8.1 异常概述与异常体系结构

在使用计算机语言进行项目开发的过程中，即使程序员把代码写的尽善尽美，在系统的运行过程中仍然会遇到一些问题，因为很多问题不是靠代码能够避免的，比如：客户输入数据的格式、读取文件是否存在、网络是否始终保持通畅等。

java.lang.Throwable
- java.lang.Error
- java.lang.Exception
  - 编译时异常（checked）
    - IOException
      - FileNotFoundException
    - ClassNotFoundException
  - 运行时异常（unchecked）：java.lang.RuntimeException
    - NullPointerException
    - ArrayIndexOutofBoundsException
    - ClassCastException
    - NumberFormatException
    - InputMismatchException
    - ArithmeticException

图片说明

异常：在Java语言中，将程序执行中发生的不正常情况称为“异常”。（开发过程中的语法错误和逻辑错误不是异常）。
Java程序在执行过程中所发生的异常事件可分为两类：
- Error：Java虚拟机无法解决的严重问题。如：JVM系统内部错误、资源耗尽等严重情况。比如：StackOverflowError和OOM。一般不编写针对性的代码进行处理。
- Exception：其他因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题，可以使用针对性的代码进行处理。例如：
  - 空指针访问
  - 试图读取不存在的文件
  - 网络连接中断
  - 数组角标越界
对于这些错误，一般有两种解决方法：一是遇到错误就终止程序的运行。另一种方法是由程序员在编写程序时，就考虑到错误的检测、错误消息的提示，以及错误的处理。
捕获错误最理想的是在编译期间，但有的错误只有在运行时才会发生。比如：除数为0，数组下标越界等。
分类：编译时异常和运行时异常。
- 编译时异常：执行javac.exe命令时，可能出现的异常。
- 运行时异常：执行java.exe命令时，出现的异常。

8.2 常见异常

    import org.junit.jupiter.api.Test;
    import java.util.Date;
    public class ExceptionTest {
        // java.lang.NullPointerException
        @Test
        public void test1() {
            int[] arr = null;
            System.out.println(arr[1]);
        }

        // java.lang.StringIndexOutOfBoundsException
        @Test
        public void test2() {
            String str = "";;
            System.out.println(str.charAt(1));
        }

        // java.lang.ClassCastException
        @Test
        public void test3() {
            Object obj = new Date();
            String str = (String) obj;
        }
    }

8.3 异常处理机制一：try-catch-finally

1、异常的处理：抓抛模型

Java采用的异常处理机制，是将异常处理的程序代码集中在一起，与正常的程序代码分开，使得程序间接、优雅，并易于维护。
异常的处理：抓抛模型。
过程一（“抛”）：
- 程序在正常执行的过程中，一旦出现异常，就会在异常代码处生成一个对应异常类的对象，并将此对象抛出，抛给程序调用者。
- 一旦抛出对象以后，其后的代码就不再执行。
过程二（“抓”）：
- 可以理解为异常的处理方式：①try-catch-finally；②throws。

2、try-catch-finally的使用

    try {
            // 可能出现异常的代码
    } catch (异常类型1 变量名1) {
            // 处理异常的方式1
    } catch (异常类型2 变量名2) {
            // 处理异常的方式2
    } catch (异常类型3 变量名3) {
            // 处理异常的方式3
    }
    ……
    finally {
            // 一定会执行的代码
    }

try-catch-finally：真正的将异常处理掉了。
finally是可选的。
使用try将可能出现异常代码包装起来，在执行过程中，一旦出现异常，就会生成一个对应异常的对象，根据此对象的类型，去catch中进行匹配。
try-catch-finally结构可以嵌套。
一旦try中的异常对象匹配到某一个catch时，就进入catch中进行异常的处理。一旦处理完成，就跳出当前的try-catch结构（在没有写finally的情况下）。继续执行其后的代码。
catch中的异常类型如果没有子父类关系，则谁声明在上，谁声明在下，无所谓。
catch中的异常类型如果满足子父类关系，则要求子类一定声明在父类的上面，否则报错。
常用的异常对象的处理方式：
- String message = e.getMessage();
- e.printStackTrace();
在try结构中声明的变量，在出了try结构以后，就不能再被调用。
使用try-catch-finally处理编译时异常，使得程序在编译时不再报错，但是运行时仍可能报错。相当于我们使用try-catch-finally将一个编译时可能出现的异常，延迟到运行时出现。

