一、异常

1.1 异常概念

异常：是指由于各种不期而至的情况，导致程序中断运行的一种指令流，如：文件找不到、非法参数、网络超时等。
异常也是一种对象，java当中定义了许多异常类，并且定义了基类java.lang.Throwable作为所有异常的超类。

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。

1.2 异常体系

Java语言设计者将异常划分为两类：Error和Exception，其体系结构大致如下图所示：

Throwable 体系：
Throwable 有两个重要的子类：Exception（异常）和Error（错误），两者都包含了大量的异常处理类。

Error：是程序中无法处理的错误，表示运行应用程序中出现了严重的错误。此类错误一般表示代码运行时JVM出现问题。通常有Virtual MachineError（虚拟机运行错误）、NoClassDefFoundError（类定义错误）等。比如说当jvm耗完可用内存时，将出现OutOfMemoryError。此类错误发生时，JVM将终止线程。
这些错误是不可查的，非代码性错误。因此，当此类错误发生时，应用不应该去处理此类错误。
Exception：表示异常，异常产生后程序员可以通过代码的方式纠正，使程序继续运行，是必须要处理的。好比感冒、阑尾炎。

1.3 异常分类

我们平常说的异常就是指 Exception，因为这类异常一旦出现，我们就要对代码进行更正，修复程序。

异常(Exception)的分类：根据在编译时期还是运行时期去检查异常?

编译异常(受检异常)：Exception中除 RuntimeException 极其子类之外的异常。如果程序中出现此类异常，比如说 IOException，必须对该异常进行处理，否则编译不通过。在程序中，通常不会自定义该类异常，而是直接使用系统提供的异常类。
运行时异常(不受检异常)：RuntimeException 类极其子类表示JVM在运行期间可能出现的错误。比如说试图使用空值对象的引用（NullPointerException）、数组下标越界（ArrayIndexOutBoundException）。此类异常属于不可查异常，一般是由程序逻辑错误引起的，在程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。

二、异常的处理

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

2.1 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？

创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。
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：

throw new 异常类名(参数);

例如：

throw new NullPointerException("要访问的arr数组不存在");

throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("该索引在数组中不存在，已超出范围");

注意：

throw关键字必须写在方法的内部

throw关键字后边new的对象必须是 Exception 或者 Exception 的子类对象

throw关键字抛出指定的异常对象,我们就必须处理这个异常对象

throw关键字后边创建的是 RuntimeException 或者是 RuntimeException的子类对象,我们可以不处理,默认交给JVM处理(打印异常对象,中断程序)
throw关键字后边创建的是编译异常(写代码的时候报错),我们就必须处理这个异常,要么throws,要么try…catch

下面程序演示下throw的使用。

public class Demo03Throw {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        //int[] arr = null;
        int[] arr = new int[3];
        int e = getElement(arr,3);
        System.out.println(e);
    }
    /* 定义一个方法,获取数组指定索引处的元素 参数: int[] arr int index 以后(工作中)我们首先必须对方法传递过来的参数进行合法性校验 如果参数不合法,那么我们就必须使用抛出异常的方式,告知方法的调用者,传递的参数有问题 注意: NullPointerException 是一个运行期异常,我们不用处理,默认交给JVM处理 ArrayIndexOutOfBoundsException是一个运行期异常,我们不用处理,默认交给JVM处理 */
    public static int getElement(int[] arr,int index){
   
        /* 我们可以对传递过来的参数数组,进行合法性校验 如果数组arr的值是null 那么我们就抛出空指针异常,告知方法的调用者"传递的数组的值是null" */
        if(arr == null){
   
            throw new NullPointerException("传递的数组的值是null");
        }

        /* 我们可以对传递过来的参数index进行合法性校验 如果index的范围不在数组的索引范围内 那么我们就抛出数组索引越界异常,告知方法的调用者"传递的索引超出了数组的使用范围" */
        if(index<0 || index>arr.length-1){
   
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("传递的索引超出了数组的使用范围");
        }

        int ele = arr[index];
        return ele;
    }
}

注意：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。

2.2 声明异常 throws

声明异常：将问题标识出来，报告给调用者。如果方法内通过 throw 抛出了编译时异常，而没有捕获处理，那么必须通过throws进行声明，让调用者去处理(自己不处理,给别人处理)，最终交给JVM处理–>中断处理。

关键字throws运用于方法声明之上,用于表示当前方法不处理异常,而是提醒该方法的调用者来处理异常(抛出异常).

