Java学习之路——异常处理

概述

Java 程序运行是会可能会发生错误，但并不是所有的错误都是异常。

一个健壮的程序必须能够处理各种各样的错误！

Java 程序中的错误分为两种：

ERROR

ERROR 是指 Java 虚拟机无法解决的严重的程序问题。例如：JVM 系统内部错误、资源耗尽型错误等。一般情况下，错误是没法通过针对型的代码进行解决的。

Exception

Exception 指其它因为编程错误或者其它偶然因素导致的一般性问题，这些问题可以使用针对性的代码进行解决。

例如：

空指针访问
数组下标越界
网络错误
……

一、捕获异常

要想处理异常，首先要能够捕捉异常。

在 Java中，凡是可能抛出异常的语句，都可以用try ... catch捕获。把可能发生异常的语句放在try { ... }中，然后使用catch捕获对应的Exception及其子类。

一个 try 代码块后面可以跟随多个 catch 代码块进行多种异常的处理。JVM在捕获到异常后，会从上到下匹配catch语句，匹配到某个catch后，执行catch代码块，然后不再继续匹配。

finally 关键字用来创建在 try 代码块后面执行的代码块。无论是否发生异常，finally 代码块中的代码总会被执行。在 finally 代码块中，可以运行清理类型等收尾善后性质的语句。

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try {
   // 程序代码
} catch (异常类型1 异常的变量名1){
  // 程序代码
} catch (异常类型2 异常的变量名2){
  // 程序代码
} catch (异常类型3 异常的变量名3){
  // 程序代码
} finally {
  // 程序代码
}

示例

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import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;

public class Demo {
    public static void main(String[] args)  {
        try {
            int res, divisor;
            Scanner scan = new Scanner(System.in);

            divisor = scan.nextInt();
            res = 10 / divisor;
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println(e);
            System.out.println("除数不能为0");
        } catch (InputMismatchException e1) {
            System.out.println(e1);
            System.out.println("输入出现问题");
        } finally {
            System.out.println("异常处理完毕");
        }
    }
}

二、抛出异常

当某个方法抛出了异常时，如果当前方法没有捕获异常，异常就会被抛到上层调用方法，直到遇到某个try ... catch被捕获为止，这就是异常的传播。

在 Java 程序中，可以使用 throw 关键字主动抛出异常，对于在方法中主动抛出的情况，一般情况下在函数声明中使用 throws 关键字明确写出可能抛出的异常。

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import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;

public class Demo {
    public static int test(int dividend, int divisor) throws ArithmeticException {
        if (divisor == 0) {
            throw new ArithmeticException();
        } else {
            return dividend / divisor;
        }
    }

    public static void main(String[] args)  {
        try {
            int res;
            Scanner scan = new Scanner(System.in);

            res = Demo.test(scan.nextInt(), scan.nextInt());
            System.out.println(res);
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println(e);
            System.out.println("除数不能为0");
        } catch (InputMismatchException e1) {
            System.out.println(e1);
            System.out.println("输入出现问题");
        } finally {
            System.out.println("异常处理完毕");
        }
    }
}

三、自定义异常

Java标准库定义大量常见异常，但是有些时候 Java 标准库的异常不够我们使用，这个时候我们就可以选择自己定义异常来处理我们的实际业务需求。

自定义异常类是需要注意如下几点：

所有异常都必须是 Throwable 的子类；
如果希望写一个检查性异常类，则需要继承 Exception 类；
如果你想写一个运行时异常类，那么需要继承 RuntimeException 类。

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import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;

public class Demo {
    public static int test(int dividend, int divisor) throws ArithmeticException {
        if (divisor == 0) {
            throw new DivisorIsZero();
        } else {
            return dividend / divisor;
        }
    }

    public static void main(String[] args)  {
        try {
            int res;
            Scanner scan = new Scanner(System.in);

            res = Demo.test(scan.nextInt(), scan.nextInt());
            System.out.println(res);
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println(e);
            System.out.println("除数不能为0");
        } catch (InputMismatchException e1) {
            System.out.println(e1);
            System.out.println("输入出现问题");
        } finally {
            System.out.println("异常处理完毕");
        }
    }
}

class DivisorIsZero extends ArithmeticException {
    public DivisorIsZero() {
        System.out.println("除数为0");
    }
}

四、断言

断言（Assertion）是一种调试程序的方式。在Java中，使用assert关键字来实现断言。

断言失败时会抛出AssertionError，导致程序结束退出。因此，断言不能用于可恢复的程序错误，只应该用于开发和测试阶段。

注：在 IDEA 中是默认不开启断言的！需要我们手动开启断言！

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import java.util.Scanner;

public class Demo {
    public static void main(String[] args)  {
        try {
            int res, dividend, divisor;
            Scanner scan = new Scanner(System.in);

            dividend = scan.nextInt();
            divisor = scan.nextInt();

            assert divisor != 0 : "divisor must != 0";

            System.out.println("divisor");
            res = dividend / divisor;
            System.out.println(res);
        } catch (AssertionError e) {
            System.out.println("除数不能为0");
        } finally {
            System.out.println("异常处理完毕");
        }
    }
}

五、常见异常

Java标准库定义的常用异常包括：

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Exception
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├─ RuntimeException
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│  ├─ NullPointerException
│  │
│  ├─ IndexOutOfBoundsException
│  │
│  ├─ SecurityException
│  │
│  └─ IllegalArgumentException
│     │
│     └─ NumberFormatException
│
├─ IOException
│  │
│  ├─ UnsupportedCharsetException
│  │
│  ├─ FileNotFoundException
│  │
│  └─ SocketException
│
├─ ParseException
│
├─ GeneralSecurityException
│
├─ SQLException
│
└─ TimeoutException

异常类	异常原因
`ArithmeticException`	除数为0引起的异常
`ArrayStoreException`	数组存储空间不够引起的异常
`ClassCastException`	当把一个对象归为某个类，但实际上此对象并不是由这个类创建的，也不是其子类创建的，则会引起异常
`IllegalMonitorStateException`	监控器状态出错引起的异常
`NegativeArraySizeException`	数组长度是负数，则产生异常
`NullPointerException`	程序试图访问一个空的数组中的元素或访问空的对象中的方法或变量时产生异常
`SecurityException`	由于访问了不应访问的指针，使安全性出问题而引起异常
`IndexOutOfBoundsExcention`	数组下标越界或字符串访问越界引起异常
`IOException`	文件未找到、未打开或者I/O操作不能进行而引起异常
`ClassNotFoundException`	未找到指定名字的类或接口引起异常
`CloneNotSupportedException`	程序中的一个对象引用Object类的clone方法，但此对象并没有连接Cloneable接口，从而引起异常
`InterruptedException`	当一个线程处于等待状态时，另一个线程中断此线程，从而引起异常
`NoSuchMethodException`	所调用的方法未找到，引起异常
`IllegalAccessExcePtion`	试图访问一个非public方法
`StringIndexOutOfBoundsException`	访问字符串序号越界，引起异常
`ArrayIdexOutOfBoundsException`	访问数组元素下标越界，引起异常
`NumberFormatException`	字符的 utf-8 代码数据格式有错引起异常
`IllegalThreadException`	线程调用某个方法而所处状态不适当，引起异常
`FileNotFoundException`	未找到指定文件引起异常
`EOFException`	未完成输入操作即遇文件结束引起异常