【JAVA】异常捕捉机制(2)—异常(Exception)的分类处理方式-程序员宅基地

技术标签: 异常Exception  java  Throwable  Error  try/catch  throws  

一、前言

前面我们说到异常(Exception)的概念与分类,所谓异常就是程序在运行的过程中出现的一些中断程序的例外问题,我们将其称之为异常。

JDK 中定义了很多派生于Throwable类的异常类,来对应解决可能出现的各种各样的异常,接下来我们讲解学习Throwable下派生出来的子类ErrorException ,并探究其异常处理方法。

二、分析学习

1)Error

Error是程序无法处理的错误,表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关,而表示代码运行时 JVM(Java 虚拟机)出现的问题。例如,Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError),当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时,将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时,Java虚拟机(JVM)一般会选择线程终止。

Error表明系统JVM(虚拟机)已经处于不可恢复的崩溃状态中。我们不需要管它。如下图为java.lang包中Error的类 。

1

Error与Exception的区别 (举例说明)

  1. 假如我开着车走在路上,一头牛冲在路中间,我不得不刹车。这叫一个异常。
  2. 我开着车在路上,发动机坏了,我停车,这叫错误。系统处于不可恢复的崩溃状态。发动机什么时候坏不是我们能控制和修改的,发动机什么时候坏是汽车厂发动机制造商的事。

接下来我们着重讲解Exception的分类处理

2)Exception

Exception是程序本身能够处理的异常,如:空指针异常(NullPointerException)、数组下标越界异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)、类型转换异常(ClassCastException)、算术异常(ArithmeticException)等。

Exception类是所有异常类的父类,其子类对应了各种各样可能出现的异常事件。 通常Java的异常可分为:

​ 1. RuntimeException 运行时异常

​ 2. CheckedException 已检查异常

2.1 RuntimeException运行时异常

派生于RuntimeException的异常,如被 0 除、数组下标越界、空指针等,其产生比较频繁,处理麻烦,如果显式的声明或捕获将会对程序可读性和运行效率影响很大。 因此由系统自动检测并将它们交给缺省的异常处理程序(用户可不必对其处理)。

这类异常通常是由编程错误导致的,所以在编写程序时,并不要求必须使用异常处理机制来处理这类异常,经常需要通过增加“逻辑处理来避免这些异常”

ArithmeticException异常:试图除以0
public class TestException2 {
    
    public static void main(String[] args) {
    
        int b=0;
        System.out.println(1/b);
    }
}

执行结果如下图所示:

在这里插入图片描述
解决异常:

public class TestException2 {
    
    public static void main(String[] args) {
    
        int b=0;
        if(b!=0){
    
            System.out.println(1/b);
        }
    }
}

3

NullPointerException异常 :空指针

当程序访问一个空对象的成员变量或方法,或者访问一个空数组的成员时会发生空指针异常(NullPointerException)。

public class TestException3 {
    
	public static void main(String[] args) {
    
		String str=null;
		System.out.println(str.charAt(0));
 	}
}

执行结果如下图所示:
4

解决空指针异常(通常增加非空判断):

5

ClassCastException异常 (类型转换异常 ):

在引用数据类型转换时,有可能发生类型转换异常(ClassCastException)。

class Animal{
    
     
}
class Dog extends Animal{
    
     
}
class Cat extends Animal{
    
     
}
public class TestException4 {
    
    public static void main(String[] args) {
    
        Animal a=new Dog();
        Cat c=(Cat)a;
    }
}

执行结果如下图所示:

6

解决ClassCastException的典型方式:
7

ArrayIndexOutOfBoundsException异常 :数组下标越界

当程序访问一个数组的某个元素时,如果这个元素的索引超出了0~数组长度-1这个范围,则会出现数组下标越界异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)。

public class TestException5 {
    
    public static void main(String[] args) {
    
        int[] arr = new int[5];
        System.out.println(arr[5]);
    }
}

执行结果如下图所示:
8

解决数组索引越界异常(增加关于边界的判断):

9

NumberFormatException异常 (数字格式异常 ):

在使用包装类将字符串转换成基本数据类型时,如果字符串的格式不正确,则会出现数字格式异常(NumberFormatException)。

public class TestException6 {
    
    public static void main(String[] args) {
    
        String str = "1234abcf";
        System.out.println(Integer.parseInt(str));
    }
}

执行结果如下图所示:
10

数字格式化异常的解决,可以引入正则表达式判断是否为数字:
11

注意事项

  1. 在方法抛出异常之后,运行时系统将转为寻找合适的异常处理器(exception handler)。潜在的异常处理器是异常发生时依次存留在调用栈中的方法的集合。当异常处理器所能处理的异常类型与方法抛出的异常类型相符时,即为合适的异常处理器。
  2. 运行时系统从发生异常的方法开始,依次回查调用栈中的方法,直至找到含有合适异常处理器的方法并执行。当运行时系统遍历调用栈而未找到合适的异常处理器,则运行时系统终止。同时,意味着Java程序的终止。
2.2 CheckedException已检查异常

