Java 知識點整理-13.異常
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異常的概述：
異常就是Java程式在執行過程中出現的錯誤。
異常的分類：
Throwable概述：public class Throwable extends Object implements Serializable，Throwable類是Java語言中所有錯誤和異常的超類（父類）。只有當物件是此類（或其子類之一）的例項時，才能通過Java虛擬機器或者Java throw語句丟擲。類似地，只有這個類或其子類之一才可以是catch子句中的引數型別。
兩個子類的例項，Error和Exception，通常用於指示發生了異常情況。 通常，這些例項是在異常情況的上下文中新近建立的，因此包括了相關的資訊（比如堆疊跟蹤資料）。
Throwable包含其執行緒建立時執行緒執行堆疊的快照。它還包含了給出有關錯誤更多訊息的訊息字串。
java.lang包下，使用無需導包。
兩個直接子類：Error （伺服器宕機,資料庫崩潰等）；Exception。
異常的繼承體系：
運作時異常，一般都屬於程式設計師犯的錯誤。編譯時異常，編譯時不處理，編譯不通過。
JVM預設是如何處理異常的：
main函式收到這個問題時,有兩種處理方式：
ⅰ.自己將該問題處理,然後繼續執行。
ⅱ.自己沒有針對的處理方式,只有交給呼叫main的jvm來處理。
jvm有一個預設的異常處理機制，就是將該異常進行處理。並將該異常的名稱、異常的資訊，異常出現的位置列印在了控制檯上，同時將程式停止執行。
案例演示：JVM預設如何處理異常。
public class Demo1_Exception {
public static void main(String[] args) {
// demp1();
Demo d = new Demo();
int x = d.div(10, 0); //ArithmeticException 把異常物件賦值給x，x接不住，主方法裡出現問題。main()自己並未進行處理，交給呼叫者虛擬機器進行處理，虛擬機器列印對應錯誤。 看錯誤，從後往前看。
System.out.println(x);
}
public static void demp1() {
int[] arr = {11,22,33,44,55};
// arr = null;
// System.out.println(arr); //NullPointerException
// System.out.println(arr[10]); //ArrayIndexOutOfBoundsException
}
}
class Demo {
/**
* 除法運算
*/
public int div(int a, int b) { //a = 10, b = 0
return a / b; //10 / 0,被除數是10，除數是0.當除數是0的時候違背了算數運演算法則，丟擲ArithmeticException 異常以物件的形式丟擲。new ArithmeticException("/ by zero");
}
}ArithmeticException概述：
public class ArithmeticException extends RuntimeException，當出現異常的運算條件時，丟擲此異常。例如，一個整數“除以零”時，丟擲此類的一個例項。
異常處理的兩種方式：
兩種方式：
Ⅰ.try catch finally，try是用來檢測異常的，catch是用來捕獲異常的，finally是用來釋放資源的。
助記：世界上最真情的相依就是你在try我在catch，無論你發什麼脾氣，我都靜靜接受，默默處理。當通過try chtch將問題處理後，程式可以繼續執行。
三種搭配：ⅰ.try catch ⅱ.try catch finally ⅲ.try finally
Ⅱ.throws
try...catch處理異常的基本格式：
try…catch…finally
案例演示：try...catch的方式處理1個異常。
public class Demo2_Exception {
public static void main(String[] args) {
Demo2 d = new Demo2();
try {
int x = d.div(10, 0); //ArithmeticException
System.out.println(x);
}catch(ArithmeticException a) { //x接不住的異常物件被a接住了。ArithmeticException a = new ArithmeticException();
System.out.println("錯誤！除數為零！");
}
System.out.println("try catch將異常處理後，後續程式碼可以繼續執行。否則，不可以。");
}
}
class Demo2 {
public int div(int a, int b) {
return a / b;
}
}處理異常的方式一 try...catch
案例演示：try...catch的方式處理多個異常。
public class Demo3_Exception {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 0;
