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2023-08-31 11:30:31 +08:00

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Java异常机制

在理想的情况下,我们的程序会按照我们的思路去运行,按理说是不会出现问题的,但是,代码实际编写后并不一定是完美的,可能会有我们没有考虑到的情况,如果这些情况能够正常得到一个错误的结果还好,但是如果直接导致程序运行出现问题了呢?

public static void main(String[] args) {
    test(1, 0);   //当b为0的时候还能正常运行吗
}

private static int test(int a, int b){
    return a/b;   //没有任何的判断而是直接做计算
}

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
	at com.test.Application.test(Application.java:9)
	at com.test.Application.main(Application.java:5)

当程序运行出现我们没有考虑到的情况时,就有可能出现异常或是错误!

异常

我们在之前其实已经接触过一些异常了,比如数组越界异常,空指针异常,算术异常等,他们其实都是异常类型,我们的每一个异常也是一个类,他们都继承自Exception类!异常类型本质依然类的对象,但是异常类型支持在程序运行出现问题时抛出(也就是上面出现的红色报错)也可以提前声明,告知使用者需要处理可能会出现的异常!

运行时异常

异常的第一种类型是运行时异常,如上述的列子,在编译阶段无法感知代码是否会出现问题,只有在运行的时候才知道会不会出错(正常情况下是不会出错的),这样的异常称为运行时异常。所有的运行时异常都继承自RuntimeException

编译时异常

异常的另一种类型是编译时异常,编译时异常是明确会出现的异常,在编译阶段就需要进行处理的异常(捕获异常)如果不进行处理,将无法通过编译!默认继承自Exception类的异常都是编译时异常。

File file = new File("my.txt");
file.createNewFile();   //要调用此方法,首先需要处理异常

错误

错误比异常更严重异常就是不同寻常但不一定会导致致命的问题而错误是致命问题一般出现错误可能JVM就无法继续正常运行了比如OutOfMemoryError就是内存溢出错误(内存占用已经超出限制,无法继续申请内存了)

int[] arr = new int[Integer.MAX_VALUE];   //能创建如此之大的数组吗?

运行后得到以下内容:

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
	at com.test.Main.main(Main.java:14)

错误都继承自Error类,一般情况下,程序中只能处理异常,错误是很难进行处理的,ErrorExecption都继承自Throwable类。当程序中出现错误或异常时又没有进行处理时,程序(当前线程)将终止运行:

int[] arr = new int[Integer.MAX_VALUE];
System.out.println("lbwnb");  //还能正常打印吗?

异常的处理

当程序没有按照我们想要的样子运行而出现异常时默认会交给JVM来处理JVM发现任何异常都会立即终止程序运行并在控制台打印栈追踪信息我们希望能够自己处理出现的问题让程序继续运行下去就需要对异常进行捕获比如

int[] arr = new int[5];
arr[5] = 1;  //我们需要处理这种情况,保证后面的代码正常运行!
System.out.println("lbwnb");

我们可以使用trycatch语句块来处理:

int[] arr = new int[5];
try{    //在try块中运行代码
     arr[5] = 1;    //当代码出现异常时异常会被捕获并在catch块中得到异常类型的对象
}catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){   //捕获的异常类型
     System.out.println("程序运行出现异常!");  //出现异常时执行
}
//后面的代码会正常运行
System.out.println("lbwnb");

当异常被捕获后就由我们自己进行处理不再交给JVM处理因此就不会导致程序终止运行。

我们可以通过使用e.printStackTrace()来打印栈追踪信息,定位我们的异常出现位置:

java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 5
	at com.test.Main.main(Main.java:7)    //Main类的第7行出现问题
程序运行出现异常
lbwnb

运行时异常在编译时可以不用捕获,但是编译时异常必须进行处理:

File file = new File("my.txt");
try {
  file.createNewFile();
} catch (IOException e) {  //捕获声明的异常类型
  e.printStackTrace();
}

可以捕获到类型不止是Exception的子类,只要是继承自Throwalbe的类,都能被捕获,也就是说,Error也能被捕获,但是不建议这样做,因为错误一般是虚拟机相关的问题,出现Error应该从问题的根源去解决。

