概念
异常，就是不正常的意思。
- 异常指的是程序在执行过程中，出现的非正常的情况，最终会导致JVM的非正常停止。
- 异常是在程序开发的过程中可能出现的错误。数组越界异常，空指针异常，数学操作异常等。
- 异常应该避免，但可能也是无法绝对避免，所以应该提前处理异常。
- 异常一旦出现且不处理的话，程序会死亡！！
在Java等面向对象的编程语言中，异常本身是一个类，产生异常就是创建异常对象并抛出了一个异常对象。Java处理异常的方式是中断处理。
异常指的并不是语法错误，语法错了，编译不通过，不会产生字节码文件，根本不能运行。
体系
异常机制其实是帮助我们找到程序中的问题，异常的根类是java.lang.Throwable，其下有两个子类：java.lang.Error与java.lang.Exception，平常所说的异常指java.lang.Exception。
Throwable体系：
- Error：严重错误Error，无法通过处理的错误，只能事先避免，好比绝症。
- Exception：表示异常，异常产生后程序员可以通过代码的方式纠正，使程序继续运行，是必须要处理的。好比感冒、阑尾炎。
Throwable中的常用方法：
public void printStackTrace():打印异常的详细信息。包含了异常的类型,异常的原因,还包括异常出现的位置,在开发和调试阶段,都得使用printStackTrace。
public String getMessage():获取发生异常的原因。提示给用户的时候,就提示错误原因。
public String toString():获取异常的类型和异常描述信息(不用)。
分类
我们平常说的异常就是指Exception，因为这类异常一旦出现，我们就要对代码进行更正，修复程序。
异常(Exception)的分类:根据在编译时期还是运行时期去检查异常?
- 编译时期异常：checked异常。在编译时期，就会检查，如果没有处理异常，则编译失败。(如日期格式化异常)
- 运行时期异常：runtime异常。在运行时期，检查异常。在编译时期，运行异常不会编译器检测(不报错)。(如数学异常)
常见的运行时期异常
1、数组越界异常 ArrayIndexOutOfBoundsException
int[] arr = {10,20,30};
System.out.println(arr[0]);
//System.out.println(arr[5]);//ArrayIndexOutOfBoundsException
System.out.println(arr[1]);
2、空指针异常 NullPointerException
String name = null;
System.out.println(name);
//System.out.println(name.length());//NullPointerException
3、类型转换异常 ClassCastException
Object oo = "123";
String str = (String)oo;
//Integer num = (Integer)oo;//ClassCastException: java.lang.String cannot be cast to java.lang.Integer
Integer num2 = Integer.valueOf((String) oo);
System.out.println(str);
//System.out.println(num);
System.out.println(num2+100);
4、迭代器遍历没有此元素异常 NoSuchElementException
List list = new ArrayList();
list.add("1");
Iterator iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
//System.out.println(iterator.next());//NoSuchElementException
}
5、数学操作（算术运算）异常 ArithmeticException
//int n = 13/0;//ArithmeticException: / by zero
6、数字转换异常 NumberFormatException
String str6 = "456abc";
Integer num6 = Integer.valueOf(str6);//NumberFormatException: For input string: "456abc"
System.out.println(num6+100);
异常的产生过程解析
先运行下面的程序，程序会产生一个数组索引越界异常ArrayIndexOfBoundsException。我们通过图解来解析下异常产生的过程。
工具类
public class ArrayTools {
// 对给定的数组通过给定的角标获取元素。
public static int getElement(int[] arr, int index) {
int element = arr[index];
return element;
}
}
测试类
public class ExceptionDemo {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = { 34, 12, 67 };
intnum = ArrayTools.getElement(arr, 4)
System.out.println("num=" + num);
System.out.println("over");
}
}
上述程序执行过程图解：
出现异常默认的处理过程解析（自动处理的过程）：
- 默认会在出现异常的代码那里自动的创建一个异常对象：例如ArrayIndexOfBoundsException。
- 异常会从方法中出现的点这里抛出给调用者，调用者最终抛出给JM虚拟机。
- 虚拟机接收到异常对象后，先在控制台直接输出异常栈信息数据。
- 栈，先入后出，后入先出。
- 输出的异常栈信息中，导致程序出问题的“代码”就会显示在最前边。
- 直接从当前执行的异常点干掉当前程序。
- 后续代码没有机会执行了，因为程序己经死亡。
小结：
- 异常一旦出现，会自动创建异常对象，最终抛出给虚拟机，虚拟机只要收到异常，就直接输出异常信息，干掉程序！！
- 默认的异常处理机制并不好，一旦真的出现异常，程序立即死亡！
异常的处理
Java异常处理的五个关键字：try、catch、finally、throw、throws
- 编译时异常
- 编译阶段就会报错，一定需要程序员处理的，否则代码无法编译通过！！
- 运行时异常
- 编译阶段不报错，可以处理也可以不处理，建议处理！！
- 运行时异常是自动往外抛出的，不需要我们手工抛出。
- 直接在最外层捕获处理即可，底层会自动抛出！（故只能使用下边的方式二来处理）
