【一步一步了解Java系列】:认识异常类

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筋斗云
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看到这句话的时候证明:此刻你我都在努力
加油陌生人
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专栏:一步一步了解Java

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作者:小闭


异常类的概念及其层次结构

Java中存在异常类,那么何为异常类呢?那么我们必须先了解一下它的概念:Java异常处理是Java语言中非常重要的一部分,它允许程序在遇到错误时能够优雅地处理问题而不是直接崩溃。Java异常类主要分为两大类:检查型异常(Checked Exceptions)和非检查型异常(Unchecked Exceptions)。

  1. 检查型异常/编译时异常(Checked Exceptions)
    • 这些异常通常是由于编程错误导致的,比如FileNotFoundException或SQLException。
    • 它们必须在方法签名中声明抛出,或者在方法内部被处理(通常是通过try-catch块)。
    • 在运行前编译器就已经报出警告了:
    • image.png
  2. 非检查型异常/运行时异常(Unchecked Exceptions)
    • 这些异常通常是由于运行时错误导致的,比如NullPointerException或ArithmeticException。
    • 它们不需要在方法签名中声明,也不强制要求必须被捕获处理。
    • 如图在运行前编译器是不会提示错误的:image.png

Java中的异常就像我们生活中人生病一样,我们的程序也会生病,我们可以把计算机的病就叫做“异常”。


那么下面就给大家解析一下其层次结构:
Java异常类的层次结构从__java.lang__包中的__Throwable__类开始,它有两个主要的子类:Exception__和__Error

  • Throwable:
    • Java异常类的根类。
    • 有两个重要的子类:Exception和Error。
  • Exception:
    • 表示程序本身可以处理的异常情况。
    • 进一步分为IOException、SQLException等。
  • RuntimeException:
    • Exception的一个子类,表示在Java程序运行时发生的异常。
    • 包括NullPointerException、IndexOutOfBoundsException等。
  • Error:
    • 表示JVM无法处理的错误,比如OutOfMemoryError或StackOverflowError。
    • 通常不需要程序去捕获这些错误

有关处理异常的关键词

在Java中处理异常我们有这么几个常用的关键词 :throw、try、catch、finally、throws。

  1. ** throw 抛出异常 **

如下是一个简单的异常抛出,我们在一个方法中要执行一条语句时,如果其可能会发生异常,如:null,分母为0,数组访问越界,我们都可以自己抛出异常,如下为一个空指针异常

package demo1;  public class Test {      public static void testExceptinon(int[] arr){         if(arr==null){         throw new ArithmeticException();     }     }       public static void main(String[] args) {         int[] arr=null;         testExceptinon(arr);     }  } 

image.png
所谓抛出异常其实就是抛出一个Exception或Exception的子类。
注意事项:

抛出异常类其必须是Exception或Exception的子类。
抛出异常必须在方法内部
如果抛出的是 RunTimeException 或者 RunTimeException 的子类,则可以不用处理,直接交给JVM来处理
** 如果抛出的是编译时异常,用户必须处理,否则无法通过编译**
** 异常一旦抛出,其后的代码就不会执**


  1. 异常声明throws

throws一个用来声明异常的关键词,是用在方法上的,具体格式为
** 修饰符 返回值类型 方法名(参数列表) throws 异常类型1,异常类型2…{ } **
注意throws只是起到警示作用,就是给程序员知道用这个方法可能会抛出异常。不会解决异常。

public class Test {      public static final void test1 ()throws RuntimeException{         int a=10;         int c=0;         System.out.println(a/c);      }    } 
  1. ** try-catch捕获并处理 **

解决异常还得用到try-catch语句,这是我们常用处理异常的关键词,当然还有finally关键词,稍后我也会提到。

import com.sun.security.jgss.GSSUtil;  public class Test {      public static final void test1 ()throws ArithmeticException{         int a=10;         int c=0;         System.out.println(a/c);      }      public static void main(String[] args) {          int q=10;         int p=100;         String s="hello world";         System.out.println(q+p);         try{             test1();              //try的花括号内是放入可能会抛出异常的语句                                   //如果里面的语句没有抛出异常则会跳出try-catch语句           }catch (ArithmeticException e){   //小括号里是放入可能会捕捉到的异常类 e              System.out.println("处理异常");  //catch花括号内是我们自行处理异常的方法          }finally {             System.out.println("无论是否捕捉到异常都一定会执行的代码");   //finally里的语句无论是否检测到异常都会执行的语句         }          System.out.println("处理完异常后的代码执行");  //这是处理异常后才会执行的语句                                                  // 当异常被捕获到时,异常就被处理了,这里的后序代码一定会执行                                                //如果捕获了,由于捕获时类型不对,那就没有捕获到,这里的代码就不会被执行       }    } 
  1. try的花括号内是放入可能会抛出异常的语句, 如果里面的语句没有抛出异常则会跳出try-catch语句
  2. catch的小括号里是放入可能会捕捉到的异常类 e,catch花括号内是我们自行处理异常的方法
  3. catch-catch-finally外的语句:当异常被捕获到时,异常就被处理了,这里的后序代码一定会执行,如果捕获了,由于捕获时类型不对,那就没有捕获到,这里的代码就不会被执行

