前言:本篇博客結合培訓班視頻撰寫,希望以最通俗易懂的文字,講明白例外機制,大部分在介紹概念的時候,我都會用自問自答的方式來描述,原因是這樣子更加印象深刻,
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目錄
一、例外概述
二、例外繼承結構
三、編譯時例外和運行時例外
四、例外的處理
- 1)處理方式一:捕獲
- 2)處理方式二:拋出
五、例外類的常用方法
- 1)printStackTrace()方法
- 2)getMessage()方法
六、finally的使用
七、自定義例外
八、注意點總結
一、例外概述
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1)什么是例外?
通俗地說,就是程式編譯或者執行程序中發生了不正常的情況,
2)java提供例外機制有什么用?
當程式執行程序中出現了不正常情況(例外)的時候,java會把例外的資訊列印到控制臺上,供程式員參考,程式員就能根據例外資訊,對程式進行修改,讓程式更加健壯,假如沒有例外機制,我們的代碼錯了也不知道,那顯然是不行的,
我們先看看以下的代碼:
public class ExceptionTest02 {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 0;
int c = a/b;
System.out.println(a + "/" + b + "=" + c);
}
}
顯然,我們的代碼是不正確的,因為數學中,作為分母的 b 是不能為 0 的,我們執行這段代碼,發現控制臺輸出了以下資訊,

有了這些資訊,我們就得知,原來我們的代碼在第5行出錯了,且原因是除數為 0,然后我們就能對代碼進行修改,讓程式更加健壯,
public class ExceptionTest02 {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 0;
if(b == 0){ //如果b為0,直接return
System.out.println("除數不能為0");
return;
}
int c = a/b; //b不為0就會執行到這里進行運算
System.out.println(a + "/" + b + "=" + c);
}
}
3)為什么我們代碼寫錯的時候,會有例外出現呢?
在java中,萬物皆物件,例外也不例外,各種例外都被封裝成了類(也就是例外在java中以類的形式存在),當代碼寫錯時,java虛擬機(JVM)會根據例外類創建一個例外物件,將這個物件“拋出”,并且終止我們程式的執行,
在例外類中,都有一個引數型別為字串的構造方法,引數是字串型別,傳入的是例外的原因

比如我們上面的代碼中,假如b為 0 時
int c = a/b; //JVM執行到這里會new例外物件:new ArithmeticException("/ by zero");
然后JVM將例外資訊列印在控制臺上(先不用關注其底層如何實作,知道是JVM在拋例外物件即可),
二、例外繼承結構
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下圖中,紅線均表示繼承,

圖(1)
對圖(1)的解釋
1)Throwable是一個類,該單詞的中文翻譯是“可拋出的”,也就是繼承了該類的Error(錯誤)和Exception(例外)都
是可以拋出的,這里的拋出是指throw和throws關鍵字,后面講,
2)Error是“錯誤”,Exception是“例外”,錯誤和例外都會結束程式的執行,但是錯誤不能被處理,例外可以被處理
,這里的處理是指捕獲或者拋出,后面講,
3)Error子類中,不僅僅包括上圖中的兩個,但這個不是我們學習的重點,沒必要了解太多,Exception子類中,有
一個子類是RuntimeException,RuntimeException下的所有子類都稱為運行時例外;除RuntimeException的以外
其他子類,都稱為編譯時例外,這兩種例外同樣后面講,
4)同樣的,運行時例外的子類不僅僅只有這些,這里只是列舉一些常見的例外,這些我們需要認識,當我們遇到例外
時,就能比較快地知道哪里錯誤了,
三、編譯時例外和運行時例外
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在前面我們已經提到,例外在java以類的形式存在,當例外出現的時候,是由JVM去創建一個例外物件并且拋出,我們還知道,創建物件這個程序發生在運行階段,也就是說,編譯時例外和運行時例外都是發生在運行階段,那么編譯時例外這個名稱是怎么來的呢?
編譯時例外:如下圖,顯然,在我們寫代碼的時候,我們的編譯器就能識別出某個地方有例外需要先處理,也就是在編譯前就能知道例外的存在,如果不處理,編譯將不能通過,所以稱為“編譯時例外”,

圖(2)
運行時例外:看我們前面那個除以 0 的代碼,顯然,我們在撰寫代碼的時候,編譯器并沒有發現 int c = a/b; 這一行代碼存在例外(也就是這行代碼下并沒有紅色波浪線),需要在我們執行程式的時候,它才能確定這行代碼存在例外,因此稱為“運行時例外”,
有些小伙伴可能前面的基礎不夠扎實,還不知道什么是編譯,這里你先簡單理解成:
我們在撰寫java代碼的時候,其實是在一個 “類名,java” 的檔案上撰寫,編譯能根據這個檔案生成另外一個檔案,稱為位元組碼檔案,檔案名是 “類名.class”,只有位元組碼檔案,我們的java虛擬機才能運行,“.java”是運行不了的,
那么也就是說,如果是編譯時例外,我們將不能得到 .class 檔案,而運行時例外可以,我們來看下圖,