声明异常格式：

修饰符 返回值类型 方法名(参数列表) throws 异常类名1,异常类名2…{
      }

注意:

throws关键字必须写在方法声明处
throws关键字后边声明的异常必须是Exception或者是Exception的子类
方法内部如果抛出了多个异常对象,那么throws后边必须也声明多个异常类，用逗号隔开
如果抛出的多个异常对象有子父类关系,那么直接声明父类异常即可
调用了一个声明抛出异常的方法,我们就必须的处理声明的异常
要么继续使用throws声明抛出,交给方法的调用者处理,最终交给JVM
要么try…catch自己处理异常

声明异常的代码演示：

public class Demo05Throws {
   
    /* FileNotFoundException extends IOException extends Excepiton 如果抛出的多个异常对象有子父类关系,那么直接声明父类异常即可 */
    //public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException,IOException {
   
    //public static void main(String[] args) throws IOException {
   
    public static void main(String[] args) throws Exception {
   
        readFile("c:\\a.tx");
    }

    /* 定义一个方法,对传递的文件路径进行合法性判断 如果路径不是"c:\\a.txt",那么我们就抛出文件找不到异常对象,告知方法的调用者 注意: FileNotFoundException是编译异常,抛出了编译异常,就必须处理这个异常 可以使用throws继续声明抛出FileNotFoundException这个异常对象,让方法的调用者处理 */
    public static void readFile(String fileName) throws FileNotFoundException,IOException{
   
        if(!fileName.equals("c:\\a.txt")){
   
            throw new FileNotFoundException("传递的文件路径不是c:\\a.txt");
        }

        /* 如果传递的路径,不是.txt结尾 那么我们就抛出IO异常对象,告知方法的调用者,文件的后缀名不对 */
        if(!fileName.endsWith(".txt")){
   
            throw new IOException("文件的后缀名不对");
        }

        System.out.println("路径没有问题,读取文件");
    }
}

2.4 捕获异常 try…catch

如果异常出现的话,会立刻终止程序,所以我们得处理异常:

该方法不处理，而是声明抛出，由该方法的调用者来处理(throws)。
在方法中使用 try-catch 的语句块来处理异常。

try-catch的方式就是捕获异常。

捕获异常：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。

捕获异常语法如下：

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
     //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
}
 ...
 catch(异常类名 变量名){
   

}

try ：该代码块中编写可能产生异常的代码。

catch ：用来进行某种异常的捕获，实现对捕获到的异常进行处理。

注意：

try和catch都不能单独使用，必须连用。
try中可能会抛出多个异常对象，那么就可以使用多个catch来处理这些异常对象
如果try中产生了异常，那么就会执行catch中的异常处理逻辑，执行完毕catch中的处理逻辑，继续执行try…catch之后的代码
如果try中没有产生异常，那么就不会执行catch中异常的处理逻辑，执行完try中的代码，继续执行try…catch之后的代码

演示如下：

public class TryCatchDemo {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        try {
   // 当产生异常时，必须有处理方式。要么捕获，要么声明。
            read("b.txt");
        } catch (FileNotFoundException e) {
   
          	//try中抛出的是什么异常，在括号中就定义什么异常类型
            System.out.println(e);
        }
        System.out.println("over");
    }
   
    public static void read(String path) throws FileNotFoundException {
   
        if (!path.equals("a.txt")) {
   //如果不是 a.txt这个文件 
            throw new FileNotFoundException("文件不存在");
        }
    }
}

2.4 获取异常信息

Throwable 类中定义了一些查看方法:

public String getMessage()：获取异常的简短描述信息，原因(提示给用户的时候,就提示错误原因。
public String toString()：获取异常的类型和异常详细描述信息(一般不用)。
public void printStackTrace()：打印异常的跟踪栈信息并输出到控制台。默认此方法，打印的异常信息是最全面的 包含了异常的类型，异常的原因，还包括异常出现的位置，在开发和调试阶段,都得使用printStackTrace。

2.5 finally 代码块

finally：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。

什么时候的代码必须最终执行？

当我们在try语句块中打开了一些物理资源(磁盘文件/网络连接/数据库连接等),我们都得在使用完之后,最终关闭打开的资源。

finally的语法:

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
     //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
}
 ...
 catch(异常类名 变量名){
   

}finally{
   
     无论是否出现异常都会执行
}

注意：

finally不能单独使用，必须和try一起使用
finally一般用于资源释放(资源回收),无论程序是否出现异常,最后都要资源释放(IO)

finally代码参考如下：

public class Demo02TryCatchFinally {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        try {
   
            //可能会产生异常的代码
            readFile("c:\\a.tx");
        } catch (IOException e) {
   
            //异常的处理逻辑
            e.printStackTrace();
        } finally {
   
            //无论是否出现异常,都会执行
            System.out.println("资源释放");
        }
    }

    /* 如果传递的路径,不是.txt结尾 那么我们就抛出IO异常对象,告知方法的调用者,文件的后缀名不对 */
    public static void readFile(String fileName) throws IOException {
   

        if(!fileName.endsWith(".txt")){
   
            throw new IOException("文件的后缀名不对");
        }

        System.out.println("路径没有问题,读取文件");
    }
}

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。

2.6 异常注意事项

多个异常使用捕获处理

多个异常分别处理。

public class Demo01Exception {
     
    public static void main(String[] args) {
      
        try {
     
            int[] arr = {
     1,2,3};
            System.out.println(arr[3]);//ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
        }catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
     