  1. ** finally **

配合try-catch语句用的,但是其不是一定要加上去的,而try-catch一定是一起出现的。
在写程序时,有些特定的代码,不论程序是否发生异常,都需要执行,比如程序中打开的资源:网络连接、数据库 连接、IO流等,在程序正常或者异常退出时,必须要对资源进进行回收。另外,因为异常会引发程序的跳转,可能 导致有些语句执行不到,finally就是用来解决这个问题的。

public static int getData() {     Scanner sc = null;     try {         sc = new Scanner(System.in);         int data = sc.nextInt();         return data;     } catch (InputMismatchException e) {         e.printStackTrace();     } finally {         System.out.println("finally中代码");     }     System.out.println("try-catch-finally之后代码");     if (null != sc) {         sc.close();     }       return 0; }  public static void main(String[] args) {     int data = getData();     System.out.println(data); } 

上述程序,如果正常输入,成功接收输入后程序就返回了,try-catch-finally之后的代码根本就没有执行,即输入流 就没有被释放,造成资源泄漏。


自定义异常类

使用的较多的异常类往往是我们自己定义的比较多,那么如何自定义异常类呢,下面我们就来讲讲如何自定义异常类。

class textException extends RuntimeException{      public textException() {     }      public textException(String message) {         super(message);     } }     public class Test1 {      public static void main(String[] args) {         int a=0;         if(a==0){             throw new textException();         }     }  } 

image.png
如上我们只需让自己创建出的类继承Exception或其它异常类即可,这样这个类也是一个异常类了。
然后我们在需要抛出异常时,抛出自己定义的异常即可。
也可以用try-catch进行使用解决自己定义的异常。
注意事项:

  • ** 自定义异常通常会继承自 Exception 或者 RuntimeException **
  • **继承自 Exception 的异常默认是受查异常 **
  • **继承自 RuntimeException 的异常默认是非受查异常 **

异常的处理流程

关于 “调用栈” 方法之间是存在相互调用关系的, 这种调用关系我们可以用 “调用栈” 来描述. 在 JVM 中有一块内存空间称为 “虚拟机栈” 专门存储方法之间的调用关系. 当代码中出现异常的时候, 我们就可以使用 e.printStackTrace(); 的 方式查看出现异常代码的调用栈. 如果本方法中没有合适的处理异常的方式, **就会沿着调用栈向上传递 **

public class Test {       public static final void func1(){          int[] a={1,2,3,4,5};         a[10] = 100;        }      public static void main(String[] args) {         try {            func1();             System.out.println("hello world");         }catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){             e.printStackTrace();             System.out.println("没能合适解决异常");          }      } } 

image.png
如上图:在func1中如果没进行处理,堆栈就会延栈调用,也就是图中又看mian方法中是否能够处理好异常,一直向上传递如果都无法解决,一旦交给JVM处理那么程序将会终止,就不会进行之后的代码。

异常类与if的区别

首先我们来说说if在应对程序的应用是怎样的?
if语句:
比如:下面代码我们的if就是在检测到b==0时,就不让程序继续进行下面的计算。
这属于一种事先防卫型,就是避免错误发生。在发生之前就将程序阻断。

package demo1;  import java.util.Scanner;  public class Test {      public static void main(String[] args) {         Scanner sc=new Scanner(System.in);         int a=sc.nextInt();         int b=sc.nextInt();                  if(b==0){             System.out.println("分母为0,数字不合法");         }else {             System.out.println("a/c= "+a/b);         }                       } } 

异常类:
如下:异常类相比于if更像是先斩后奏型,事后处理型,在程序发现问题时在进行处理问题,如下代码将可能有异常的语句放到try括号中,如果出现异常在进行解决:

package demo1;  public class Test1 {      public static void main(String[] args) {         int a=10;         int b=0;         try{             System.out.println("a/c= "+a/b);         }catch (ArithmeticException e){             System.out.println("捕捉到异常并解决异常的方法");         }     } } 

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