你真的了解Java异常处理机制吗？

Myth丶恋晨 2024-04-08 09:43 80阅读 0赞

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> 作者：月亮嚼成星~
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## 异常的概念与体系结构 ##

### 异常的概念 ###

在Java中，将程序执行过程中发生的不正常行为称为异常。

#### 1. 算术异常 ####

System.out.println(10/0);

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程序执行到System.out.println(100 / 0);此处发生了 ArithmeticException 异常，底层 new 了一个ArithmeticException异常对象，然后抛出了。由于是 main方法 调用了100 / 0，所以这个异常ArithmeticException抛给了main方法。main方法没有处理，将这个异常自动抛给了 JVM。JVM最终终止程序的执行。

#### 2. 数组越界异常 ####

int[] arr = {1, 2, 3};
      System.out.println(arr[10]);

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#### 3. 空指针异常 ####

public class Test {
            int num = 10;
            public static void main(String[] args) {
                Test test = null;
                System.out.println(test.num);
            }
    
    }

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从上述过程中可以看到，java中不同类型的异常，都有与其对应的类来进行描述。

### 异常的体系结构 ###

异常种类繁多，为了对不同异常或者错误进行很好的分类管理，Java内部维护了一个异常的体系结构。  
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从上图中可以看到：  
1.Throwable：是异常体系的顶层类，其派生出两个重要的子类, Error 和 Exception  
2. Error：指的是Java虚拟机无法解决的严重问题，比如：JVM的内部错误、资源耗尽等，典型代表：StackOverflowError和OutOfMemoryError，一旦发生回力乏术。  
3. Exception：异常产生后程序员可以通过代码进行处理，使程序继续执行。比如：感冒、发烧。我们平时所说的异常就是Exception。

### 异常的分类 ###

异常分为编译时异常和运行时异常

所有异常都是在 **`运行阶段`** 发生的。因为只有程序运行阶段才可以 **new**对象。

因为异常的发生就是**`new异常对象`**

异常可能在编译时发生，也可能在程序运行时发生，根据发生的时机不同，可以将异常分为：

#### 1. 编译时异常 ####

在程序编译期间发生的异常，称为编译时异常，也称为受检查异常(Checked Exception)

#### 2. 运行时异常 ####

在程序执行期间发生的异常，称为运行时异常，也称为非受检查异常(Unchecked Exception)  
RunTimeException以及其子类对应的异常，都称为运行时异常  
注意：编译时出现的语法性错误，不能称之为异常，这是 "编译期" 出错。而运行时指的是程序已经编译通过得到class 文件了, 再由 JVM 执行过程中出现的错误

### 编译时异常和运行时异常的区别？ ###

*  编译时异常一般发生的概率 **`比较高`**。
 *  运行时异常一般发生的概率 **`比较低`**。
 *  编译时异常发生概率较高，需要在运行之前对其进行**`预处理`**。
 *  运行时异常发生概率较低，**没必要**提前进行预处理。

## 异常的处理 ##

### 异常的抛出throws ###

在方法声明的位置上使用 **`throws`** **关键字**抛出，谁调用我这个方法，我就抛给谁。抛给**`调用者`**来处理。

这种处理异常的态度：**上报**。

public class Test {
        public static int getElement(int[] array, int index){
            if(null == array){
                throw new NullPointerException("传递的数组为null");
            } if(
                    index < 0 || index >= array.length){
                throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("传递的数组下标越界");
            }
            return array[index];
        }
        public static void main(String[] args) {
            int[] array = {1,2,3};
            getElement(array, 3);
        }
    
    }

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【注意事项】  
1. throw必须写在方法体内部  
2. 抛出的对象必须是Exception 或者 Exception 的子类对象  
3. 如果抛出的是 RunTimeException 或者 RunTimeException 的子类，则可以不用处理，直接交给JVM来处理  
4. 如果抛出的是编译时异常，用户必须处理，否则无法通过编译  
5. 异常一旦抛出，其后的代码就不会执行

### 异常的捕获try…catch ###

这个异常不会上报，自己把这个事儿处理了。  
异常抛到此处为止，不再上抛了。

**注意：**

*  只要异常没有捕捉，采用**上报**的方式，此方法的**`后续代码不会执行`**。
 *  **try语句块**中的某一行出现异常，该行**`后面的代码不会执行`**。
 *  try…catch**捕捉异常之后**，后续代码可以执行。

private static void m1() throws FileNotFoundException {
        System.out.println("m1 begin");
        m2();
        // 以上代码出异常，这里是无法执行的。
        System.out.println("m1 over");
    }
    
    try {
        m1();
        // m1方法出异常，下面代码不执行。
        System.out.println("hello world!");//不执行
    } catch (FileNotFoundException e){ 
    	//异常处理
        System.out.println("出异常了！！");
        System.out.println(e); 
    }
    System.out.println("hello world"); //会执行

注意：

异常发生之后，如果我选择了上抛，抛给了我的调用者，调用者需要对这个异常继续处理，那么调用者处理这个异常同样有两种处理方式。一般不建议在main方法上使用throws，因为这个异常如果真正的发生了，一定会抛给JVM。JVM只有终止。一般main方法中的异常建议使用try…catch进行捕捉。

try {
        
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }

这个分支中可以使用e引用，**`e引用`**保存的内存地址是那个**new**出来**`异常对象的内存地址`**。

1.  catch后面的小括号中的类型可以是 **`具体的异常类型`**，也可以是该异常类型的 **`父类型`**。
2.  catch可以写**多个**。建议catch的时候，**精确的一个一个处理**。这样有利于程序的调试。
3.  catch写多个的时候，**从上到下**，必须遵守 **`从小到大`**。
4.  **catch()** 异常间可以**自小到大**用**`|`** 分割

### finally字句 ###

在finally子句中的代码是最后执行的，并且是**`一定会执行`**的，即使try语句块中的代码出现了异常。**finally**子句必须和**try**一起出现，不能单独编写。

### finally语句通常使用在哪些情况下呢？ ###

通常在finally语句块中完成 **`资源的释放/关闭`**。

public class ExceptionTest11 {
        public static void main(String[] args) {
        	try {
                System.out.println("try...");
                return;
            } finally {
                System.out.println("finally...");
            }
    
            // 这里不能写语句，因为这个代码是无法执行到的。
            //System.out.println("Hello World!");
        }
    }

**以下代码的执行顺序：**

1.  先执行try…
2.  再执行finally…
3.  最后执行 return （return语句只要执行方法必然结束。）

**注意：**

*  try不能单独使用。
 *  try finally可以联合使用。
 *  放在finally语句块中的代码是一定会执行的

**`System.exit(0);`** 只有这个可以阻止finally。

public class ExceptionTest12 {
        public static void main(String[] args) {
            try {
                System.out.println("try...");
                // 退出JVM
                System.exit(0); // 退出JVM之后，finally语句中的代码就不执行了！
            } finally {
                System.out.println("finally...");
            }
        }
    }

## 异常的处理流程 ##

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.

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[Java SE]: https://blog.csdn.net/m0_67995737/category_11933537.html
[Link 2]: https://www.nowcoder.com/link/pc_csdncpt_ylcxx_c
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