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异常以及异常处理

news 2025/9/24 8:57:50

1 什么是异常

2 异常的分类

2.1 异常体系

2.2 异常分类

3 异常的处理

3.1 抛出异常

3.2 捕获异常

4 异常的处理流程

5 自定义异常

1 什么是异常

在Java中，异常是指在程序执行过程中发生的不正常的行为，会中断程序的正常执行。

在之前的学习中，我们也遇到了一些异常，例如：

1.算术异常

public static void main(String[] args){// 分母为 0System.out.println(10 / 0);
}// 异常信息
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero

2.数组越界异常

public static void main(String[] args){// 数组长度为5int[] array = {1,2,3,4,5};// 访问数组下标为 10 System.out.println(array[10]);
}// 异常信息
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 10 out of bounds for length 5

3.空指针异常

public static void main(String[] args){// 数组为空int[] s = null;System.out.println(s.length);
}
// 异常信息
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: Cannot read the array length because "s" is null

2 异常的分类

2.1 异常体系

Java内部维护了一个异常体系：

其中

Throwable：是异常体系中的顶层类，其派生出了两个重要子类：Error和Exception
Error：是指Java虚拟机无法解决的严重问题，称为错误。例如：JVM的内部错误，资源耗尽等，一旦发生就不能通过简单的代码进行处理。
Exception：就是异常，在异常发生后，程序员可以通过代码进行处理，使得程序正常执行。

2.2 异常分类

上面提到的异常又可以分为两种，一种是编译的时候出现的异常，称为编译时异常，也称受查异常；另一种是程序运行时发生的异常，称为运行时异常，也称非受查异常。

1.受查异常：

受查异常是继承java.lang.Exception类，但是不包括java.lang.RuntimeException类的子类。
受查异常要求必须处理（要么使用try-catch捕获，要么使用throws声明）。
受查异常通常是由外部错误条件引起，这些条件在程序运行时可能经常发生，程序员预见这些异常情况并且在编译阶段就处理它们。

2.非受查异常：

非受查异常包括java.lang.RuntimeException的所有子类，RuntimeException是哪些可能在Java虚拟机正常操作期间抛出的异常的父类。
非受查异常不要求强制处理，它们要么是由编程引起的错误，要么是程序应该在运行时处理的异常。

注意：编译时出现的语法错误，不能称为异常。例如将System.out.println拼写错了，此时编译过程中就会出错，但是这不属于异常；运行时指的是程序已经编译通过得到class文件了，再由JVM执行过程中出现的错误。

3 异常的处理

在Java中处理异常最常用的两种方法就是抛出异常和捕获异常。

3.1 抛出异常

在编写程序时，如果程序中出现错误，此时就需要将错误的信息告知使用者，在Java中，可以借助throw关键字，进行抛出异常。

throw只是抛出异常，并没有进行处理。通俗来说就是，我告诉你了，这里有一个异常，你可以处理或者不处理都和我没有关系，反正我已经抛出了。

语法：

throw new 异常类型("异常产生的原因/要告知使用者的信息");

示例：

// 一个读取数组 array 中下标为 index 值的方法
public static int getKey(int[] array,int index){if(array == null){throw new NullPointerException("数组为空");}if(index < 0 || index > array.length - 1){throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("下标越界");}return array[index];
}

注意：

throw 必须写在方法体内部
抛出的异常必须是Exception或者Exception的子类
如果抛出的是RuntimeExcetion及其子类，就不需要处理，交给JVM处理即可
如果抛出的是受查异常，程序员必须进行处理，否则无法通过编译
异常一旦抛出，后面的代码就不会继续执行

3.2 捕获异常

捕获异常的方法有两种，一是在方法的参数列表之后使用throws进行声明，二是使用try-catch进行捕获。

1.throws声明

语法：

修饰符 返回值类型 方法名(参数列表) throws 异常类型;

throws只是声明这个方法中可能会出现某个异常，但是真的出不出现也不确定，也就是说在平时的方法中，我们可以在方法后面加上 throws ，但是如果方法中真的出现了这种异常，那么就要求必须在方法的参数列表之后进行 throws 的异常声明。

注意：

throws 必须跟在方法的参数列表后面
声明的异常必须是Exception及其子类
方法内部如果抛出了多个异常，那么throws后也要跟多个异常，之间用逗号隔开，如果这些异常有父子关系，那么可以只声明父类的异常
调用声明抛出异常的方法时，调用者必须对异常进行处理，或者继续使用 throws 声明

2.try-catch捕获并处理

前面的throws其实并没有对异常进行真正的处理，只是将异常进行声明，真正要对异常处理，就需要使用try-catch。

语法：

try{// 可能出现异常的代码
}
catch(出现异常的类型 e){// 如果 try 中的代码出现异常，此处catch的异常类型正好是该异常或者该异常的父类// 那么就会捕获到这个异常// 然后对异常进行处理，处理之后跳出catch继续执行后续代码
}
finally{// 无论如何都会执行的代码
}

