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本篇文章带大家认识Java基础知识——异常，在理想的情况下，用户输入的数据格式永远是正确的，一个程序也许可能永远没有bug，但是在实际情况当中，这种理想的情况非常少，用户输入数据格式出现错误是非常常见的，需要一种机制解决类似的问题，而在Java中引入了异常的概念，本篇博客将围绕什么是异常，异常怎么解决两个维度对异常做一个详细地分析。
作者水平很有限，如果发现错误，一定要及时告知作者哦！感谢感谢！
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1.初见Java异常
1.1熟悉的面孔
在Java的学习过程中，一定遇到过除数为0，数组越界，对空引用操作等，这些情况可以通过编译，但是在运行的时候编译器会报出异常，这些异常就是Java异常机制中的一部分。
System.out.println(10 / 0);//除数为0
int[] arr = new int[10]; System.out.println(arr[11]);
String str = null; System.out.println(str.length());
A r i t h m e t i c E x c e p t i o n ， A r r a y I n d e x O u t O f B o u n d s E x c e p t i o n ， N u l l P o i n t e r E x c e p t i o n ArithmeticException，ArrayIndexOutOfBoundsException，NullPointerException A r i t h m e t i c E x c e p t i o n ， A r r a y I n d e x O u t O f B o u n d s E x c ep t i o n ， N u l l P o i n t e r E x c e p t i o n 都是初学Java时常遇到的一部分异常，但是Java异常机制包括的不仅仅只有异常，还有错误也是属于Java异常机制范围内的。
1.2防御式编程
错误在代码中是客观存在的. 因此我们要让程序出现问题的时候及时通知程序猿， 我们有两种主要的方式:
LBYL: Look Before You Leap. 在操作之前就做充分的检查.
EAFP: It’s Easier to Ask Forgiveness than Permission. “事后获取原谅比事前获取许可更容易”. 也就是先操作, 遇到问题再处理.
打个比方，有一天你心血来潮，看到一位非常漂亮的小姐姐，你很想牵她的手，但是你非常的有礼貌，先询问这位小姐姐：我能牵你的手吗？，这位小姐姐毫不犹豫地说：不行！，这一种情形就是LBYL方式；与此同时，另一位比较强悍的兄弟也想牵这位小姐姐的手，于是直接拿起这位小姐姐的手，牵了起来，然后这位小兄弟被扇了一巴掌，这种情形就是EAFP方式。
Java异常核心思想就是EAFP。
1.3异常的优点
使用异常能够更好地处理业务，代码也更有条理，更加清晰明白，不使用异常代码正常的代码与可能异常的代码混在一起，比较混乱。
比如一个模拟实现一个游戏开始的过程：
不使用异常：
public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
boolean ret = false;//账号密码匹配结果
ret = 密码验证结果();
if (!ret) {
//处理游戏登录失败业务
}
ret = 加载游戏结果();
if (!ret) {
//处理加载游戏失败业务
}
ret = 联机匹配结果();
if (!ret) {
//处理联机匹配失败业务
}
ret = 氪金是否成功结果();
if (!ret) {
//处理氪金失败业务
}
}
}
使用异常：
public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
try {
密码验证();
加载游戏();
联机匹配();
氪金();
}catch (密码验证异常) {
//处理密码错误异常
}catch (加载游戏异常) {
//处理加载游戏异常
}catch (联机匹配异常) {
//处理联机匹配异常
}catch (氪金异常) {
//处理氪金异常
}
}
}
2.异常处理
2.1捕获异常
想要捕获一个异常，前提需要知道可能会发生什么类型的异常，最常见的异常就是前面所举例的 A r i t h m e t i c E x c e p t i o n ， A r r a y I n d e x O u t O f B o u n d s E x c e p t i o n ， N u l l P o i n t e r E x c e p t i o n ArithmeticException，ArrayIndexOutOfBoundsException，NullPointerException A r i t h m e t i c E x c e p t i o n ， A r r a y I n d e x O u t O f B o u n d s E x c ep t i o n ， N u l l P o i n t e r E x c e p t i o n 分别为除数为0异常，数组越界异常，空指针异常。
当然，Java异常体系中的异常种类非常多，Exception类下的直接子类就有：
RuntimeException类是目前我们接触最多的，前面列举的几个常见的异常都是该类的子类。
2.1.1捕获一个异常
我们在进行除法计算时，可能会出现除数为0，访问数组对象时，可能出现数组越界，使用一个对象时，可能会出现空指针异常，知道一段代码可能出现某种或某些异常，我们可以对异常进行捕获，语法规则为：
try {
//可能出现异常的代码段
}catch (异常类 异常变量名) {
//处理该异常
}
try 代码块中放的是可能出现异常的代码。
catch 代码块中放的是出现异常后的处理行为。
public class Test3 {
public static void main(String[] args) {
int a = 0;
try {
System.out.println(8 / a);
}catch (ArithmeticException e) {
System.out.println("捕捉到了除数为0异常！");
}
int[] arr = new int[10];
try {
System.out.println(arr[20]);
}catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
System.out.println("捕捉到了一个数组越界异常！");
}
String str = null;
try {
System.out.println(str.equals("aaa"));
}catch (NullPointerException e) {
System.out.println("捕捉到了一个空指针异常！");
}
}
}
可以调用异常类中的 p r i n t S t a c k T r a c e ( ) 方 法 printStackTrace()方法 p r i n t S t a c k T ra c e ( ) 方 法 打印异常错误信息：
