# 前言
本篇笔记将对 `Java` 基础部分内容的 “异常处理” 章节知识点进行梳理、复盘、总结。
> “温故而知新”
# 目录
[TOC]
# 异常处理
## 0x01：异常概述
在 `Java` 语言中， 将程序执行中发生的不正常情况称为“异常” (开发过程中的语法错误和逻辑错误不是异常) ，`Java` 程序在执行过程中所发生的异常事件可分为两类：
- **Error**： `Java` 虚拟机无法解决的严重问题。 如： `JVM` 系统内部错误、 资源耗尽等严重情况。 比如： `StackOverflowError` 和 `OOM`。 一般不编写针对性的代码进行处理。
- **Exception**: 其它因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题， 可以使用针对性的代码进行处理。 例如：空指针访问
- 试图读取不存在的文件
- 网络连接中断
- 数组角标越界
**对于这些错误， 一般有两种解决方法：**
- 一是遇到错误就终止程序的运行。
- 另一种方法是由程序员在编写程序时， 就考虑到错误的检测、 错误消息的提示， 以及错误的处理。
捕获错误最理想的是在编译期间， 但有的错误只有在运行时才会发生。比如： 除数为 `0`， 数组下标越界等
**分类： 编译时异常和运行时异常**
- 运行时异常
- 是指编译器不要求强制处置的异常。一般是指编程时的逻辑错误，是程序员应该积极避免其出现的异常。 `java.lang.RuntimeException` 类及它的子类都是运行时异常。
- 对于这类异常，可以不作处理，因为这类异常很普遍，若全处理可能会对程序的可读性和运行效率产生影响。
- 编译时异常
- 是指编译器要求必须处置的异常。即程序在运行时由于外界因素造成的一般性异常。 编译器要求 `Java` 程序必须捕获或声明所有编译时异常。
- 对于这类异常，如果程序不处理，可能会带来意想不到的结果。
## 0x02：常见的异常
- `java.lang.Error`：一般不编写针对性的代码进行处理
- `java.lang.Exception`: 可以进行异常的处理，所有的异常类型都继承与该类。而`Exception` 又继承于 `java.lang.Throwable`
### 运行时异常
- IOException
- FileNotFoundException（文件未找到）
- ClassNotFoundException
### 编译时的异常
> 在此只列出较为常见的
- 空指针异常：NullPointerException
```java
@Test
public void test1(){
String str = "abc";
str = null;
System.out.println(str.charAt(0));
}
```
- 越界异常：IndexOutOfBoundsException
```java
@Test
public void test2(){
//数组角标越界：ArrayIndexOutOfBoundsException
int[] arr = new int[10];
System.out.println(arr[10]);
//字符串角标越界：StringIndexOutOfBoundsException
String str = "abc";
System.out.println(str.charAt(3));
}
```
- 类型转换异常：ClassCastException
```java
@Test
public void test3(){
Object obj = new Date();
String str = (String)obj;
```
- 数值转换异常：NumberFormatException
```java
@Test
public void test4(){
String str = "123";
str = "abc";
int num = Integer.parseInt(str);
}
```
- 输入异常：InputMismatchException
```java
@Test
public void test5(){
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int score = scanner.nextInt();
System.out.println(score);
scanner.close();
}
```
- 算数异常：ArithmeticException
```java
@Test
public void test6(){
int a = 10;
int b = 0;
System.out.println(a / b);
}
```
## 0x03：异常的处理：抓抛模型
### 异常的处理方式一：“抓”
可以理解为异常的处理方式，将异常可能出现的代码进行捕获、处理
常见的处理方式有
- `try-catch-finally`
- `throws`
**try-catch-finally 的基本使用：**
```java
try{
//可能出现异常的代码
}catch(异常类型1 变量名1){
//处理异常的方式1
}catch(异常类型2 变量名2){
//处理异常的方式2
}catch(异常类型3 变量名3){
//处理异常的方式3
}
finally{
//一定会执行的代码
}
```
运行时异常的例子：
```java
@Test
public void test1(){
String str = "123";
str = "abc";
int num = 0;
try{
num = Integer.parseInt(str);
System.out.println("hello-----1");
}catch(NumberFormatException e){
System.out.println("出现数值转换异常了，不要着急....");
//String getMessage():
System.out.println(e.getMessage());
//printStackTrace():