编译时异常的处理方式：
处理方式一：抛出异常
在出现编译时异常的地方层层把异常抛出去给调用者，调用者最终抛出给JVM虚拟机。
JVM虚拟机输出异常信息，直接干掉程序，这种方式与默认方式是一样的。
虽然可以解决代码编译时的错误，但是一旦运行时真的出现异常，程序还是会立即死亡！这种方式并不好！
方法 throws 异常1,异常2。。{ } //建议抛出异常的方式：代表一切异常 方法 throws Exception{ }
处理方式二：捕获异常，并处理
在出现异常的地方自己处理，谁出现谁处理，代码（程序）也不会死亡。
这种方案还是可以的。但是从理论上来说，这种方式不是最好的，上层调用者不能直接知道底层的执行情况！
//捕获处理，企业级写法： try{ //监视可能会出现异常的代码 }catch(Exception e){ e.printStackTrace();//直接打印异常栈信息 }
处理方式三：整合前边两种方式
- 在出现异常的地方把异常一层一层的抛出给最外层调用者，最外层调用者集中捕获处理！！（规范做法）
方式一：抛出异常
抛出异常
手动抛出异常throw
在编写程序时，我们必须要考虑程序出现问题的情况。比如，在定义方法时，方法需要接受参数。那么，当调用方法使用接受到的参数时，首先需要先对参数数据进行合法的判断，数据若不合法，就应该告诉调用者，传递合法的数据进来。这时需要使用抛出异常的方式来告诉调用者。
在java中，提供了一个throw关键字，它用来抛出一个指定的异常对象。那么，抛出一个异常具体如何操作呢？
创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。
需要将这个异常对象告知给调用者。怎么告知呢？怎么将这个异常对象传递到调用者处呢？通过关键字throw就可以完成。throw 异常对象。
throw用在方法内，用来抛出一个异常对象，将这个异常对象传递到调用者处，并结束当前方法的执行。
使用格式：
throw new 异常类名(参数);
例如：
throw new NullPointerException("要访问的arr数组不存在");
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("该索引在数组中不存在，已超出范围");
学习完抛出异常的格式后，我们通过下面程序演示下throw的使用。
public class ThrowDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建一个数组
int[] arr = {2,4,52,2};
//根据索引找对应的元素
int index = 4;
int element = getElement(arr, index);
System.out.println(element);
System.out.println("over");
}
/*
* 根据 索引找到数组中对应的元素
*/
public static int getElement(int[] arr,int index){
//判断 索引是否越界
if(index<0 || index>arr.length-1){
/*
判断条件如果满足，当执行完throw抛出异常对象后，方法已经无法继续运算。
这时就会结束当前方法的执行，并将异常告知给调用者。这时就需要通过异常来解决。
*/
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("哥们，角标越界了```");
}
int element = arr[index];
return element;
}
}
注意：如果产生了问题，我们就会throw将问题描述类即异常进行抛出，也就是将问题返回给该方法的调用者。
那么对于调用者来说，该怎么处理呢？一种是进行捕获处理，另一种就是继续讲问题声明出去，使用throws声明处理。
示例：Objects非空判断
还记得我们学习过一个类Objects吗，曾经提到过它由一些静态的实用方法组成，这些方法是null-save（空指针安全的）或null-tolerant（容忍空指针的），那么在它的源码中，将对象为null的值进行了抛出异常操作。
public static <T> T requireNonNull(T obj):查看指定引用对象不是null。
查看源码发现这里对为null的进行了抛出异常操作：
public static <T> T requireNonNull(T obj) {
if (obj == null)
throw new NullPointerException();
return obj;
}
方法声明异常throws
声明异常：将问题标识出来，报告给调用者。如果方法内通过throw抛出了编译时异常，而没有捕获处理（稍后讲解该方式），那么必须通过throws进行声明，让调用者去处理。
关键字throws运用于方法声明之上，用于表示当前方法不处理异常，而是提醒该方法的调用者来处理异常(抛出异常)。
声明异常格式：
修饰符 返回值类型 方法名(参数) throws 异常类名1,异常类名2…{ }
声明异常的代码演示：
public class ThrowsDemo {
public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
read("a.txt");
}
// 如果定义功能时有问题发生需要报告给调用者。可以通过在方法上使用throws关键字进行声明
public static void read(String path) throws FileNotFoundException {
if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件
// 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常 throw
throw new FileNotFoundException("文件不存在");
}
}
}
throws用于进行异常类的声明，若该方法可能有多种异常情况产生，那么在throws后面可以写多个异常类，用逗号隔开。
public class ThrowsDemo2 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
read("a.txt");
}
public static void read(String path)throws FileNotFoundException, IOException {
if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件
// 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常 throw
