用方知道，调用此方法需要处理哪些异常

自己处理

对于一段代码，如果预计会产生异常，一般需要使用try代码块进行异常捕获，并进行处理
并接着定义catch捕获到的不同类型异常的处理代码
如果有资源需要进行回收，接着在finally中定义后置处理代码块

语法规则：

方式1、不带finally

try{
    ...//可能产生异常的代码块
}catch(异常类型1 异常的变量名1){
    ...//异常类型1处理代码块
}catch(异常类型2 异常的变量名2){
    ...//异常类型2处理代码块
}

方式2、带finally

try{
    ...//可能产生异常的代码块
}catch(异常类型1 异常的变量名1){
    ...//异常类型1处理代码块
}catch(异常类型2 异常的变量名2){
    ...//异常类型2处理代码块
}finally{
    ...//后置处理代码块
}

注意，多个catch捕获异常时：
- 只要有一个与产生的异常类型匹配，就不会去匹配下一个catch，类似if...else if...逻辑
- 由于异常类有一定的继承层次，需要把子类类型的异常放在最前面（如果不是这样，一般会有编译错误）

应用实例

应用实例1，进行异常处理后的程序，程序不会崩溃

package com.bjpowernode.demo;

/**
 * 异常示例
 */
public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //调用方法
        ExceptionDemo.exception();
    }

    /**
     * 异常处理，方式1：自己处理
     */
    public static void exception(){
        try{
            //产生异常
            //空指针异常
            String str=null;
            System.out.println(str.length());
            //数组越界异常
            int[] datas = new int[0];
            datas[0]=2;
            //被0除异常
            int result = 5/0;

            //可能产生异常代码块中，异常产生后的代码块，将不会被执行
            System.out.println("产生异常后，try中的其他代码块。");
        }catch (NullPointerException ex){
            //主动输出异常栈，里面的内容有指向性意义，比如行号
            ex.printStackTrace();
            //空指针异常
            System.out.println("空指针异常，异常信息："+ex.getMessage());    //自定义输出
        }catch (ArrayIndexOutOfBoundsException ex){
            //数组越界异常
            System.out.println("数组越界异常，异常信息："+ex.getMessage());    //自定义输出
        }catch (Exception ex){
            //其他异常，因为Exception是所有异常类的父类，将进行兜底
            System.out.println("其他异常，异常信息："+ex.getMessage());    //自定义输出
        }finally {
            System.out.println("finally，每次都会输出。");
        }

        //异常后的逻辑,由于前面异常将导致程序崩溃,此处代码块会被执行
        System.out.println("异常处理后的代码块。");
    }
}

【练习】

练习演示的内容，完成代码编写

调用者处理

同样，在一个方法中，也可以不处理可能会产生的异常，交由方法的调用者进行处理
并且，在需要的时候，可以主动使用throw抛出一个异常类对象，交由方法的调用者进行处理
那么，这个方法的声明后（方法体前），需要使用throws声明此方法需要调用者处理的异常
语法规则：
- throw抛出异常
```
throw 异常类对象;
```
- throws声明方法抛出的异常，如果是编译期异常在方法中使用throw抛出异常，且并未使用try...catch进行异常捕获，就必须在方法声明后添加该异常的声明
```
访问修饰符 [其他修饰符] 返回值类型 方法名([参数类型 参数名,...]) throws 异常类型{
    //方法体
    return 返回值;
}
```

应用实例

应用实例1，抛出异常，并在方法上声明编译期异常

package com.bjpowernode.demo;

import java.io.IOException;

/**
 * 异常示例
 */
public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //调用方法，需要处理调用方法中抛出的异常
        try {
            ExceptionDemo.exception();
        } catch (IOException ex) {
            //捕获并处理异常
            System.out.println("IO异常，异常信息：" + ex.getMessage());
        }
    }

    /**
     * 异常处理，方式2：调用者处理，方法签名中需要加上throws声明
     */
    public static void exception() throws IOException {
        //在方法中主动抛出一个IO异常
        throw new IOException("我是IO异常");