异常的抛出

当别人调用我们的方法时,如果传入了错误的参数导致程序无法正常运行,这时我们就需要手动抛出一个异常来终止程序继续运行下去,同时告知上一级方法执行出现了问题:

public static void main(String[] args) {
        try {
            test(1, 0);
        } catch (Exception e) {   //捕获方法中会出现的异常
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private static int test(int a, int b) throws Exception {  //声明抛出的异常类型
        if(b == 0) throw new Exception("0不能做除数");  //创建异常对象并抛出异常
        return a/b;  //抛出异常会终止代码运行
    }

通过throw关键字抛出异常(抛出异常后,后面的代码不再执行)当程序运行到这一行时,就会终止执行,并出现一个异常。

如果方法中抛出了非运行时异常但是不希望在此方法内处理而是交给调用者来处理异常就需要在方法定义后面显式声明抛出的异常类型如果抛出的是运行时异常则不需要在方法后面声明异常类型调用时也无需捕获但是出现异常时同样会导致程序终止出现运行时异常同时未被捕获会默认交给JVM处理也就是直接中止程序并在控制台打印栈追踪信息

如果想要调用声明编译时异常的方法,但是依然不想去处理,可以同样的在方法上声明throws来继续交给上一级处理。

public static void main(String[] args) throws Exception {  //出现异常就再往上抛,而不是在此方法内处理
  test(1, 0);
}

private static int test(int a, int b) throws Exception {  //声明抛出的异常类型
  if(b == 0) throw new Exception("0不能做除数");  //创建异常对象并抛出异常      
  return a/b;  
}

当main方法都声明抛出异常时出现异常就由JVM进行处理也就是默认的处理方式直接中止程序并在控制台打印栈追踪信息

异常只能被捕获一次,当异常捕获出现嵌套时,只会在最内层被捕获:

public static void main(String[] args) throws Exception {
        try{
            test(1, 0);
        }catch (Exception e){
            System.out.println("外层");
        }
    }

    private static int test(int a, int b){
        try{
            if(b == 0) throw new Exception("0不能做除数");
        }catch (Exception e){
            System.out.println("内层");
            return 0;
        }
        return a/b;
    }

自定义异常

JDK为我们已经提前定义了一些异常了但是可能对我们来说不够那么就需要自定义异常

public class MyException extends Exception {  //直接继承即可
    
}

public static void main(String[] args) throws MyException {
        throw new MyException();   //直接使用
    }

也可以使用父类的带描述的构造方法:

public class MyException extends Exception {

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

public static void main(String[] args) throws MyException {
    throw new MyException("出现了自定义的错误");
}

捕获异常指定的类型,会捕获其所有子异常类型:

try {
  throw new MyException("出现了自定义的错误");
} catch (Exception e) {    //捕获父异常类型
  System.out.println("捕获到异常");
}

多重异常捕获和finally关键字

当代码可能出现多种类型的异常时,我们希望能够分不同情况处理不同类型的异常,就可以使用多重异常捕获:

try {
  //....
} catch (NullPointerException e) {
            
} catch (IndexOutOfBoundsException e){

} catch (RuntimeException e){
            
}

注意,类似于if-else if的结构,父异常类型只能放在最后!

try {
  //....
} catch (RuntimeException e){  //父类型在前,会将子类的也捕获

} catch (NullPointerException e) {   //永远都不会被捕获

} catch (IndexOutOfBoundsException e){   //永远都不会被捕获

}

如果希望把这些异常放在一起进行处理:

try {
     //....
} catch (NullPointerException | IndexOutOfBoundsException e) {  //用|隔开每种类型即可

}

当我们希望,程序运行时,无论是否出现异常,都会在最后执行的任务,可以交给finally语句块来处理:

try {
    //....
}catch (Exception e){
            
}finally {
  System.out.println("lbwnb");   //无论是否出现异常,都会在最后执行
}

try语句块至少要配合catchfinally中的一个:

try {
    int a = 10;
    a /= 0;
}finally {  //不捕获异常,程序会终止,但在最后依然会执行下面的内容
    System.out.println("lbwnb"); 
}

思考:trycatchfinally执行顺序:

private static int test(int a){
  try{
    return a;
  }catch (Exception e){
    return 0;
  }finally {
    a =  a + 1;
  }
}

Java泛型与集合类

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