异常处理

1. 介绍

如果一个用户在运行程序期间，由于程序的错误或一些外部环境的影响造成用户数据的丢失，用户就有可能不再使用这个程序了， 为了避免这类事情的发生， 至少应该做到以下几点：

• 向用户通告错误
• 保存所有的工作结果
• 允许用户以妥善的形式退出程序

所以呢，Java使用一 种称为 异常处理 的错误捕获机制处理。异常处理最根本的优势就是将检测错误（由被调用的方法完成）从处理错误（由调用方法完成）中分离出来。

2. 异常类型

异常：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。

• 从上图可以看出，Exception又分解为两个分支
• RuntimeException（运行时异常）
• NullPointerException：空指针异常
• ArrayIndexOutOfBoundsException：数组角标越界
• ClassCastException：类型转换异常
• NumberFormatException：数字格式异常
• InputMismatchException：输入类型异常
• ArithmeticException：算术运算异常
• 等等

• IOException
• ClassNotFoundException
• 更多的类

从程序执行过程，分为了

1. 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，直接找到出现问题的代码，进行规避。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。

2. 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，可能会带来不好的结果。

编译时异常：执行javac.exe命名时，可能出现的异常。 运行时异常：执行java.exe命名时，出现的异常 。

RuntimeException、Error 以及它们的子类都称为免检异常（unchecked exception )。所有 其他异常都称为必检异常（checked exception), 意思是指编译器会强制程序员检査并通过 try catch 块处理它们，或者在方法头进行声明。

3. 异常处理的详细操作

Java 的异常处理模型基于三种操作：

• 声明一个异常（declaring an exception)
• 抛出一个异常（throwing an exception)
• 捕获一个异常（catching an exception)

3.1 声明异常

在 Java 中，当前执行的语句必属于某个方法。Java 解释器调用 main 方法开始执行一个程序。每个方法都必须声明它可能抛出的==必检异常的类型==。这称为声明异常（ declaring exception)。

为了在方法中声明一个异常，就要在方法头中使用关键字 throws：

public void myMethod（） throws Exception1，Exception2

tips：如果方法没有在父类中声明异常，那么就不能在子类中对其进行继承来声明异常。

3.2 抛出异常

检测到错误的程序可以创建一个合适的异常类型的实例并抛出它，这就称为抛出一个异 常（throwing an exception)。一旦抛出对象以后，其后的代码就不再执行。

IllegalArgumentException ex =new IllegalArgumentException("Wrong Argument");
throw ex;
//或者
throw new 111egalArgumentException("Wrong Argument");

通常，JavaAPI 中的每个异常类至少有两个构造方法：一个无参构造方法和一个带可描述这个异常的 String 参数的构造方法。该参數称为异常消息（exceptionmessage), 它可以用 getMessage()获取。

3.3 捕获异常与finally子句

可以从当前的方法开始，沿着方法调用链，按照异常的反向传播方向找到这个处理器。从第一个到最后一个逐个检査 catch 块，判断在 catch 块中的异常类实例是否是该异常对象的类型。如果是，就将该异常对象陚值给所声明的变量，然后执行 catch 块中的代码。如果没有发现异常处理器，Java 会退出这个方法，把异常传递给调用这个方法的方法，继续同样的过程来査找处理器。如果在调用的方法链中找不到处理器，程序就会终止并且在控制台上打印出错信息。寻找处理器的过程称为捕获一个异常（catching an exception)。

当抛出一个异常时，可以在try-catch 块中捕获和处理它。

try{
...... //可能产生异常的代码
}
catch( ExceptionName1 e ){
...... //当产生ExceptionName1型异常时的处置措施
}
catch( ExceptionName2 e ){
...... //当产生ExceptionName2型异常时的处置措施
} finally{
...... //无论是否发生异常，都无条件执行的语句
}

• try 捕获异常的第一步是用try{…}语句块选定捕获异常的范围，将可能出现异常的代码放在try语句块中。
• catch (Exceptiontype e) 在catch语句块中是对异常对象进行处理的代码。每个try语句块可以伴随一个或多个catch语句，用于处理可能产生的不同类型的异常对象 从一个通用的父类可以派生出各种异常类。如果一个 catch 块可以捕获一个父类的异常对象，它就能捕获那个父类的所有子类的异常对象。 catch中的异常类型如果没子父类关系，则谁声明在上，谁声明在下无所谓。 catch中的异常类型如果满足子父类关系，则要求子类一定声明在父类的上面。否则，报错

• finally 捕获异常的最后一步是通过finally语句为异常处理提供一个统一的出口，使得在控制流转到程序的其它部分以前，能够对程序的状态作统一的管理。 不论在try代码块中是否发生了异常事件，catch语句是否执行，catch语句是否有异常，catch语句中是否有return，finally块中的语句都会被执行。
• finally语句和catch语句是任选的

3.4 从异常中获取信息

与其它对象一样，可以访问一个异常对象的成员变量或调用它的方法。

• String getMessage()： 获取异常信息，返回字符串
• void printStackTrace() ：获取异常类名和异常信息，以及异常出现在程序中的位置。返回值void。
• String toString():如果存在的话，返回一个包含类名，方法名，文件名和行数的格式化字符串。
• getStackTrace（）:StackTraceElement[]：返回和该异常对象相关的代表堆栈跟踪的一个堆栈跟踪元素的数组

4. 创建自定义异常类

如果进到一个不能用预定义异常类恰当描述的问题，那就可以通过派生 Exception 类或其子类。

• 一般地，用户自定义异常类都继承于现的异常结构：RuntimeException 、Exception。
• 自定义异常类通常需要编写几个重载的构造器。
• 自定义异常需要提供serialVersionUID
• 自定义的异常通过throw抛出。
• 自定义异常最重要的是异常类的名字，当异常出现时，可以根据名字判断异常类型

例如以下代码：

public class MyException extends Exception {
    static final long serialVersionUID = 13465653435L;
    private int idnumber;

    public MyException(String message, int id) {
        super(message);//父类的message
        this.idnumber = id;
    }
    public int getId() {
        return idnumber;
    }
}

public class MyExpTest {
    public void regist(int num) throws MyException {
        if (num < 0) {
            throw new MyException("人数为负值，不合理", 3);
        } else {
            System.out.println("登记人数" + num);
        }
    }

    public void manager() {
        try {
            regist(-5);
        } catch (MyException e) {
            System.out.print("登记失败，出错种类" + e.getId());
        }
        System.out.print("  本次登记操作结束");
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyExpTest t = new MyExpTest();
        t.manager();
    }
}

输出结果：