            System.out.println(e);
        }

        try{
     
            List<Integer> list = List.of(1, 2, 3);
            System.out.println(list.get(3));//IndexOutOfBoundsException: Index 3 out-of-bounds for length 3
        }catch (IndexOutOfBoundsException e){
     
            System.out.println(e);
        }
    }
}

多个异常一次捕获，多次处理。

一般我们是使用一次捕获多次处理方式，格式如下：

try{
     
     编写可能会出现异常的代码
}catch(异常类型A  e){
       当try中出现A类型异常,就用该catch来捕获.
     处理异常的代码
     //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
}catch(异常类型B  e){
       当try中出现B类型异常,就用该catch来捕获.
     处理异常的代码
     //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
}

程序演示如下：

public class Demo01Exception {
     
    public static void main(String[] args) {
      
   	  try {
     
            int[] arr = {
     1,2,3};
            //System.out.println(arr[3]);//ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
            List<Integer> list = List.of(1, 2, 3);
            System.out.println(list.get(3));//IndexOutOfBoundsException: Index 3 out-of-bounds for length 3
        }catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
     
            System.out.println(e);
        }catch (IndexOutOfBoundsException e){
     
            System.out.println(e);
        }

        /* 一个try多个catch注意事项: catch里边定义的异常变量,如果有子父类关系,那么子类的异常变量必须写在上边,否则就会报错 ArrayIndexOutOfBoundsException extends IndexOutOfBoundsException */
       /* try { int[] arr = {1,2,3}; //System.out.println(arr[3]);//ArrayIndexOutOfBoundsException: 3 List<Integer> list = List.of(1, 2, 3); System.out.println(list.get(3));//IndexOutOfBoundsException: Index 3 out-of-bounds for length 3 }catch (IndexOutOfBoundsException e){ System.out.println(e); }catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){ // 此处编译报错 System.out.println(e); }*/
    }
}

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，那么子类异常必须在上面的catch处理，父类异常在下面的catch处理。

多个异常一次捕获一次处理。

public class Demo01Exception {
     
    public static void main(String[] args) {
      
   	  try {
     
            int[] arr = {
     1,2,3};
            //System.out.println(arr[3]);//ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
            List<Integer> list = List.of(1, 2, 3);
            System.out.println(list.get(3));//IndexOutOfBoundsException: Index 3 out-of-bounds for length 3
        }catch (Exception e){
     
            System.out.println(e);
        }	
    }
}

运行时异常被抛出可以不处理。

即不捕获也不声明抛出。

public class Demo01Exception {
   
    public static void main(String[] args) {
   
       //默认给虚拟机处理,终止程序,什么时候不抛出运行时异常了,在来继续执行程序
        int[] arr = {
   1,2,3};
        System.out.println(arr[3]);//ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
        List<Integer> list = List.of(1, 2, 3);
        System.out.println(list.get(3));//IndexOutOfBoundsException: Index 3 out-of-bounds for length 3
    } 
}

如果finally有return语句，永远返回finally中的结果，避免该情况。

public class Demo02Exception {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        int a = getA();
        System.out.println(a);
    }

    //定义一个方法,返回变量a的值
    public static int getA(){
   
        int a = 10;
        try{
   
            return a;
        }catch (Exception e){
   
            System.out.println(e);
        }finally {
   
            //一定会执行的代码
            a = 100;
            return a;
        }
    }
}
输出结果：
    100

子父类的异常

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

注意:
父类异常时什么样,子类异常就什么样

public class Fu {
   
    public void show01() throws NullPointerException,ClassCastException{
   }
    public void show02() throws IndexOutOfBoundsException{
   }
    public void show03() throws IndexOutOfBoundsException{
   }
 
    public void show04() {
   }
}

class Zi extends Fu{
   
    //子类重写父类方法时,抛出和父类相同的异常
    @Override
    public void show01() throws NullPointerException,ClassCastException{
   }
    //子类重写父类方法时,抛出父类异常的子类
    @Override
    public void show02() throws ArrayIndexOutOfBoundsException{
   }
    //子类重写父类方法时,不抛出异常
    @Override
    public void show03() {
   }

    /* 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。 */
    //public void show04() throws Exception{}

    //此时子类产生该异常，只能捕获处理，不能声明抛出
    @Override
    public void show04()  {
   
        try {
   
            throw  new Exception("编译期异常");
        } catch (Exception e) {
   
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2.7 异常注意事项总结

子类重写父类方法时，子类的方法必须抛出相同的异常或父类异常的子类。
如果父类抛出了多个异常，子类重写父类时，只能抛出相同的异常或者是他的子集，子类不能抛出父类没有的异常。
如果被重写的方法没有抛出异常，那么子类的方法绝对不可以抛出异常，如果子类方法内有异常发生，那么子类只能try，不能throws。
建议不要在finally中使用return，不用尝试通过catch来控制代码流程。

三、自定义异常

3.1 概述

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.那么能不能自己定义异常呢？

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。

格式 :

public class XXXExcepiton extends Exception | RuntimeException{
   
            添加一个空参数的构造方法
            添加一个带异常信息的构造方法       
}