所有不是RuntimeException的异常,统称为Checked Exception,又被称为“已检查异常”,如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常。 这类异常在编译时就必须做出处理,否则无法通过编译。

12

如此异常的处理方式有两种:使用“try/catch”捕获异常、使用“throws”声明异常。

三、处理方式

1)捕获异常

捕获异常是通过try-catch-finally 这三个关键词来实现的。若用try来执行一段程序,系统会抛出异常并通过它的类型来捕捉(catch)并处理它 ,最后通过finally语句为异常处理提供一个统一的出口,finally所指定的代码都要被执行(catch语句可有多条;finally语句最多只能有一条,根据自己的需要可有可无)。
13

过程详解:

1. try:

​ try语句指定了一段代码,该段代码就是异常捕获并处理的范围。在执行过程中,当任意一条语句产生异常时,就会跳过该条语句中后面的代码。代码中可能会产生并抛出一种或几种类型的异常对象,它后面的catch语句要分别对这些异常做相应的处理。

​ 一个try语句必须带有至少一个catch语句块或一个finally语句块 。

注意事项

​ 当异常处理的代码执行结束以后,不会回到try语句去执行尚未执行的代码。

2. catch:

​ n-每个try语句块可以伴随一个或多个catch语句,用于处理可能产生的不同类型的异常对象。

​ n-常用方法,这些方法均继承自Throwable类 。

​ u-toString ()方法,显示异常的类名和产生异常的原因

​ u-getMessage()方法,只显示产生异常的原因,但不显示类名。

​ u-printStackTrace()方法,用来跟踪异常事件发生时堆栈的内容。

​ n-catch捕获异常时的捕获顺序:

​ u-如果异常类之间有继承关系,在顺序安排上需注意。越是顶层的类,越放在下面,再不然就直接把多余的catch省略掉。 也就是先捕获子类异常再捕获父类异常。

3. finally:

​ n-有些语句,不管是否发生了异常,都必须要执行,那么就可以把这样的语句放到finally语句块中。

​ n-通常在finally中关闭程序块已打开的资源,比如:关闭文件流、释放数据库连接等。

try-catch-finally语句块的执行过程:

​ try-catch-finally程序块的执行流程以及执行结果比较复杂。

基本执行过程总结:

程序首先执行可能发生异常的try语句块。如果try语句没有出现异常则执行完后跳至finally语句块执行;如果try语句出现异常,则中断执行并根据发生的异常类型跳至相应的catch语句块执行处理。catch语句块可以有多个,分别捕获不同类型的异常。catch语句块执行完后程序会继续执行finally语句块。finally语句是可选的,如果有的话,则不管是否发生异常,finally语句都会被执行。

注意事项

​ 1. 即使try和catch块中存在return语句,finally语句也会执行。是在执行完finally语句后再通过return退出。

​ 2. finally语句块只有一种情况是不会执行的,那就是在执行finally之前遇到了System.exit(0)结束程序运行。

2)声明异常(throws子句)

当CheckedException产生时,不一定立刻处理它,可以再把异常throws出去。

​ 在方法中使用try-catch-finally是由这个方法来处理异常。但是在一些情况下,当前方法并不需要处理发生的异常,而是向上传递给调用它的方法处理。

​ 如果一个方法中可能产生某种异常,但是并不能确定如何处理这种异常,则应根据异常规范在方法的首部声明该方法可能抛出的异常。

​ 如果一个方法抛出多个已检查异常,就必须在方法的首部列出所有的异常,之间以逗号隔开。

注意事项

​ 方法重写中声明异常原则:子类重写父类方法时,如果父类方法有声明异常,那么子类声明的异常范围不能超过父类声明的范围。

3)自定义异常

1.在程序中,可能会遇到JDK提供的任何标准异常类都无法充分描述清楚我们想要表达的问题,这种情况下可以创建自己的异常类,即自定义异常类。

2.自定义异常类只需从Exception类或者它的子类派生一个子类即可。

3.自定义异常类如果继承Exception类,则为受检查异常,必须对其进行处理;如果不想处理,可以让自定义异常类继承运行时异常RuntimeException类。

4.习惯上,自定义异常类应该包含2个构造器:一个是默认的构造器,另一个是带有详细信息的构造器。

使用异常机制的建议

​ 1.要避免使用异常处理代替错误处理,这样会降低程序的清晰性,并且效率低下。

​ 2.处理异常不可以代替简单测试—只在异常情况下使用异常机制。

​ 3.不要进行小粒度的异常处理—应该将整个任务包装在一个try语句块中。

​ 4.异常往往在高层处理 。


本篇我们主要讲解了异常的分类处理方式!下一篇我们来实际编写程序来进行训练和学习!

未完待续~

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