JavaSE知识点总结

• 异常概述与异常体系结构
• 常见异常
• 异常处理机制一：try-catch-finally
• • try
  • catch
  • finally
• 异常处理机制二：throws
• 手动抛出异常：throw
• 用户自定义异常类
• 总结
• 面试题

异常概述与异常体系结构

异常

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
例如：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

• 异常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
• 捕获异常最理想是在编译期间，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
• Java采用的异常处理机制，是将异常处理的程序代码集中在一起，与正常的程序代码分开，使得程序简洁、优雅，并易于维护
• 异常分为编译时异常和运行时异常

编译时异常

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

运行时异常

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

常见异常

java.lang.RuntimeException(运行时异常)

java.lang.ClassCastException 类型转换异常
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException 数组越界异常
java.lang.NullPointerException 空指针异常
java.lang.ArithmeticException 算数异常
java.lang.NumberFormatException
java.util.InputMismatchException

java.lang.Exception(编译时异常)

java.io.IOException
java.io.FileNotFoundException
java.io.EOFException 流已经到末尾(END OF FILE)
java.lang.ClassNotFoundException
java.lang.InterruptedException 中断异常
java.io.FileNotFoundException
java.sql.SQLException

异常处理机制一：try-catch-finally

• Java中异常的处理采用抓抛模型
• Java程序的执行过程中如出现异常，会生成一个异常类对象，该异常对象将被提交给Java运行时系统，这个过程称为抛出异常

异常对象的生成

1.由虚拟机自动生成：程序运行过程中，虚拟机检测到程序发生了问题，如果在当前代码中没有找到相应的处理程序，就会在后台自动创建一个对应异常类的实例对象并自动抛出
2.由开发人员手动创建(Exception exception = new ClassCastException)，创建好的异常对象不抛出对程序没有任何影响，和创建一个普通对象 一样

• 如果一个方法内抛出异常对象，会被抛给调用者方法中处理。如果异常没有在调用者方法中处理，它继续被抛给这个调用方法的上层方法。这个过程将一直继续下去直到异常被处理，这一过程称为捕获异常
• 如果一个异常回到main()方法并且main()也不处理则程序运行终止
• 程序员通常只能处理Exception而对Error无能为力
  
• 异常的处理是通过try-catch-finally语句实现的

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

• 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语句块用于处理可能产生的不同类型的异常对象
• 如果明确知道产生的是何种异常，可以用该异常类作为catch的参数；也可以用其父类作为catch的参数
  比如：可以用ArithmeticException类作为参数的地方就可以用RuntimeException类作为参数或者用所有异常的父类Exception类作为参数，但不能是与ArithmeticException类无关的异常，如NullPointerException，catch中的语句将不会执行

捕获异常的有关信息：

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
getMessage() 获取异常信息，返回字符串
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，返回值为void

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(可有可无)
  

不捕获异常时的情况

RuntimeException类或是它的子类的异常的特点是：即使没有使用try和catch捕获，Java自己也能捕获，并且编译通过，但运行时会发生异常使得程序运行终止

• 如果抛出的异常是IOException等类型的非运行时异常，则必须捕获，否则编译错误。也就是说，我们必须处理编译时异常，将异常进行捕捉，转化为运行时异常

异常处理机制二：throws

• 声明抛出异常是Java中处理异常的第二种方式
• 如果一个方法中的语句执行时可能生成某种异常，但是并不能确定如何处理这种异常，则此方法应显示地声明抛出异常，表明该方法将不对这些异常进行处理，而由该方法的调用者负责处理
• 在方法声明中用throws语句可以声明抛出异常的列表，throws后面的异常类型可以是方法中产生的异常类型，也可以是它的父类

声明抛出异常举例

class ThrowsTest {
    public static void main(String[] args) {
        ThrowsTest t = new ThrowsTest();
        try {
            t.readFile();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void readFile() throws IOException {
        FileInputStream in = new FileInputStream("a.txt");
        int b;
        b = in.read();
        while (b != 1) {
            System.out.println((char) b);
            b = in.read();
        }
        in.close();
    }
}

重写方法声明抛出异常的原则

重写方法不能抛出比被重写方法范围更大的异常类型
因为在多态的情况下对重写方法的调用，编译期异常的捕获按父类声明的异常处理

class A {
    public void methodA() throws IOException {
        //……
    }
}

class B1 extends A {
    public void methodA() throws FileNotFoundException {
        //……
    }
}

class B2 extends A {
    // 'methodA()' in 'B2' clashes with 'methodA()' in 'A'; overridden method does not throw 'java.lang.Exception'
    public void methodA() throws Exception {
        //……
    }
}

手动抛出异常：throw

• Java异常类对象除在程序执行过程中出现异常时由系统自动生成并抛出，也可根据需要使用人工创建并抛出
• 首先要生成异常类对象，然后通过throw语句实现抛出操作，提交给Java运行环境

IOException e = new IOException();
throw e;

• 可以抛出的异常必须是Throwable或其子类的实例。下面的语句在编译时将会产生语法错误
  throw new String(“want to throw”);

用户自定义异常类

• 一般地，用户自定义异常类都是RuntimeException的子类
• 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
• 用户自己的异常类必须继承现有的异常类

class MyException extends Exception {
    static final long serialVersionUID = 1L;
    private int idnumber;

    public MyException(String message, int id) {
        super(message);
        this.idnumber = id;
    }

    public int getId() {
        return idnumber;
    }
}

总结

面试题

1.

class ReturnExceptionDemo {
    static void methodA() {
        try {
            System.out.println("进入方法 A");
            throw new RuntimeException("制造异常 ");
        } finally {
            System.out.println("用 A 方法的 finally");
        }
    }

    static void methodB() {
        try {
            System.out.println("进入方法 B");
            return;
        } finally {
            System.out.println("调用 B 方法的 finally");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
    	//进入方法 A
    	//用 A 方法的 finally
    	//制造异常 
    	//进入方法 B
    	//调用 B 方法的 finally
        try {
            methodA();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
        methodB();
    }
}