public class Test3 {
public static void main(String[] args) {
int a = 0;
try {
System.out.println(8 / a);
}catch (ArithmeticException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("捕捉到了除数为0异常！");
}
int[] arr = new int[10];
try {
System.out.println(arr[20]);
}catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("捕捉到了一个数组越界异常！");
}
String str = null;
try {
System.out.println(str.equals("aaa"));
}catch (NullPointerException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("捕捉到了一个空指针异常！");
}
}
}
如果异常没有被主动捕捉（使用try…catch语句捕捉）,这个异常会交给JVM处理，一旦交给JVM处理，发生异常，将非正常终止程序，后续代码不会执行。
public class Test6 {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[10];
System.out.println(arr[20]);//发生数组越界异常，该异常没有被捕获，将交给JVM处理
System.out.println("我是异常代码的后续代码，我被执行了！");
}
}
代码非正常退出，异常处后的代码不会被执行！
主动捕获异常，异常处后面的代码会执行，并且程序正常退出：
public class Test5 {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[10];
try {
System.out.println(arr[20]);
}catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("捕捉到了一个数组越界异常！");
}
System.out.println("我是异常代码的后续代码，我被执行了！");
}
}
2.1.2捕获多种异常
Java异常机制支持多种异常的捕获，最常用的方法，就是使用多个catch语句，捕捉多个异常的具体类型。
一个try…catch语句，catch语句可以存在多个：
public class Test4 {
public static void main(String[] args) {
try {
//可能出现异常的代码段
}catch (异常类 异常变量名) {
//处理该异常
}catch (...) {
//处理
}...
}
}
而对于try语句中的代码段，当代码段中遇到异常时，发生异常的后面的所有代码段将不再执行，会直接执行对应catch中的语句。
比如，我将三句都有异常的代码写在同一个try语句中，使用多个catch语句捕捉这三种类型的异常，实际上只会捕捉到第一个异常。
public class Test7 {
public static void main(String[] args) {
int a = 0;
int[] arr = new int[10];
String str = null;
try {
System.out.println(8 / a);
System.out.println(arr[20]);
System.out.println(str.equals("aaa"));
} catch (ArithmeticException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("捕捉到了除数为0异常！");
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("捕捉到了一个数组越界异常！");
} catch (NullPointerException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("捕捉到了一个空指针异常！");
}
}
}
try语句中第一个异常语句为除数为0而引发的算术异常，所以最终捕捉的异常只有算术异常。
如果第一个语句没有异常，则捕捉的是后面第一个发生异常语句的异常，也就是说一个try语句只能捕获一个异常。
public class Test7 {
public static void main(String[] args) {
int a = 2;
int[] arr = new int[10];
String str = null;
try {
System.out.println(8 / a);
System.out.println(arr[20]);
System.out.println(str.equals("aaa"));
} catch (ArithmeticException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("捕捉到了除数为0异常！");
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("捕捉到了一个数组越界异常！");
} catch (NullPointerException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("捕捉到了一个空指针异常！");
}
}
}
除了使用多个catch语句，还可以使用 | 分隔符在一个catch语句中定义多种类型的异常类：
public class Test8 {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[10];
String str = null;
try {
System.out.println(2/0);
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException | NullPointerException | ArithmeticException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("捕捉到了一个除数为0异常或数组越界异常或空指针异常！");
}
}
}
public class Test8 {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[10];
String str = null;
try {
System.out.println(arr[20]);
System.out.println(str.equals("aaa"));
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException | NullPointerException | ArithmeticException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("捕捉到了一个除数为0异常或数组越界异常或空指针异常！");
