Java入门——异常

异常的背景

初识异常

我们曾经的代码中已经接触了一些 "异常" 了. 例如:

//除以 0
System.out.println(10 / 0);
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
//数组下标越界
int[] arr = {1, 2, 3};
System.out.println(arr[100]);
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100
//访问 null 对象
public class Test {public int num = 10;public static void main(String[] args) {Test t = null;System.out.println(t.num);}
}
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

所谓异常指的就是程序在 运行时 出现错误时通知调用者的一种机制.

异常的基本用法

捕获异常

基本语法

try{ 有可能出现异常的语句 ; 
}[catch (异常类型 异常对象) {
} ... ]
[finally {异常的出口
}]

• 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.
• finally 代码块中的代码用于处理善后工作, 会在最后执行.
• 其中 catch 和 finally 都可以根据情况选择加或者不加.

int[] arr = {1, 2, 3};
try {System.out.println("before");System.out.println(arr[100]);System.out.println("after");
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {// 打印出现异常的调用栈e.printStackTrace();
}
System.out.println("after try catch");
// 执行结果
before
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100at demo02.Test.main(Test.java:10)
after try catch

我们发现, 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.

// catch 只能处理对应种类的异常,我们修改了代码, 让代码抛出的是空指针异常.
int[] arr = {1, 2, 3};
try {System.out.println("before");arr = null;System.out.println(arr[100]);System.out.println("after");
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {e.printStackTrace();
}
System.out.println("after try catch");
// 执行结果
before
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerExceptionat demo02.Test.main(Test.java:11)

此时, catch 语句不能捕获到刚才的空指针异常. 因为异常类型不匹配.

//catch 可以有多个
int[] arr = {1, 2, 3};
try {System.out.println("before");arr = null;System.out.println(arr[100]);System.out.println("after");
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {System.out.println("这是个数组下标越界异常");e.printStackTrace();
} catch (NullPointerException e) {System.out.println("这是个空指针异常");e.printStackTrace();
}
System.out.println("after try catch");
// 执行结果
before
这是个空指针异常
java.lang.NullPointerExceptionat demo02.Test.main(Test.java:12)
after try catch

一段代码可能会抛出多种不同的异常, 不同的异常有不同的处理方式. 因此可以搭配多个 catch 代码块.

// finally 表示最后的善后工作, 例如释放资源
int[] arr = {1, 2, 3};
try {System.out.println("before");arr = null;System.out.println(arr[100]);System.out.println("after");
} catch (Exception e) {e.printStackTrace();
} finally {System.out.println("finally code");
}
// 执行结果
before
java.lang.NullPointerExceptionat demo02.Test.main(Test.java:12)
finally code

无论是否存在异常, finally 中的代码一定都会执行到. 保证最终一定会执行到 Scanner 的 close 方法.

//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 static void main(String[] args) {try {func();} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("after try catch");
}
public static void func() {int[] arr = {1, 2, 3};System.out.println(arr[100]);
}
// 直接结果
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100at demo02.Test.func(Test.java:18)at demo02.Test.main(Test.java:9)
after try catch

异常处理流程

1. 程序先执行 try 中的代码
2. 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.
3. 如果找到匹配的异常类型, 就会执行 catch 中的代码
4. 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.
5. 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).
6. 如果上层调用者也没有处理的了异常, 就继续向上传递.
7. 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.

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 static void main(String[] args) { System.out.println(divide(10, 0)); 
} public static int divide(int x, int y) { if (y == 0) { throw new ArithmeticException("抛出除 0 异常"); } return x / y; 
} // 执行结果 
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: 抛出除 0 异常 at demo02.Test.divide(Test.java:14) at demo02.Test.main(Test.java:9) 

在这个代码中, 我们可以根据实际情况来抛出需要的异常. 在构造异常对象同时可以指定一些描述性信息.

Java 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

其中 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. 这种情况很少出现.

Exception 是我们程序猿所使用的异常类的父类. 其中 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.

Java语言规范将派生于 Error 类或 RuntimeException 类的所有异常称为 非受查异常, 所有的其他异常称为 受查 异常.   如果一段代码可能抛出 受查异常, 那么必须显式进行处理.