【Java】13 异常

在程序设计和运行的过程中，尽管 Java 提供了便于写出简洁、安全代码的方法，并且程序员也尽可能规避错误，但使程序被迫停正的错误仍然不可避免。为此，Java 提供了异常处理机制来帮助程序员检查可能出现的错误，提高了程序的可读性和可维护性。

一、异常

   异常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。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。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。

1.1 异常的分类

编译时期异常：checked 异常。在编译时期，就会检查，如果没有处理异常，则编译失败。 运行时期异常：runtime异常。在运行时期，检查异常，在编译时期，运行异常不会编译器检测(不报错)。

常见异常 ParseException：解析异常 NullPointerException：空指针异常 ClassCastException：类型转换异常 ArithmeticException：数学运算异常 NumberFormatException：数字格式化异常 ArrayIndexOutOfBoundsException ：数组下标越界异常

1.2 常用方法

1.3 异常产生的过程

二、异常处理机制

2.1 使用 try ··· catch 捕获异常

   如果执行 try 块里的业务逻辑代码时出现异常，JVM 创建一个异常对象，提交给异常发生的方法，这个过程被称为抛出（throw）异常。当接收到异常对象后，会寻找能处理该异常对象的 catch 块，如果找到合适的 catch 块，则把该异常对象交给该 catch 块处理，这个过程被称为捕获（catch）异常；如果找不到捕获异常的 catch 块，则程序终止。

2.1.1 语法

try {
     编写可能会出现异常的代码
} catch(异常类型  e){
     处理异常的代码
}

2.1.2 示例

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("########## 程序开始 ##########");
        try {
            System.out.println("########## 进入 try ##########");
            // 抛出异常后，直接进入 catch 中，不会执行 try 中剩余代码
            int i = 1 / 0;
            System.out.println("########## try 结束 ##########");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("########## 处理异常 ##########");
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("########## 程序结束 ##########");
    }
}

2.1.3 注意

   try 块后可以有多个 catch 块(捕获父类异常的 catch 块必须位于捕获子类异常的后面)，这是为了针对不同的异常类提供不同的异常处理方式。当系统产生不同的异常时，系统会生成不同的异常对象，根据该异常对象所属的异常类来决定使用哪个 catch 块来处理该异常。 如果 try 块被执行一次，则 try 块后只有一个 catch 块会被执行，绝不可能有多个 catch 块被执行。    try 块后的花括号{ }不可以省略，即使 try 块里只有一行代码，也不可省略这个花括号。与之类似的是，catch块后的花括号{ }也不可以省略。try 块里声明的变量是局部变量，它只在 try 块内有效，在 catch 块中不能访问该变量。

2.2 使用 finally 回收资源

   异常处理机制提供了 finally 块。不管 try 块中的代码是否出现异常，也不管哪一个 catch 块被执行，甚至在 try 块或 catch 块中执行了 return 语句，finally 块总会被执行。

2.2.1 语法

try{
     编写可能会出现异常的代码
}catch(异常类型  e){
     处理异常的代码
}finally{
     不论怎样都要执行的代码
}

2.2.2 示例

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("########## 程序开始 ##########");
        int[] arr = {1, 2, 3};
        try {
            int i = 1 / 0;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(arr[3]);
        } finally {
            // 不论怎样都会执行 finally 中的代码
            System.out.println("########## finally ##########");
        }
        System.out.println("########## 程序结束 ##########");
    }
}

2.2.2 注意

   异常处理语法结构中只有 try 块是必需的，也就是说，如果没有 try 块，则不能有后面的 catch 块和 finally 块；catch 块和 finally 块都是可选的，可以同时出现，catch 块和 finally 块至少出现其中之一；不能只有 try 块，既没有 catch 块，也没有 finally 块；多个 catch 块必须位于 try 块之后，finally 块必须位于所有的 catch 块之后。

三、自定义异常

3.1 使用 throw 抛出异常

   系统是否要抛出异常，可能需要根据应用的业务需求来决定，如果程序中的数据、执行与既定的业务需求不符，这就是一种异常。由于与业务需求不符而产生的异常，必须由程序员来决定抛出，系统无法抛出这种异常。

3.1.1 语法

throw new 异常类型(参数);

3.1.2 示例

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("抛出了数组索引越界异常");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3.2 自定义异常

   在通常情况下，异常的类名通常也包含了该异常的有用信息。所以在选择抛出异常时，应该选择合适的异常类，从而可以明确地描述该异常情况。在这种情形下，应用程序常常需要抛出自定义异常。

3.2.1 语法

   自定义异常都应该继承 Exception 基类，如果希望自定义 Runtime 异常，则应该继承 RuntimeException 基类。定义异常类时通常需要提供两个构造器：一个是无参数的构造器；另一个是带一个字符串参数的构造器，这个字符串将作为该异常对象的描述信息(也就是异常对象的 getMessage( ) 方法的返回值)。

3.2.2 示例

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

    public MyException() {
    }

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

---------------------------------------------------------------

// 测试类
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            throw new MyException("这是个自定义异常");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}