}
}
}
public class Test8 {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[10];
String str = null;
try {
System.out.println(str.equals("aaa"));
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException | NullPointerException | ArithmeticException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("捕捉到了一个除数为0异常或数组越界异常或空指针异常！");
}
}
}
也可以直接使用这些类的父类 RuntimeExcept 或父类的父类 Exception 处理其所有子类类型的异常，但是不推荐，因为范围太广了，如果没有 p r i n t S t a c k T r a c e ( ) 方 法 printStackTrace()方法 p r i n t S t a c k T r a c e ( ) 方 法 ，根本不知道程序发生了什么异常。
public class Test8 {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[10];
String str = null;
try {
System.out.println(str.equals("aaa"));
} catch (RuntimeException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("捕捉到了一个运行时异常！");
}
}
}
最后，还有一点需要注意，就是使用多个catch语句时，子类异常要在父类异常前面，否则编译器会报错！这一点其实很好理解，正所谓“小的打不过，老的再来！”。
我把 NullPointerException 定义在其父类 RuntimeException 后面，编译器报错了，我换一下编译器就没有报错了，程序也能够正常运行。
所以， catch 语句捕获异常时，捕获异常的顺序应该是：
子 类 − > 父 类 子类 -> 父类 子 类 − > 父 类
2.2finally
在 try...catch 语句的基础之上，后面还可以加上 finally 语句，无论是否发生异常，异常是否被捕获，该语句里面的代码块都会被执行，一般用于资源的关闭，比如常见的 Scanner 类，使用该类进行输入是需要进行资源关闭的。语法规则：
try {
//可能出现异常的代码段
}catch (异常类 异常变量名) {
//处理该异常
}catch (...) {
//处理
}finally {
//处理，不论异常是否捕获，异常是否交给JVM处理，该语句都会执行
}
finally 代码块中的代码用于处理善后工作, 会在最后执行。
import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;
public class Test10 {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
try {
int a = sc.nextInt();
System.out.println(10 / a);
} catch (InputMismatchException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("输入数据类型错误！");
} catch (ArithmeticException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("算术异常，除数为0！");
}
sc.close();//关闭资源
}
}
因为 sc.close() 语句不论什么情况都要执行，所以该代码可以改成：
import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;
public class Test11 {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
try {
int a = sc.nextInt();
System.out.println(10 / a);
} catch (InputMismatchException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("输入数据类型错误！");
} catch (ArithmeticException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("算术异常，除数为0！");
} finally {
sc.close();//关闭资源
}
}
}
刚才的代码可以有一种等价写法, 将 Scanner 对象在 try 的 ( ) 中创建, 就能保证在 try 执行完毕后自动调用 Scanner的 close 方法，上面的代码也等价于：
import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;
public class Test11 {
public static void main(String[] args) {
try (Scanner sc = new Scanner(System.in)) {
int a = sc.nextInt();
System.out.println(10 / a);
} catch (InputMismatchException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("输入数据类型错误！");
} catch (ArithmeticException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("算术异常，除数为0！");
}
}
}
使用finally的弊端：
public class Test12 {
public static int func() {
try {
return 10;
}finally {
return 20;
}
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(func());
}
}
所以使用 finally 时，要避免在 finally 语句中进行返回值返回。
2.3Java异常体系
Java 内置了丰富的异常体系, 用来表示不同情况下的异常。
- 顶层类
Throwable派生出两个重要的子类,Error和Exception。 -
Error指的是 Java 运行时内部错误和资源耗尽错误. 应用程序不抛出此类异常. 这种内部错误一旦出现，除了告知用户并使程序终止之外, 再无能无力， 如递归时造成的栈溢出，堆溢出。 -
Exception是我们程序猿所使用的异常类的父类，它的直接子类有很多，图中只展示了3种。 -