int[] arr = {11,22,33,44,55};
try {
System.out.println(a / b); //try中出現異常後的程式碼不會被執行。
System.out.println(arr[10]);
arr = null;
System.out.println(arr[0]);
}catch(ArithmeticException e) {
System.out.println("除數不能為0！");
}catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
System.out.println("索引越界！");
}catch(Exception e) { //Exception e = new NUllPointerException();父類引用指向子類物件。最好抓與實際出錯匹配的異常，但開發中都是直接抓Exception。多個catch時Exception必須放最後。因為Exception能處理所有子類所處理的異常，Exception之後的catch沒有意義。
System.out.println("出錯了！");
}
System.out.println("over"); //try catch後的程式碼可以繼續執行。
}總結：try後面如果跟多個catch，那麼小的異常放前面，大的異常放後面。根據多型的原理，如果大的放前面，就會將所有的子類物件接收，後面的catch就沒有意義了。
案例演示：JDK7以後處理多個異常的方式及注意事項。
public class Demo3_Exception {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 0;
int[] arr = {11,22,33,44,55};
//JDK7如何處理多個異常
try {
System.out.println(a / b);
System.out.println(arr[10]);
}catch(ArithmeticException | ArrayIndexOutOfBoundsException e) { //可以捕捉算數異常或陣列索引越界異常
System.out.println("出錯了！");
}
}
}
安卓和JavaeEE處理異常方式的區別：
安卓客戶端開發，直接try{}catch(Exception e){}。JavaEE服務端開發，一般都是底層開發，出現異常從底層向上拋到最頂層，錯誤日誌列印內容。程式設計師根據錯誤日誌處理異常。
編譯期異常和執行期異常的區別
Java中的異常被分為兩大類：
編譯時異常和執行時異常。
所有的RuntimeException類及其子類的例項被稱為執行時異常，其他的異常就是編譯時異常。
編譯時異常：
Java程式必須顯示處理，否則程式就會發生錯誤，無法通過編譯。助記：編譯時異常屬於未雨綢繆型，在編譯某個程式時，要提前做某些準備，以免異常情況的發生。如果對這些情況不提前做處理，編譯通不過。
執行時異常：
Java程式無需顯示處理，也可以和編譯時異常一樣處理。當異常發生後，需要程式設計師回來修改程式碼。
總結：
執行時異常是程式設計師犯得錯誤，編譯時異常是在編譯時提前做準備防止錯誤的發生。
案例演示：編譯期異常和執行期異常的區別。
import java.io.FileInputStream;
public class Demo4_Exception {
public static void main(String[] args) {
try {
FileInputStream fis = new FileInputStream("xxx.txt"); //編異時異常，不處理，編譯不通過。 檔案輸入流，從硬碟上讀取檔案，但讀取的檔案可能不存在。讀取不存在的檔案就會出錯，所以報編譯時異常。
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}Throwable的幾個常見方法
getMessage() 獲取異常資訊，返回字串。
toString() 獲取異常類名和異常資訊，返回字串。
printStackTrace() 獲取異常類名和異常資訊，以及異常出現在程式中的位置。返回值void。
案例演示 Throwable的幾個常見方法的基本使用。
public class Demo5_Throwable {
public static void main(String[] args) {
try {
System.out.println(1 / 0);
} catch (Exception e) { //Exception e = new ArithmeticException("/ by zero");
// System.out.println(e.getMessage()); //獲取異常資訊
// System.out.println(e); //直接列印物件引用，預設調toString()，列印異常類名和異常資訊。
e.printStackTrace(); //列印異常類名、異常資訊，異常出現的位置。jvm的預設處理方式。
}
}
}處理異常的方式二 throws
定義功能方法時，需要把出現的問題暴露出來讓呼叫者去處理。那麼就通過throws在方法上標識。
