Java的異常機制

什麼是異常

• 實際工作中，遇到的情況不可能是非常完美的。比如：你寫的某個模組，使用者輸入不一定符合你的要求、你的程式要開啟某個檔案，這個檔案可能不存在或者檔案格式不對，你要讀取資料庫的資料，資料可能是空的等。我們的程式再跑著，記憶體或硬碟可能滿了，等等。
• 軟體程式再執行過程中，非常可能遇到剛剛提到的這些異常問題，我們叫異常，英文是：Execption，意思是例外。這些，例外情況，或者叫異常，怎麼讓我們寫的程式做出合理的處理。而不至於程式崩潰。
• 異常指程式執行中出現的不期而至的各種狀況，如：檔案找不到、網路連線失敗、非法引數等。
• 異常發生在程式執行期間，它影響了正常的程式執行流程。

簡單的分類

• 要理解Java異常處理是如何工作的，需要掌握以下三種類型異常
  • 檢查性異常：最具代表的檢查性異常是使用者錯誤或問題引起的異常，這是程式設計師無法預見的。列如要開啟一個不存在檔案時，一個異常就發生了，這些異常在編譯時不能被簡單地忽略。
  • 執行時異常：執行時異常是可能被程式設計師避免的異常。與檢查性異常相反，執行時異常可以在編譯時被忽略。
  • 錯誤ERROR：錯誤不是異常，而是脫離程式設計師的控制的問題。錯誤在程式碼中通常被忽略。列如，當棧溢位時，一個錯誤就發生了，它們在編譯也檢查不到。

異常體結構

• Java把異常當作物件來處理，並定義一個基本類java.lang.Throwable作為所有異常的超類。
• Java API中已經定義了許多異常類，這些異常類分為兩大類，錯誤Error和異常Exception。

Error

• Error類物件由Java虛擬機器生成並丟擲，大多數錯誤與程式碼編寫者所執行的操作無關。
• Java虛擬機器執行錯誤（Virtual MachineError），當JVM不在有繼續執行操作所需的記憶體資源時，將出現OutOfMemoryError。這些異常發生時，Java虛擬機器（JVM）一般會選擇執行緒終止；
• 還有發生在虛擬機器試圖執行應用時，如類定義錯誤（NoClassDefFoundError）、連結錯誤（LinkageError）。這些錯誤是不可查的，因為它們在應用程式的控制和處理能力之外，而且絕大多數是程式執行時不允許出現的狀況。

Exception

• 在Exception分支中有一個重要的子類RuntimeException（執行時異常）

  • ArrayIndexOutBoundsException（陣列下標越界）

  • NullPointerException（空指標異常）

  • ArithmeticException（算術異常）

  • MissingResourceException（丟失資源）

  • ClassNotFoundException（找不到類）

    等等異常，這些異常是不檢查異常的，程式中可以選擇捕獲處理，也可以不處理

• 這些異常一般是由程式邏輯錯誤引起的，程式應該從邏輯角度儘可能避免這類異常的發生；

• Error和Exception的區別：Error通常是災難性的致命錯誤，是程式無法控制和處理的，當出現這類異常時，Java虛擬機器（JVM）一般會選擇終止執行緒；Exception通常情況下可以被程式處理，並且在程式中應該儘可能的去處理這些異常。

異常處理機制

• 丟擲異常
• 捕獲異常
• 異常處理五個關鍵字
  • try、catch、finally、throw、throws

package com.cnblogs;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 1;
        int b = 0;
        int c = 2;

        try{//監控區域
            System.out.println(a/b);
        }catch(ArithmeticException e){//catch 捕獲異常
            System.out.println("程式出現異常，變數不能為0");
        }finally {//處理善後工作
            System.out.println("finally");
        }
        //finally 可以不要finally 假設IO，資源，關閉！
        //假設要捕獲多個異常，要從小到大！
        try{
            new Demo02().a();
        }catch (Error e){//catch(想要捕獲的異常型別)
            System.out.println("Error");
        }catch (Exception e){//catch(想要捕獲的異常型別)
            System.out.println("Exception");
        }catch (Throwable t){//catch(想要捕獲的異常型別)
            System.out.println("Throwable");
        } finally {
            System.out.println("finally");
        }
        //IDEA快捷鍵 ：選中戴安Ctrl + Alt + T 快捷鍵
//        try {
//            System.out.println(c/b);
//        } catch (Exception e) {
//            e.printStackTrace();
//        } finally {
//        }

        System.out.println("+================================");
        try{
            if (b==0){//主動丟擲異常 throw  throws
                throw new ArithmeticException();//主動丟擲異常
            }
            System.out.println(a/b);
        }catch (Error e){//catch(想要捕獲的異常型別)
            System.out.println("Error");
        }catch (Exception e){//catch(想要捕獲的異常型別)
            System.out.println("Exception");
        }catch (Throwable t){//catch(想要捕獲的異常型別)
            System.out.println("Throwable");
        } finally {
            System.out.println("finally");
        }
    }

    public void a(){b();}
    public void b(){a();}
    //假設這個方法中，處理不了這個異常。方法上丟擲異常
    public void test(int a ,int b ){
        if (b==0){//主動丟擲異常 throw  throws
            throw new ArithmeticException();//主動丟擲異常,一般在方法中使用
        }
        System.out.println(a/b);
    }
}

自定義異常

• 使用Java內建的異常類可以描述在程式設計時出現的大部分異常情況。除此之外，使用者還可以自定義異常。使用者自定義異常類，只需要繼承Exception類即可。
• 在程式中使用自定義異常類，大體可以分為以下幾個步驟：
  • 建立自定義類
  • 在方法中通過throw關鍵字丟擲異常物件
  • 如果在當前丟擲異常的方法中處理異常，可以使用try-catch語句捕獲並處理；否則在方法的宣告出通過throws關鍵字指明要丟擲給方法呼叫者的異常，繼續進行下一步操作。
  • 在出現異常方法的呼叫者中捕獲並處理異常

package com.cnblogs;
//自定義異常類
public class MyException extends Exception{
    //傳遞數字>10
    private int detail;

    public MyException(int a ){
        this.detail = a;
    }
    //toString 異常的列印資訊
    @Override
    public String toString() {
        return "MyException{" +
                "detail=" + detail +
                '}';
    }
}

package com.cnblogs;

public class Test {
    static void test(int a) throws MyException {

        System.out.println("傳遞的引數："+a);

        if(a>10){
            throw new MyException(a);
        }
        System.out.println("OK!");//丟擲
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            test(11);
        } catch (MyException e) {
            System.out.println("MyExpection=>"+e);
        }
    }
}

實際應用中的總結

• 處理執行異常時，採用邏輯去合理規避同時輔助try-catch處理
• 在多重catch塊後面，可以加上一個catch（Exception）來處理可能會被遺漏的異常
• 對於不正確的程式碼，也可以加上try-catch，處理潛在的異常
• 儘量去處理異常，切記只是簡單的呼叫printStackTrace（）去列印輸出
• 具體如何處理異常，要根據不同的業務需求和異常型別去決定
• 儘量新增finally語句去釋放佔用的資源