开发中，对于运行时异常，一般不进行try-catch处理。

// java.lang.NullPointerException
@Test
public void test1() {
    int[] arr = null;
    try {
        System.out.println(1);
        System.out.println(arr[1]);
        System.out.println(2);
    } catch (NullPointerException e) {
                String message = e.getMessage();
        System.out.println(message);
        e.printStackTrace();
        System.out.println(3);
    }
    System.out.println(4);
}
/* 执行结果
1
3
4
*/

try-catch-finally中finally的使用

finally是可选的。
finally中声明的是一定会被执行的代码，即使catch中又出现异常了，try中有return语句，catch中有return语句等情况。

像数据库连接、输入输出流、网络编程Socket等资源，JVM是不能制动回收的，我们需要自己手动进行资源的释放。此时的资源释放、就需要声明在finally中。

@Test
public void test4() {
    try {
        int a = 10;
        int b = 0;
        System.out.println(a / b);
    } catch (ArithmeticException e) {
        int[] arr = new int[10];
        System.out.println(arr[10]);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        System.out.println("finally");
    }
}
//===============
public int method() {
    try {
        int[] arr = new int[10];
        System.out.println(arr[10]);
        return 1;
    } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
        e.printStackTrace();
        return 2;
    } finally {
        System.out.println("finally");
        return 3;
    }
}
@Test
public void test5() {
    System.out.println(method());  // 3
}
//====================
@Test
public void test6() {
    FileInputStream fis = null;
    try {
        File file = new File("hello.txt");
        fis = new FileInputStream(file);
        int data = fis.read();
        while (data != -1) {
            data = fis.read();
        }
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
                        if (fis != null)
                    fis.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

8.4 异常处理机制二：throws

1、使用throws

“throws + 异常类型”写在方法的声明处，指明此方法执行时，可能会抛出的异常类型。一旦当方法体执行时，出现异常，仍会在异常代码处生成一个异常类的对象，此对象满足throws后异常类型时，就会被抛出。异常代码后续的代码，就不再执行！

throws的方式只是将异常抛给了方法的调用者，并没有真正将异常处理掉。

public class ExceptionTest {
    public void method() throws IOException, FileNotFoundException {
        File file = new File("hello.txt");
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        int data = fis.read();
        while (data != -1) {
            data = fis.read();
        }
                System.out.println("异常后面的代码不会执行");
    }
}

2、重写方法异常抛出的规则

子类重写的方法抛出的异常类型不大于父类被重写的方法抛出的异常类型。

package com.xianhuii;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

public class OverrideTest {
    public void display(SuperClass s) {
        try {
            s.method();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        OverrideTest test = new OverrideTest();
        test.display(new SubClass());
    }

}

class SuperClass {
    public void method() throws IOException {}
}

class SubClass extends SuperClass {
    @Override
    public void method() throws FileNotFoundException {
    }
}

3、开发中如何选择使用try-catch-finally，还是使用throws？

如果父类中被重写的方法没有throws方式处理异常，则子类重写的方法也不能使用throws，意味着如果子类重写的方法中有异常，必须使用try-catch-finally方式处理。
执行的方法a中，先后又调用了另外的几个方法，这几个方法是递进关系执行的。我们建议这几个方法使用throws的方式进行处理。而执行的方法a可以考虑使用try-catch-finally方式进行处理。

8.5 手动抛出异常：throw

关于异常对象的产生：

系统自动生成的异常对象

手动生成一个异常对象，并抛出（throw）

public class Sudent {
    private int id;
    public void regist(int id) {
        if(id > 0) {
            this.id = id;
        } else {
            throw new RuntimeException("您输入的数据非法！");
        }
    }
}

8.6 用户自定义异常类

1、如何自定义异常类

继承于现有的异常结构：RuntimeException、Exception。
提供全局常量：serialVersionUID

提供重载的构造器

package com.xianhuii;

public class MyException extends RuntimeException {
    static final long serialVersionUID = -7034897100745766939L;

    public MyException() {}

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

}

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