案例演示：舉例分別演示編譯時異常和執行時異常的丟擲。
public class Demo6_Exception {
public static void main(String[] args) /*throws RuntimeException*/ { //如果丟擲的是編譯時異常，在方法上就必須要做宣告，否則報錯。
Person p = new Person();
p.setAge(-17);
System.out.println(p.getAge());
}
}
class Person {
private String name;
private int age;
public Person() {
super();
}
public Person(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) /*throws RuntimeException*/ { //RuntimeException執行時異常，編譯時可以不處理。所以方法上不丟擲也是可以的。
if(age > 0 && age <= 150) {
this.age = age;
}else {
throw new RuntimeException("年齡非法！");
}
}
}總結：編譯時異常的丟擲必須對其進行處理，方法上必須宣告丟擲異常。執行時異常的丟擲可以處理也可以不處理，方法上可以不宣告丟擲異常。
throw的概述：
在功能方法內部出現某種情況，程式不能繼續執行，需要進行跳轉時，就用throw把異常物件丟擲。
throws和throw的區別：
throws：
用在方法聲明後面，跟的是異常類名。
可以跟多個異常類名，用逗號隔開，無先後順序。
表示丟擲異常，由該方法的呼叫者來處理。
throw：
用在方法體內，跟的是異常物件名。舉例：丟擲一個匿名物件：throw new Exception("提示資訊"); 丟擲一個有名物件：Exception e = new Exception("提示資訊"); throw e;
只能丟擲一個異常物件名。
表示丟擲異常，由方法體內的語句處理。
finally的特點：
被finally控制的語句體一定會執行。
特殊情況：
在執行到finally之前jvm退出了(比如呼叫了System.exit(0))。
finally的作用：
用於釋放資源，在IO流操作和資料庫操作中會見到。
案例演示：finally關鍵字的特點及作用。
public class Demo7_Finally {
public static void main(String[] args) {
try {
System.out.println(10 / 0);
} catch (Exception e) {
System.out.println("除數為零！");
// System.exit(0); //退出jvm虛擬機器，則finally不執行。
return;
} finally {
System.out.println("程式繼續執行！"); //return執行了，finally也執行了。如果有finally，return在結束程式之前會先執行finally中的語句。
}
}
}
助記：return語句相當於方法的最後一口氣，那麼在他將死之前，會看一看有沒有finally，幫其完成遺願。如果有就將finally執行後再徹底返回。
finally關鍵字的面試題
面試題1：final，finally和finalize的區別。
final修飾類，不能被繼承。修飾方法，不能被重寫。修飾變數，只能賦值一次。
finally是try語句中的一個語句體，不能單獨使用，用來釋放資源。
finalize概述：Object的成員方法，protected void finalize() 當垃圾回收器確定不存在該物件的更多引用時，由物件的垃圾回收器呼叫此方法。
面試題2：如果catch裡面有return語句，請問finally的程式碼還會執行嗎?如果會，請問是在return前還是return後。會，return先建立返回路徑，再執行finally，最後return再徹底返回。
演示：
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
Demo d = new Demo();
System.out.println(d.method());
}
}
class Demo {
public int method() {
int x = 10;
try {
x = 20;
System.out.println(1 / 0);
return x; //try和catch可能走其一，所以都要寫return語句。
} catch (Exception e) {
x = 30;
return x; //ruturn執行了，建立出一個返回路徑。將30用返回路徑打包裝到了一個箱子裡，再看自己有沒有finally語句。如果有，執行finally語句。雖然x的值改為40，但返回路徑中的值並沒有變化。
} finally {
x = 40; //這句話沒有意義。finally應該寫釋放資源的程式碼。 千萬不要在finally中寫return語句，一旦這麼寫，try和catch中的return語句都沒有意義。try和catch中建立任何的返回路徑，finally中的return語句都會對其進行覆蓋