圖(3)
怎么樣?對比其他資料上那些經過多次復制粘貼文字表述,這里是不是清晰了很多,那些學過例外,然后知識不牢固的,相信你看到這里,對編譯時例外和運行時例外會有更清晰的了解了,
四、例外的處理
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在寫例外的處理之前,請大家先記住一件事:編譯時例外可以捕獲或者拋出(需要處理),運行時例外不需要處理,
現在,先講前半句,也就是編譯時例外的處理方式:
假設有這么個案例,我是做銷售的,某次業務中不小心使得公司虧損了1000塊錢,我們把這件事當做是java中的例外,我應該怎么做?
1)處理方式一:捕獲
第一個方式是我自己掏錢把1000塊補上,我自己處理這件事,
在java中,假設一個方法出現了編譯時例外,同樣的,它也可以通過try...catch...來解決這個例外,這種方式稱為
捕獲,
針對圖(2)中的例外,我們捕獲處理的代碼如下:(注意看注釋,且在執行以下代碼之前,請在F盤中創建一個a.txt
檔案)
public class ExceptionTest01 {
public static void main(String[] args) {
//try是"嘗試"的意思,也就是嘗試一下try后面 { } 中的內容,如果有例外,則進行捕捉,即catch環節
//;如果沒有例外,則不需要catch,跳過catch之后,繼續從System.out.println("skr");開始,往下
//執行
try {
FileInputStream fis = new FileInputStream("F:\\a.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {
//catch是"捕捉"的意思,也就是在try中判斷出現例外之后,catch將例外抓住并進行處理,e.printStac
//kTrace()就是將例外資訊列印在控制臺上,其中printStackTrace()所有Throwable子類都具有的方法
e.printStackTrace();
}
System.out.println("skr");
}
}
可能執行上面的代碼,你還是不太能理解,執行結果是直接在控制臺上列印“skr”,這是因為,我們的 F:\a.txt 檔案是確確實實存在于我們的硬碟上的,也就是能找到檔案,也就不會出現例外,
我們修改一下代碼,改成 F:\b.txt ,此時,檔案已經不存在,我們運行一下,結果如下:

圖(4)
可以看到,它幫我們將例外資訊,包括原因、位置等都列印出來了,還有一個細節,我們注意到,"skr"也被列印出來了!也就是說,例外發生之后,程式還在執行!這和我們前面的說法不同,我們前面是說,發生例外后,程式終止執行,這是為什么呢?帶著這個問題,我們來看編譯時例外的另一種處理方法,
2)處理方式二:拋出
回到案例,我除了自己掏錢補上,其實我還有另一種處理方式,我可以上報我的組長,讓他想辦法,
同樣的,在java中,如果一個方法出現了例外,那它可以不進行捕捉處理,它可以拋給它的呼叫者(呼叫它的另外一
個方法),實作的方式是使用throws關鍵字,
我們繼續來看下面的代碼,仍然是注意看注釋,
public class ExceptionTest01 {
//3)經理不樂意了,那讓董事長(Java虛擬機)去解決吧!繼續throws
public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
lisi();
System.out.println("skr");
}
//2)組長李四犯愁了,他也不想掏腰包,于是繼續throws,又拋給了經理main方法
public static void lisi() throws FileNotFoundException {
zhangsan();
}
//1)定義方法,假設張三犯錯導致公司虧損,那他趕緊告訴了組長李四
public static void zhangsan() throws FileNotFoundException{
FileInputStream fis = new FileInputStream("F:\\a.txt");
}
}
由于我們的 F:\a.txt 檔案是存在的,因此不會出現例外,因此繼續執行列印 “skr”;
我們再將 F:\a.txt 修改成 F:\b.txt ,發現報錯了,且沒有列印 skr ,這是因為,各個方法都不對例外進行處理,Java虛擬機只能將例外資訊列印在控制臺上,并直接終止程式的運行,