e.printStackTrace();
}catch(NullPointerException e){
System.out.println("出现空指针异常了，不要着急....");
}catch(Exception e){
System.out.println("出现异常了，不要着急....");
}
System.out.println(num);
System.out.println("hello-----2");
}
```
编译时异常的例子：
```java
@Test
public void test2(){
try{
File file = new File("hello.txt");
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
int data = fis.read();
while(data != -1){
System.out.print((char)data);
data = fis.read();
}
fis.close();
}catch(FileNotFoundException e){
e.printStackTrace();
}catch(IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
```
**finally 的使用：**
```java
@Test
public void test2(){
FileInputStream fis = null;
try {
File file = new File("hello1.txt");
fis = new FileInputStream(file);
int data = fis.read();
while(data != -1){
System.out.print((char)data);
data = fis.read();
}
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
try {
if(fis != null) //文件不存在时得到对象的值为null
fis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
```
对上述内容进行总结
- 使用 `try-catch-finally` 处理编译时异常，使得程序在编译时就不再报错，但是运行时仍可能报错。相当于我们使用 `try-catch-finally` 将一个编译时可能出现的异常，延迟到运行时出现。
- 开发中，由于运行时异常比较常见，所以我们通常就不针对运行时异常编写 `try-catch-finally` 了。针对于编译时异常，我们说一定要考虑异常的处理。
**使用总结：**
- `finally` 是可选的
- 使用 `try` 将可能异常的代码包装起来，一旦出现异常，就会生成一个对应异常类的对象，根据此对象的类型，去 `catch` 中进行匹配
- 一旦 `try` 中的异常对象匹配到某一个 `catch ` 时，就会进入到 `catch ` 的代码块中进行异常处理，一旦处理完成，就跳出当前的 `try-catch` 结构（在没有写 `finally` 的情况）。继续执行其后的代码
- 常用的异常对象处理的方式：
- `String getMessage()`
- `printStackTrace()`
- 在 `try `结构中声明的变量，再出了 `try` 结构以后，就不能再被调用
- `try-catch-finally` 结构可以嵌套
### 异常的处理方式二：“抛”
关键字：`throws`
程序在正常执行的过程中，一旦出现异常，就会在异常代码处生成一个对应的异常类对象，并将此对象抛出。一旦抛出该对象以后，其后的代码就不再执行。
- "`throws` + 异常类型" 写在方法的声明处，当指明此方法执行时，可能会抛出的异常类型。
- 一旦当方法体执行时，出现异常，仍会在异常代码处生成一个异常类的对象，此对象满足 `throws` 后异常类型时，就会被抛出。异常代码后续的代码，就不再执行！
如下例子
```java
public static void main(String[] args){
try{
method2();
}catch(IOException e){
e.printStackTrace();
}
// method3();
}
public static void method3(){
try {
method2();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void method2() throws IOException{
method1();
}
public static void method1() throws FileNotFoundException,IOException{
File file = new File("hello1.txt");
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
int data = fis.read();
while(data != -1){
System.out.print((char)data);
data = fis.read();
}
fis.close();
System.out.println("hahaha!");
}
```
**重写的规则：**
“ 子类重写的方法抛出的异常类型，不能大于父类被重写的方法所抛出的异常类型 ”
```java
public class OverrideTest {
public static void main(String[] args) {
OverrideTest test = new OverrideTest();
test.display(new SubClass());
}
public void display(SuperClass s){
try {
s.method();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
class SuperClass{