    }
}

【练习】

练习演示的内容，完成代码编写

异常分类

在Java的异常处理体系中，将Exception分为了两类

运行时异常（非检查性异常），继承于RuntimeException

编译时发现不了的问题，但是在代码运行的过程中可能会出现的问题。当出现运行时异常的时候，程序直接就中断了，但是也可以通过异常处理机制，捕捉到异常，恢复程序的继续执行。
不需要使用try...catch强制捕获处理
常见的有：
- NullPointerException：空指针异常
- IndexOutOfBoundsException：索引越界异常
- ClassCastException：类转换异常
- ArithmeticException：算术异常
- ...

编译时异常（检查性异常），继承于Exception

编译器在编译你的代码的时候发现你的代码可能会出现的问题，就会提示你要去手动处理这个异常，否则代码编译不通过，所以叫编译时异常。
需要使用try...catch强制捕获处理，或者用throws声明由方法调用者捕获处理
常见的有：
- InterruptedException：一个线程被另一个线程中断，抛出该异常。
- IOException：IO异常
- SQLException：SQL异常
- ClassNotFoundException：找不到类异常
- ...

异常结构体系

在Java中，异常分为Error和Exception两个系列，类型名称分别为xxxError和xxxException
Error系列
- 最严重错误
- 程序无法处理，无法通过try...catch进行捕获处理，但可能由代码不合理导致
- 由JVM负责处理，如内存不足、堆栈溢出、程序奔溃等
Exception系列
- 分运行时异常和编译时异常
  - 运行时异常，继承于RuntimeException，可使用try...catch进行捕获处理
  - 编译时异常，直接继承于Exception，必须使用try...catch捕获，或者在方法签名后使用throws关键字声明需要调用方进行处理
- 需要在代码中进行捕获，并处理，来保证程序的健壮性
其结构如下图

自定义异常类【扩展】

在一些工具开发场景，或一些项目的开发中，会针对工具或项目中的意外情况给使用方提供合理的提示信息，多用自定义异常实现
自定义异常一般继承Exception类，并可添加一些自己的属性和方法

应用实例

应用实例1，定义一个自定义异常，并进行抛出、捕获、处理

package com.bjpowernode.demo;

/**
 * 自定义异常
 */
public class MyException extends Exception {

    public MyException() {
        super("自定义异常");
    }

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

    public static void main(String[] args) {
        //捕获并处理自定义异常
        try {
            MyException.exception();
        } catch (MyException ex) {
            //捕获并处理异常
            System.out.println("自定义异常，异常信息：" + ex.getMessage());
        }finally {
            System.out.println("finally，每次都会输出。");
        }

        System.out.println("异常处理后的代码块。");
    }

    /**
     * 抛出自定义异常
     */
    public static void exception() throws MyException {
        //在方法中主动抛出一个自定义异常
        throw new MyException();
    }
}

【练习】

练习演示的内容，完成代码编写

实战和作业

重构程序，针对”第11章-多态“中的people项目中各个国家的人的姓名和年龄进行处理，具体要求如下：
1. 添加年龄属性，并生成getter/setter
2. 自定义异常PeopleException，作为整个项目的业务异常类
3. 在各个国家人姓名设置时，进行验证，是否包含数字（可将字符串转成char[]数组，然后使用包装类Character的isDigit静态方法验证每个字符是否为数字）
  1. 如果包含，抛出PeopleException异常，异常信息为"姓名不能包含数字"
  2. 如果不包含，正常设置值
4. 在各个国家人年龄设置时，进行验证，年龄不能小于0
  1. 如果小于0，抛出PeopleException异常，异常信息为"年龄不能小于0"
  2. 如果大于等于0，正常设置值
5. 定义测试类，测试正常设置和抛出异常的情况

第18章-异常处理

概述​

异常处理机制​

关键字​

自己处理​

调用者处理​

异常分类​

...

异常结构体系​

自定义异常类【扩展】​

实战和作业​

概述

异常处理机制

关键字

自己处理

调用者处理

异常分类

异常结构体系

自定义异常类【扩展】

实战和作业