圖(5)
假如我們一開始就捕捉處理,就不需要一層層地向上拋了,如下代碼
public class ExceptionTest01 {
public static void main(String[] args) {
lisi();
System.out.println("skr");
}
public static void lisi() {
zhangsan();
}
public static void zhangsan(){
try {
FileInputStream fis = new FileInputStream("F:\\a.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
【小總結】
編譯時例外有兩種處理方式,一種方式是在方法內部自行捕捉處理,這種方式如果出現了例外,會列印例外資訊,但不會導致程式的終止,因為例外不是被Java虛擬機發現的;另一種方式是在宣告方法的時候,加上throws,將可能出現的例外拋給呼叫者,如果呼叫者一直沒有處理,直到拋給Java虛擬機,Java虛擬機如果發現有例外,那么就會列印例外資訊,并終止程式,
我們用了大篇幅來介紹編譯時例外的處理,那么運行時例外呢?其實運行時例外我們不用處理,原因很簡單,因為運行時例外即使不處理,也能通過編譯,
學到這里,相信你有以下的困惑:
1)為什么例外要分成編譯時例外和運行時例外,直接全部作為編譯時例外,那我們的程式不就絕對安全了嗎?
想法是正確的,確實,這樣能保證我們的程式絕對安全,但是這樣的話,我們的程式將導到處都是處理例外的代碼,
可讀性很差,
2)編譯時例外有兩種處理方式,那我應該選擇哪一種呢?
當例外有必要上報,讓呼叫者知道的時候,就需要用throws,你會覺得這是廢話,我來解釋一下,
我們來看下圖,前面我們已經說到,例外在java中是類的形式存在,例外出現后有例外資訊的列印是因為創建了例外
物件,然后呼叫例外物件的方法進行列印的,這里再強調一遍,我們看下面的代碼就好理解了,
顯然,我們創建完FileNotFoundException物件,就是想要上拋,讓我們程式員在創建FileInputStream物件的時候
,能夠清楚地知道該構造方法可能會因為找不到檔案而出現例外,所以我們程式員才能使用try catch進行處理,
這里為什么使用throws而不使用try catch也就很明顯了,假如我們在這里使用try catch的話,那不是搬石砸腳嗎?
我們創建了例外物件,卻又要捕捉處理它,那不是沒事找事做嗎?
具體的話,其實等待了實際的開發,我們才能夠真正領會到,所以這里不理解也沒關系,

圖(6)
五、例外類的常用方法
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在前面的學習中,我們捕捉到例外物件之后,列印例外資訊都是使用printStackTrace()方法,其實還有其他常用的方法,現在我們來了解一下,
1)printStackTrace()方法
這個方法較為常用,也就是我們上面一直在用的方法,原因是該方法能夠列印例外原因,還能列印例外的跟蹤路徑,如何理解呢?看看這代碼和圖你就明白了,
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
public class ExceptionTest01 {
public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
m2();
}
public static void m2() throws FileNotFoundException {
m1();
}
public static void m1() throws FileNotFoundException {
FileInputStream fis = new FileInputStream("F:\\b.txt");
}
}

圖(7)
還是找不到檔案這個例外,只不過現在我們是要學習如何看例外資訊,
上圖寫的很清楚了,在紅框中,是我們需要關注的,且應該直接找最上面那一行,因為最上面那一行是例外出現的根源,它告訴我們,出現例外的根源是在 ExceptionTest01類的 m1() 方法出錯,在類的第12行代碼,
于是我們去檢查第12行,結合例外原因,發現原來是 new FileInputStream() 時,傳入的路徑 F:\b.txt 有問題,檔案不存在,
2)getMessage()方法
getMessage()方法比較少用,但是在某些時候,只能使用該方法,這里不再擴展,我們看一下怎么用就行,
getMessage()方法以字串形式回傳例外原因,所以我們還需要加上列印的代碼,
public class ExceptionTest01 {
public static void main(String[] args) {
try {
FileInputStream fis = new FileInputStream("F:\\b.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
}
}
這個方法不難,大家直接復制粘貼看看效果就行了,
六、finally的使用
我們已經知道,try中的代碼,如果出現例外,就會到catch步驟;如果沒有出現例外,就跳過catch步驟,finally呢?finally就是無論try中的代碼有沒有出現例外,finally{ }中的代碼都會執行,finally一般用于關閉資源,如下代碼
public class ExceptionTest01 {
public static void main(String[] args) {
try {
FileInputStream fis = new FileInputStream("F:\\a.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} finally{
//這就是關閉資源,如果你已經學過了IO流,這個不難看懂;沒學過也不要緊,
//你只要知道,無論有沒有例外發生,finally中的代碼都會執行即可
fis.close();
}
System.out.println("skr");
}
}
另外,更離譜的是,即使return結束方法了,finally還是能執行,我們看以下圖片