public void method() throws IOException{
}
}
class SubClass extends SuperClass{
// public void method()throws Exception {
//
// }
public void method()throws FileNotFoundException{
}
}
```
从上面的例子中，如果 `SubClass` 抛出的是 `Exception` 异常，而父类的被重写的方法所抛出为 `IOException` ，此时编译则无法通过，因为 `Exception` 异常包含了所有的异常类型，而父类只能接受子类抛出的 `IOException`
### 一些体会
- `try-catch-finally`: 真正的将异常给处理掉了，而`throws` 的方式只是将异常抛给了方法的调用者。并没有真正将异常处理掉。
- 在实际开发中如何选择使用 `try-catch-finally` 还是使用 `throws `？
- 如果父类中被重写的方法没有 `throws` 方式处理异常，则子类重写的方法也不能使用`throws`，这意味着，如果子类重写的方法中有异常，必须使用 `try-catch-finally`方式处理。
- 执行的方法 `a` 中，先后又调用了另外的几个方法，这几个方法是递进关系执行的。我们建议这几个方法使用 `throws` 的方式进行处理。而执行的方法 `a` 可以考虑使用 `try-catch-finally` 方式进行处理。
## 0x04：手动抛出异常对象
关键字：`throw` ，体现的是生成一个异常对象，在方法体内定义
>区别于 `throws`，体现的是异常的处理，在方法的声明处处定义
如下例子
```java
public class StudentTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Student s = new Student();
s.regist(-1001);
System.out.println(s);
} catch (Exception e) {
// e.printStackTrace();
//获取异常中的提示信息
System.out.println(e.getMessage());
}
}
}
class Student{
private int id;
public void regist(int id) throws Exception {
if(id > 0){
this.id = id;
}else{
// System.out.println("您输入的数据非法！");
//手动抛出异常对象
// throw new Exception("您输入的数据非法！");
throw new RuntimeException("您输入的数据非法！");
}
}
@Override
public String toString() {
return "Student [id=" + id + "]";
}
}
```
## 0x05：自定义异常类
如何自定义异常类？
- ① 继承于现有的异常结构：`RuntimeException` 、`Exception`
- ② 提供全局常量：`serialVersionUID` （用于IO传输时校验两个对象是否相等）
- ③ 提供重载的构造器
构建一个自定义异常类 `MyException` ，继承于 `MyException`，如下代码
```java
public class MyException extends Exception{
static final long serialVersionUID = -7034897193246939L;
public MyException(){
}
public MyException(String msg){
super(msg);
}
}
```
修改 `0x04` 章节例子中的代码，抛出我们自定义的异常类
```java
public void regist(int id) throws Exception {
if(id > 0){
this.id = id;
}else{
//throw new RuntimeException("您输入的数据非法！");
throw new MyException("不能输入负数");
}
}
```
运行结果：
```
不能输入负数
```
`RuntimeException` 和 `Exception` 的区别是什么？
- **Exception**：受检查异常。可以理解为错误，必须要开发者解决以后才能编译通过，解决的方法有以下两种：
- `throw` 到上层
- `try-catch` 处理
- **RunTimeException**：运行时异常，又称不受检查异常，不受检查！
因为不受检查，所以在代码中可能会有 `RunTimeException` 时 `Java` 编译检查时不会告诉你有这个异常，但是在实际运行代码时则会暴露出来，比如经典的 `1/0` ，空指针等。如果不处理也会被 `Java` 自己处理。
## 0x06：一些问题
`throw` 与 `throws` 的区别是什么？
- `throw` 可以主动的在代码中抛出异常，也可以使用该关键字抛出自定义的异常类
- `throws` 用于声明异常，将方法中出现的异常向上（调用方）抛出，由调用方去决定如何处理该异常。
> 上游排污（throw）下游（throws）治污
# 总结
总结：异常处理的 `5` 个关键字
- `try`、`catch`、`finally` 、`throw` 、`throws`
“一首小悟”
- 世界上最遥远的 **距离**，是我在 `if` 里你在 `else` 里，似乎一直相伴又永远分离；
- 世界上最痴心的 **等待**，是我当`case`你是`switch`，或许永远都选不上自己；
- 世界上最真情的 **相依**，是你在 `try` 我在 `catch`。无论你发神马脾气，我都默默承受，静静处理。到那时，再来期待我们的 `finally`。
【JAVA基础&异常处理】知识点复盘、整理