throw new FileNotFoundException("文件不存在");
}
if (!path.equals("b.txt")) {
throw new IOException();
}
}
}
方式二：捕获异常
捕获异常try…catch
如果异常出现的话，会立刻终止程序，所以我们得处理异常:
- 该方法不处理，而是声明抛出，由该方法的调用者来处理(throws)。
- 在方法中使用try-catch的语句块来处理异常。
try-catch的方式就是捕获异常。
- 捕获异常：Java中对异常有针对性的语句进行捕获，可以对出现的异常进行指定方式的处理。
捕获异常语法如下：
try{
编写可能会出现异常的代码
}catch(异常类型 e){
处理异常的代码
//记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
}
try：该代码块中编写可能产生异常的代码。
catch：用来进行某种异常的捕获，实现对捕获到的异常进行处理。
注意:try和catch都不能单独使用，必须连用。
演示如下：
public class TryCatchDemo {
public static void main(String[] args) {
try {// 当产生异常时，必须有处理方式。要么捕获，要么声明。
read("b.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {// 括号中需要定义什么呢？
//try中抛出的是什么异常，在括号中就定义什么异常类型
System.out.println(e);
}
System.out.println("over");
}
/*
*
* 我们 当前的这个方法中 有异常 有编译期异常
*/
public static void read(String path) throws FileNotFoundException {
if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件
// 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常 throw
throw new FileNotFoundException("文件不存在");
}
}
}
如何获取异常信息：
Throwable类中定义了一些查看方法:
public String getMessage():获取异常的描述信息，原因（提示给用户的时候,就提示错误原因）。public String toString():获取异常的类型和异常描述信息（不用）。public void printStackTrace():打印异常的跟踪栈信息并输出到控制台。- 包含了异常的类型，异常的原因，还包括异常出现的位置，在开发和调试阶段，都得使用printStackTrace。
在开发中呢也可以在catch将编译期异常转换成运行期异常处理。
多个异常使用捕获又该如何处理呢？
- 多个异常分别处理。
- 多个异常一次捕获，多次处理。
- 多个异常一次捕获一次处理。
一般我们是使用一次捕获多次处理方式，格式如下：
//捕获处理
try{
//监视可能会出现异常的代码
}catch(异常类型1 e){
//处理异常的代码
//记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
}catch(异常类型2 e){
//处理异常
}。。。
//或：
try{
//监视可能会出现异常的代码
}catch(异常类型1｜异常类型2 e){
e.printStackTrace();//直接打印异常栈信息
}
//捕获处理，企业级写法：
try{
//监视可能会出现异常的代码
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();//直接打印异常栈信息
}
注意:这种异常处理方式，要求多个catch中的异常不能相同，并且若catch中的多个异常之间有子父类异常的关系，那么子类异常要求在上面的catch处理，父类异常在下面的catch处理。
finally 代码块
finally：有一些特定的代码无论异常是否发生，都需要执行。另外，因为异常会引发程序跳转，导致有些语句执行不到。而finally就是解决这个问题的，在finally代码块中存放的代码都是一定会被执行的。
什么时候的代码必须最终执行？
当我们在try语句块中打开了一些物理资源(磁盘文件/网络连接/数据库连接等)，我们都得在使用完之后，最终关闭打开的资源。
finally的语法:
try…catch…finally:自身需要处理异常,最终还得关闭资源。
注意:finally不能单独使用。
比如在我们之后学习的IO流中，当打开了一个关联文件的资源，最后程序不管结果如何，都需要把这个资源关闭掉。
finally代码参考如下：
public class TryCatchDemo4 {
public static void main(String[] args) {
try {
read("a.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {
//抓取到的是编译期异常 抛出去的是运行期
throw new RuntimeException(e);
} finally {
System.out.println("不管程序怎样，这里都将会被执行。");
}
System.out.println("over");
}
/*
*
* 我们 当前的这个方法中 有异常 有编译期异常
*/
public static void read(String path) throws FileNotFoundException {
if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件
// 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常 throw
throw new FileNotFoundException("文件不存在");
}
}
}
当只有在try或者catch中调用退出JVM的相关方法,此时finally才不会执行,否则finally永远会执行。
异常注意事项
- 运行时异常被抛出可以不处理。即不捕获也不声明抛出。
- 如果父类抛出了多个异常,子类覆盖父类方法时,只能抛出相同的异常或者是他的子集。
- 父类方法没有抛出异常，子类覆盖父类该方法时也不可抛出异常。此时子类产生该异常，只能捕获处理，不能声明抛出。
- 当多异常处理时，捕获处理，前边的类不能是后边类的父类。
- 在try/catch后可以追加finally代码块，其中的代码一定会被执行，通常用于资源回收。
自定义异常
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