圖(8)
finally在學習IO流的時候,就會經常用到,
七、自定義例外
SUN公司提供的JDK內置例外類在實際的開發中是不夠用的,因為實際開發中有很多的業務,這些業務出現例外之后,JDK中沒有,所以我們就需要自定義例外,
怎么自定義例外呢?不會就模仿!
我們來看看 ArithmeticException 類的代碼是怎么寫的,(不需要記代碼!稍微瞄一眼就行!我們模仿就好了,以下是SUN公司寫的源代碼,)
public class ArithmeticException extends RuntimeException {
private static final long serialVersionUID = 2256477558314496007L;
public ArithmeticException() {
super();
}
public ArithmeticException(String s) {
super(s);
}
}
我們發現,ArithmeticException類只有兩個構造方法,那么會不會是模仿的關鍵呢?我們試一下:
自定義一個例外,當銀行卡中沒有錢,你還要取錢的時候,就會報錯,
public class NoMoneyException extends RuntimeException {
public NoMoneyException () {
super();
}
public NoMoneyException (String s) {
super(s);
}
}
我們來測驗一下這個自定義的例外類管不管用,代碼如下
public class ExceptionTest03 {
private int balance = 100; //余額
public static void main(String[] args) {
ExceptionTest03 test03 = new ExceptionTest03();
test03.getMoney(200);
}
public void getMoney(int money){ //引數是要取得錢
if(money > balance){
throw new NoMoneyException("取的錢比余額多,取錢失敗");
}
balance = balance - money;
System.out.println("取了" + money + "錢,卡內剩下" + balance + "錢,");
}
}
我們呼叫 getMoney() 方法,傳入100時,正常列印;傳入100以上的錢時,拋出例外,效果如下,說明我們自定義的例外類成功啦!

圖(9)
細心的小伙伴應該能夠注意到,我們這里繼承的是 RuntimeException ,也就是我們自定義的例外類是運行時例外類,那么如何自定義編譯時例外類呢?
答案是【繼承Exception類】即可,這個小伙伴們自己試一下哈,繼承 RuntimeException 改成繼承 Exception,我們就能看到 throw new NoMoneyException(“取的錢比余額多,取錢失敗”); 這行代碼下劃紅色波浪線了,
八、注意點總結
在學完以上的知識點之后,我們最后再來看看幾個注意點,
1) throws 關鍵字后面可以接多個例外類
//如下,getMoney()方法同時拋出了兩個例外
public void getMoney(int money) throws NoMoneyException,IOException{
}
2) 任何一個呼叫者都可以 try catch 對例外進行捕捉
在前面張三、組長李四、經理main的案例代碼中,其實在zhangsan()、lisi()、main()這三個方法中,都能對例外
進行try catch,不是在 zhangsan() 中才能處理,
3) main() 方法最好不要使用throws
main()方法如果還用throws方法往上拋的話,一旦出現例外,那么程式就會停止執行了,這種在main()方法上加
throws,在實際開發中基本不存在,
因為例外往上拋的目的,是為了提醒程式員在某處可能會出現例外,在可能出現時,及時處理,
4) try中某行出現例外,該行以下的代碼都不會再執行
復制執行以下代碼,“張三”和“王五”會被列印,“李四”不會,
public class ExceptionTest01 {
public static void main(String[] args){
try {
System.out.println("張三");
FileInputStream fis = new FileInputStream("F:\\b.txt");
System.out.println("李四");
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("王五");
}
}
5) catch中的類可以是父類,但是一般不寫父類,因為子類會更加精確
其實,我們在 catch( ) 的小括號的是,是可以寫成 Exception e 的(這里應用了java的多型特性,Exception
e = new FileNotFoundException("")),而且,無論是寫 catch (FileNotFoundException e),還是寫
catch (Exception e),其最終列印的例外資訊是一樣的,
你會覺得,那我就寫 Exception e 就好了,多省事,
這樣寫的可讀性很差,程式員看代碼的時候,不能精確地知道該例外是什么型別,理解起來就需要更多時間,
6) catch可以多行,可以捕捉多個例外
既然throws后可以多個例外,那try catch相應的,也需要有多個catch來處理這些例外,如下,
public static void main(String[] args) {
ExceptionTest03 test03 = new ExceptionTest03();
try {
test03.getMoney(200);
}catch (NoMoneyException e) {
e.printStackTrace();
}catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
7) 父類已經捕捉,子類就沒有必要在寫了
在上述的代碼中,NoMoneyException 和 IOException 都是繼承自 Exception 類,那么我們可以直接寫父類
Exception,代碼如下,與問題(5)同理,為了提高代碼可讀性,我們一般不這么做,
另外,如果我們捕捉了 Exception 之后,再捕捉 IOException ,就會報錯,大家自己試一下,
public static void main(String[] args) {
ExceptionTest03 test03 = new ExceptionTest03();
try {
test03.getMoney(200);
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
8) throw和throws的區別
這個問題,其實 圖(6) 已經很清楚了,throw是用在方法內,用來創建例外物件之后,將物件拋出到方法體外;throws是用在方法宣告陳述句上,是將 throw 拋過來的例外物件,拋給該方法的呼叫者,
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