5.2 异常处理

一、学习要求

书籍参考章节： 第11章节

知识点：

• 异常的概念
• Exception类

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二、参考知识

程序在运行过程中，可能会出现各种问题，如访问的磁盘文件不存在，连接网络错误，整数除0等，如果这些问题不处理，程序就会中止。java提供了异常处理机制。

异常的概念

异常是程序中的一些错误，但并不是所有的错误都是异常，并且错误有时候是可以避免的。
比如说，你的代码少了一个分号，那么运行出来结果是提示是错误 java.lang.Error；如果你用System.out.println(11/0)，那么你是因为你用0做了除数，会抛出 java.lang.ArithmeticException 的异常。
异常发生的原因有很多，常见的如：

• 用户输入了非法数据。
• 要打开的文件不存在。
• 网络通信时连接中断，或者JVM内存溢出。

这些异常有的是因为用户错误引起，有的是程序错误引起的，还有其它一些是因为物理错误引起的。-
要理解Java异常处理是如何工作的，你需要掌握以下三种类型的异常：

• 检查性异常：最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常，这是程序员无法预见的。例如要打开一个不存在文件时，一个异常就发生了，这些异常在编译时不能被简单地忽略。
• 运行时异常： 运行时异常是可能被程序员避免的异常。与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时被忽略。
• 错误： 错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。错误在代码中通常被忽略。例如，当栈溢出时，一个错误就发生了，它们在编译也检查不到的。

Exception 类

所有的异常类是从 java.lang.Exception 类继承的子类。
Exception 类是 Throwable 类的子类。除了Exception类外，Throwable还有一个子类Error 。
Java 程序通常不捕获错误。错误一般发生在严重故障时，它们在Java程序处理的范畴之外。
Error 用来指示运行时环境发生的错误。
例如，JVM 内存溢出。一般地，程序不会从错误中恢复。

Java 内置异常类

Java 语言定义了一些异常类在 java.lang 标准包中。
标准运行时异常类的子类是最常见的异常类。由于 java.lang 包是默认加载到所有的 Java 程序的，所以大部分从运行时异常类继承而来的异常都可以直接使用。
常见的内置异常类如：

异常	描述
ArithmeticException	当出现异常的运算条件时，抛出此异常。例如，一个整数"除以零"时，抛出此类的一个实例。
ArrayIndexOutOfBoundsException	用非法索引访问数组时抛出的异常。如果索引为负或大于等于数组大小，则该索引为非法索引。
NullPointerException	当应用程序试图在需要对象的地方使用 null 时，抛出该异常

捕获异常

在编写程序时，我们可以捕获异常。
使用 try 和 catch 关键字可以捕获异常。try/catch 代码块放在异常可能发生的地方。
try/catch代码块中的代码称为保护代码，使用 try/catch 的语法如下：

try
{
   // 程序代码
}catch(ExceptionName e1)
{
   //Catch 块
}

catch 语句包含要捕获异常类型的声明。当保护代码块中发生一个异常时，try 后面的 catch 语句就会被检查。
如果发生的异常包含在 catch 语句指定的异常类型中，异常会被传递到该 catch 语句块，这和传递一个参数到方法是一样。

下面看一个例子：

public class ExcepTest {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("run1");
        int a[] = new int[5];
        System.out.println("run2");
        a[6]=5;
        System.out.println("run3");
    }
}

运行上面代码，输出的结果是：

run1
run2
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 6
    at com.ExcepTest.main(ExcepTest.java:12)

可以看出，输出了run1和run2，没有输出run3，说明执行到a[6]=5; 这个语句出问题了，导致程序中止执行。因为数组的长度是5，这里对第7个元素赋值（数组的元素下标从0开始，0代表第1个元素）。数组越界，报ArrayIndexOutOfBoundsException异常。

这时我们可以捕获异常，代码如：

public class ExcepTest {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("run1");
        int a[] = new int[5];
        System.out.println("run2");
        try {
            a[6] = 5;
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("catch Exception:" + e);
        }
        System.out.println("run3");
    }
}

运行上面代码，输出结果是：

run1
run2
catch Exception:java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 6
run3

可以看出，异常被捕获了，程序没有中止，继续执行。

多重捕获块

一个 try 代码块后面跟随多个 catch 代码块的情况就叫多重捕获。
多重捕获块的语法如下所示：

try{
   // 程序代码
}catch(异常类型1 异常的变量名1){
  // 程序代码
}catch(异常类型2 异常的变量名2){
  // 程序代码
}catch(异常类型2 异常的变量名2){
  // 程序代码
}

上面的代码段包含了 3 个 catch块。
可以在 try 语句后面添加任意数量的 catch 块。
如果保护代码中发生异常，异常被抛给第一个 catch 块。
如果抛出异常的数据类型与 ExceptionType1 匹配，它在这里就会被捕获。
如果不匹配，它会被传递给第二个 catch 块。
如此，直到异常被捕获或者通过所有的 catch 块。