Exception有一个子类称为RuntimeException, 这里面又派生出很多我们常见的异常类NullPointerException,IndexOutOfBoundsException等。 -
Error类与RuntimeException类，为非受查异常，其他异常类为受查异常。
受查异常必须使用 try...catch 语句进行处理，否则报错，非受查异常可以使用 try...catch语句，也可以不使用。
异常的种类有很多, 我们要根据不同的业务场景来决定。
对于比较严重的问题(例如和算钱相关的场景), 应该让程序直接崩溃, 防止造成更严重的后果。
对于不太严重的问题(大多数场景), 可以记录错误日志, 并通过监控报警程序及时通知程序猿。
对于可能会恢复的问题(和网络相关的场景), 可以尝试进行重试。
在我们当前的代码中采取的是经过简化的第二种方式. 我们记录的错误日志是出现异常的方法调用信息, 能很快速的让我们找到出现异常的位置. 以后在实际工作中我们会采取更完备的方式来记录异常信息。
2.4异常处理的注意事项
2.4.1异常捕捉时的注意事项
- 程序发生异常未被
try捕获处理，将会交给JVM处理，一旦交给JVM处理，程序直接非正常终止。 -
catch语句捕获异常的顺序，从子类到父类，但是最好使用具体异常类处理。 - 一旦
try中出现异常, 那么try代码块中的程序就不会继续执行, 而是交给catch中的代码来执行，catch执行完毕会继续往下执行程序后续代码。 -
finally里面的代码，无论异常是否被捕获，都会执行。 - 由于
Exception类是所有异常类的父类， 因此可以用这个类型表示捕捉所有类型的异常。 -
try语句需要搭配catch或finally使用。
2.4.2异常处理的流程
- 程序先执行 try 中的代码。
- 如果 try 中的代码出现异常, 就会结束 try 中的代码, 看和 catch 中的异常类型是否匹配。
- 如果找到匹配的异常类型, 就会执行 catch 中的代码。
- 如果没有找到匹配的异常类型, 就会将异常向上传递到上层调用者。
- 无论是否找到匹配的异常类型, finally 中的代码都会被执行到(在该方法结束之前执行)。
- 如果上层调用者也没有处理的了异常, 就继续向上传递，一直到 main 方法也没有合适的代码处理异常, 就会交给 JVM 来进行处理, 此时程序就会异常终止。
2.5手动抛出异常
除了 Java 内置的类会抛出一些异常之外, 程序猿也可以手动抛出某个异常，使用 throw 关键字完成这个操作。
public class Test13 {
public static int divide(int a, int b) {
if (b == 0) {
throw new ArithmeticException("除0异常！");
}
return a / b;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(divide(12, 0));
}
}
我们在处理异常的时候, 通常希望知道这段代码中究竟会出现哪些可能的异常，我们可以使用 throws 关键字, 把可能抛出的异常显式的标注在方法定义的位置， 从而提醒调用者要注意捕获这些异常，相当于声明效果。
public class Test14 {
public static int divide(int a, int b) throws ArithmeticException{
if (b == 0) {
throw new ArithmeticException("除0异常！");
}
return a / b;
}
public static void main(String[] args) {
try {
System.out.println(divide(12, 0));
} catch (ArithmeticException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
3.自定义异常
Java内置了很多的异常，但是总会有需求在内置的异常中找不到合适的，这个时候就需要自己定义一个合适的异常，来应对需求。
我们以一个用户登录来介绍自定义异常的使用，在此之前，需要知道：
自定义的异常需要继承Java内置的异常类，通常会继承自 Exception 或者 RuntimeException，继承 Exception 表示自定义的异常时受查异常，继承 RuntimeException 表示自定义的异常是非受查异常。
用户进行输入账号密码登录时，可能会出现账号不存在或者密码错误的情况，这两种情况是异常情况，需要进行处理，所以可以自定义两个类 NameException 和 PasswordException ，前者表示账号不存在异常，后者表示密码错误异常，由于该异常是在用户输入时才会出现，所以不妨继承 RuntimeException ，定义为非受查异常。
class NameException extends RuntimeException {
public NameException(String exceptionMessage) {
super(exceptionMessage);
}
}
class PasswordException extends RuntimeException {
public PasswordException(String exceptionMessage) {
super(exceptionMessage);
}
}
模拟用户登录：
public class Test15 {
private static String userName = "未见花闻";
private static String password = "5201314";
public static void login(String userName, String password) throws NameException, PasswordException{
if (!Test15.userName.equals(userName)) {
throw new NameException("用户名不存在！");
}
if (!Test15.password.equals(password)) {
throw new PasswordException("密码错误！");
}
System.out.println("登陆成功");
}
public static void main(String[] args) {
try {
login("csdn", "123456");
}catch (NameException | PasswordException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
login("未见花闻", "123456");
}catch (NameException | PasswordException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("============");
try {
login("未见花闻", "5201314");
}catch (NameException | PasswordException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}