}
}
}
注意：千萬不要在finally裡面寫返回語句，因為finally的作用是為了釋放資源，是肯定會執行的。如果在這裡面寫返回語句，那麼try和catch的結果都會被改變，所以這麼寫就是犯罪啊。
自定義異常概述和基本使用：
為什麼需要自定義異常：
自定義異常就為了通過名字區分具體異常，利於排錯，有針對的進行處理。但具體實現全交給父類（Throwable，OBject）做了。
異常資訊由子類Exception通過有參構造傳到父類Throwable，父類將其儲存在成員變數detailMessage中，再通過getMessage()將其返回。自定義異常類重寫父類Exception中的有參構造即可。快捷鍵：Alt + Shift + C，重寫父類中的方法。
自定義異常概述：
Ⅰ.繼承自Exception。Ⅱ.繼承自RuntimeException，拋RuntimeException的子類，方法上可以不做宣告。二者區別：編譯時是否要處理，前者需要，後者可以不用。
案例演示：自定義異常的基本使用。
class AgeOutOfBoundsException extends Exception {
public AgeOutOfBoundsException() {
super();
}
public AgeOutOfBoundsException(String message) {
super(message);
}
}異常注意事項
子類重寫父類方法時，子類的方法必須丟擲相同的異常或父類異常的子類。(父親壞了，兒子不能比父親更壞)。父子一致，兒子的異常可以小一些。
如果父類丟擲了多個異常，子類重寫父類時，只能丟擲相同的異常或者是他的子集。子類不能丟擲父類沒有的異常，且子類丟擲異常的數量<=父類丟擲異常的數量。不能瞎拋，不能多拋。
如果被重寫的方法沒有異常丟擲，那麼子類的方法絕對不可以丟擲異常；如果子類方法內有異常發生，那麼子類只能try，不能throws。父類沒拋，子類壞了也不能拋。
如何使用異常處理
原則:
如果該功能內部可以將問題處理，用try；如果處理不了，交由呼叫者處理，就用throws。
區別:
後續程式需要繼續執行就try。
後續程式不需要繼續執行就throws。
如果JDK沒有提供對應的異常，需要自定義異常，裡面只寫幾個構造即可，其他方法直接用父類Throwable的。
異常練習
鍵盤錄入一個int型別的整數，對其求二進位制表現形式。
要求：
Ⅰ.如果錄入的整數過大，給予提示，錄入的整數過大請重新錄入一個整數BigInteger。
Ⅱ.如果錄入的是小數，給予提示，錄入的是小數,請重新錄入一個整數。
Ⅲ.如果錄入的是其他字元,給予提示,錄入的是非法字元,請重新錄入一個整數。
import java.math.BigDecimal;
import java.math.BigInteger;
import java.util.Scanner;
/**
* 鍵盤錄入一個int型別的整數，對其求二進位制表現形式。
* 要求：
* Ⅰ.如果錄入的整數過大，給予提示，錄入的整數過大請重新錄入一個整數BigInteger。
* Ⅱ.如果錄入的是小數，給予提示，錄入的是小數,請重新錄入一個整數。
* Ⅲ.如果錄入的是其他字元,給予提示,錄入的是非法字元,請重新錄入一個整數。
* 分析：
* 1.建立鍵盤錄入物件。
* 2.將鍵盤錄入的結果儲存在String型別的字串中。儲存int型別中，如果有不符合條件的錄入，直接報錯，無法進行後續判斷。
* 3.鍵盤錄入的結果轉換成int型別的資料，判斷是否正確。
* 4.正確則直接轉換。
* 5.錯誤則根據要求進行對應判斷。
*/
public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
//1.建立鍵盤錄入物件。
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("請輸入一個整數：");
while(true) {
//2.將鍵盤錄入的結果儲存在String型別的字串中。儲存int型別中，如果有不符合條件的錄入，直接報錯，無法進行後續判斷。
String line = sc.nextLine();
//3.鍵盤錄入的結果轉換成int型別的資料，並判斷是否正確。
try {
int num = Integer.parseInt(line);
//4.正確則直接轉換。
System.out.println(Integer.toBinaryString(num));
break;
} catch (Exception e) {
//5.錯誤則根據要求進行對應判斷。
try {
new BigInteger(line);
System.out.println("錄入錯誤！整數過大！請重新輸入一個整數：");
} catch (Exception e2) {
try {
new BigDecimal(line);
System.out.println("錄入錯誤！錄入小數！請重新輸入一個整數：");
} catch (Exception e1) {
System.out.println("錄入錯誤！非法字元！請重新輸入一個整數：");
}
}
}
}
}
}快捷鍵：選中要加try catch的內容 按Alt + shift + Z （快速生成try catch）。