注意：

try块中抛出异常之后的代码不会继续执行
如果抛出的异常类型和catch中的异常类型不匹配，即异常没有成功捕获，那么也不会对这个异常进行处理，相当于没有对这个异常进行任何的处理
try块中的代码可能会出现多个不同的异常类型，这个时候需要使用多个catch块进行异常的捕获

如下：

try{// 异常1// 异常2// 异常3
}
catch(异常1的异常类型 e1){// 处理异常1的代码
}
catch(异常2的异常类型 e2){// 处理异常2的代码
}
catch(异常3的异常类型 e3){// 处理异常3的代码
}
finally{//一定执行的代码
}

如果这几个异常处理的方式一样，也可以写成

try{// 异常1// 异常2// 异常3
}
catch(异常1的异常类型 | 异常2的异常类型 | 异常3的异常类型 e){// 处理异常的代码
}
finally{//一定执行的代码
}

如果这几个异常之间存在父子关系，那一定要先写子类的catch，在写父类的catch

可以通过一个catch直接捕获所有异常，即使用Exception（不推荐，因为这样不便于看出抛出的是哪个异常）

3.finally

在写程序的时候，有些程序中会有一些不管怎么样都要执行的代码，这部分代码我们就可以写在finally块中，比如在程序中打开的资源等。

但是，事实是如果try-catch中捕获了异常并且正常进行了处理，那么try-catch-finally后的代码也会执行，那么finally存在的意义又是什么？下面我们通过一个例子来说明：

public static void main(String[] args){int a = getValue();System.out.println(a);
}
public static int getValue(){Scanner scanner = null;try{scanner = new Scanner(System.in);int a = scanner.nextInt();return a;}catch (InputMismatchException e){e.printStackTrace();}finally {System.out.println("finally中的代码...");}System.out.println("try-catch-finally后的代码...");if(scanner != null){scanner.close();}return 0;
}
// 运行结果
10
finally中的代码...
10

从上面的例子中可以看出，其中并没有执行try-catch-finally之后的代码，这就使得没有关闭scanner这个资源。

而finally的执行是在方法返回之前（try或者catch中有return时，finally也会在这个return之前执行），但是如果finally中也讯在return语句，那么就会执行finally中的人return（一般不会在finally中写return语句），所以finally中一般就会写一些资源释放的代码。

4 异常的处理流程

在处理异常的时候，如果没有找到合适的处理方式，就会沿着栈向上传递（其实就是，在方法a中，我们调用了方法b，但是进行异常处理时，调用方法b的这条语句本身没有发生异常，所以就会向上传递，在方法a中寻找异常并进行处理）。

示例：

public static void main(String[] args) {try{func();}catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){e.printStackTrace();}System.out.println("try-catch之后的代码...");
}
public static int func(){int array[] = {1,2,3};return array[3];
}// 运行结果
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 3 out of bounds for length 3at exception.Demo2.func(Demo2.java:14)at exception.Demo2.main(Demo2.java:6)
try-catch之后的代码...

如果一直向上传递也没有找到合适的方法处理异常，那么最终就会交给JVM进行处理，也就是和我们没有写try-catch之前一样了。

public static void main(String[] args) {func();System.out.println("try-catch之后的代码...");
}
public static int func(){int array[] = {1,2,3};return array[3];
}// 运行结果 
// 此时 System.out.println("try-catch之后的代码...") 就不会执行
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 3 out of bounds for length 3at exception.Demo2.func(Demo2.java:18)at exception.Demo2.main(Demo2.java:5)

异常处理的流程：

程序先执行try中的代码
如果try中的代码出现异常，就会结束try中的代码，在catch中寻找异常类型是否匹配
如果找到匹配的catch，就执行该catch中的代码
如果没有找到匹配的catch，那就向上传递
无论有没有找到与该异常匹配的catch，finally中的代码都会在该方法结束之前执行
一直向上传递直到main方法中也没有找到与之匹配的异常类型的话，就交给JVM来进行处理，此时，程序也会因为异常中断

5 自定义异常

在开发中，有时候Java中已经内置的异常类不够我们使用，所以我们就需要自己进行定义。

示例：

实现一个登录系统的时候，当用户名或者密码输入错误的时候，我们需要抛出异常并且进行处理

public class UserLogin {private String userName = "admin";private String password = "123456";//定义一个密码异常类，属于受查异常，即编译时出现的异常class PasswordException extends Exception{public PasswordException(String msg){super(msg);}}//定义一个用户名异常类，属于非受查异常，即运行时出现的异常class UserNameException extends RuntimeException{public UserNameException(String msg){super(msg);}}public static void main(String[] args) {UserLogin userLogin = new UserLogin();// 进行异常的处理try{userLogin.login("admin","123456");}catch(PasswordException e){//只需要捕获受查异常即可e.printStackTrace();}}public void login(String userName,String password) throws PasswordException{if(!this.userName.equals(userName)){// 抛出但是不进行处理 受查异常throw new UserNameException("用户名错误！");}if(!this.password.equals(password)){throw new PasswordException("密码错误！");}}
}

注意：