異常

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開發中的錯誤（語法錯誤、邏輯錯誤、異常）

在開發 Java 程序的過程中，會遇到各種各樣的錯誤：

語法錯誤
會導致編譯失敗，程序無法正常運行
邏輯錯誤
比如需要執行加法操作時，不小心寫成了減法操作
運行時錯誤
在程序運行過程中產生的意外，會導致程序終止運行
在 Java 中也叫做異常

程序產生了異常，一般稱之爲：拋出了異常

如果沒有主動去處理它，會導致程序終止運行

例：如果【代碼2】拋出了異常，並且沒有主動去處理它，程序就會退出，【代碼3】將沒有機會執行。

pubilc staic void main(String[] args) {
	【代碼1】
	【代碼2】
	【代碼3】
}

思考：下面代碼的打印結果是什麼？

public static void main(String[] args) {
	System.out.println(1);
	Integer i1 = new Integer("123");
	System.out.println(2);
	Integer i2 = new Integer("abc");
	System.out.println(3);
}

由於 "abc" 無法轉換成整數，new Integer("abc") 會拋出一個異常：

異常類型：java.lang.NumberFormatException
由於沒有主動去處理這個異常，所以導致程序終止運行

思考：下面代碼的打印結果是什麼？

public static void main(String[] args) {
	System.out.println(1);
	Integer i = new Integer("1234");
	Object obj = "1/2.34";
	Double d = (Double)obj;
	System.out.println(2);	
}

由於 "12.34" 無法強轉成 Double 類型，(Double)Object 會拋出一個異常

異常類型：java.lang.ClassCastException
由於沒有主動去處理這個異常，所以導致程序終止運行

思考：下面代碼的打印結果是什麼？

public static void main(String[] args) {
	Integer[] nums = { 11, null, 22 };
	for (int num : nums) {
		System.out.println(num);
	}
}

Integer 在自動拆箱爲 int 時，會調用 Integer 對象的 inValue() 方法；
由於 nums[1] 爲 null，使用 null 調用方法會拋出一個異常

異常類型：java.lang.NullPointerException
由於沒有主動去處理這個異常，所以導致程序終止運行

上面拋出異常的代碼建議這麼寫：

Integer[] nums= { 11, null, 22 };
for (Integer num : nums) {
	System.out.println(num);
}

打印的細節：
Java 中直接打印 null 會報錯；

但是有時候確實可以把 null 打印出來：

public class Dog {
	@Override
	public String toString() {
		return "Dog - 666";
	}
}

Dog dog = new Dog();
System.out.println(dog); // Doge - 666

Dog dog2 = null;
System.out.println(dog2); // null

爲什麼 null 能被打印出來呢？可以看一下 println 的底層實現：發現調用了 String.valueOf

public void println(Object x) {
    String s = String.valueOf(x);
    synchronized (this) {
        print(s);
        newLine();
    }
}

再看看 String.valueOf：可以發現打印出 null 其實是經過處理的。

public static String valueOf(Object obj) {
     return (obj == null) ? "null" : obj.toString();
 }

異常（Exception）

Java 中有各種各樣的異常

所有的異常最終都繼承自 java.lang.Throwable

如何防止程序因爲拋出異常導致終止運行？

可以通過 try-catch 來捕捉處理異常

try-catch

思考：下面代碼的打印結果是什麼？

public static void main(String[] args) {
	System.out.println(1);
	try {
		System.out.println(2);
		Integer i = new Integer("abc");
		System.out.println(3);
	} catch (NumberFormatException e) {
		System.out.println(4);
	}
	System.out.println(5);
}

一個 catch 捕獲多種類型的異常：

try {
	
} catch(異常A | 異常B | 異常 C) {
	// 當拋出【異常A】或【異常B】或【異常C】類型的異常時，會進入這個代碼塊
}

從 Java 7 開始，單個 catch 可以捕獲多種類型的異常
如果並列的幾個異常類型之間存在父子關係，保留父類型即可
這裏的變量 e 是隱式 final 的

異常對象的常用方法（getMessage、printStackTrace）

try {
	Integer integer = new Integer("abc");
} catch (NumberFormatException e) {
	// 異常描述
	System.out.println(e.getMessage());
	// 異常名稱 + 異常
	System.out.println(e);
	// 打印堆棧信息
	e.printStackTrace();
}

finally

try 或 catch 正常執行完畢後，一定會執行 finally 中的代碼：

finally 可以和 try-catch 搭配使用，也可以只和 try 搭配使用
經常會在 finally 中編寫一些關閉、釋放資源的代碼（比如關閉文件）

finally 細節：
如果在執行 try 或 catch 時，JVM 退出或者當前線程被中斷、殺死

finally 可能不會執行

如果 try 或 catch 中使用了 return、break、continue 等提前結束語句

finally 會在 return、break、continue 之前執行

思考：下面代碼的打印結果是什麼？

for (int i = 1; i <= 3; i++) {
	try{
		System.out.println(i + "_try_1");
		if (i == 2) continue;
		System.out.println(i + "_try_2");
	} finally {
		System.out.println(i + "_finally");
	}
}

1_try_1
1_try_2
1_finally
2_try_1
2_finally
3_try_1
3_try_2
3_finally

for (int i = 1; i <= 3; i++) {
	try{
		System.out.println(i + "_try_1");
		if (i == 2) break;
		System.out.println(i + "_try_2");
	} finally {
		System.out.println(i + "_finally");
	}
}

1_try_1
1_try_2
1_finally
2_try_1
2_finally

public static void main(String[] args) {
	System.out.println(get());
}

static int get() {
	try {
		new Integer("abc");
		System.out.println(1);
		return 2;
	} catch (Exception e) {
		System.out.println(3);
		return 4;
	} finally {
		System.out.println(5);
	}
}

3
5
4

異常的種類（檢查型異常、非檢查型異常）

檢查型異常（Checked Exception）

這類異常一般難以避免，編譯器會進行檢查
如果開發者沒有處理這類異常，編譯器將會報錯
哪些異常是檢查型異常？
除 Error、RuntimeException 以外的異常

非檢查型異常（Unchecked Exception）

這類異常一般可以避免，編譯器不會進行檢查
如果開發者沒有處理這類異常，編譯器將不會報錯
哪些異常是非檢查型異常？
Error、RuntimeException

常見的檢查型異常：

常見的非檢查型異常 – Error

常見的非檢查型異常 – RuntimeException

throws（作用、流程、細節）

throws 的作用：將異常拋給上層方法

void test() throws FileNotFoundException, ClassNotFoundException {
	PrintWriter out = new PrintWriter("F:/mj/520it.txt");
	Class cls = Class.forName("Dog");
}

如果 throws 後面的異常類型存在父子關係，保留父類型即可

void test() throws Exception {
	PrintWriter out = new PrintWriter("F:/mj/520it.txt");
	Class cls = Class.forName("Dog");
}

void test() throws Throwable {
	PrintWriter out = new PrintWriter("F:/mj/520it.txt");
	Class cls = Class.forName("Dog");
}

可以一部分異常使用 try-catch 處理，另一部分異常使用 throws 處理：

void test() throws FileNotFoundException {
	PrintWriter out = new PrintWriter("F:/mj/520it.txt");
	try {
		Class cls = Class.forName("Dog");
	} catch (ClassNotFoundException e) {
		e.printStackTrace();
	}
}

thorws 的流程：

如果異常最終拋給了 JVM，那麼整個 Java 程序將終止運行。

下面這個例子中，異常從 method1 開始網上拋，到 method2，再到 method3，最後拋給 main，main 又拋給了 JVM；

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
	method1(); // 正常來說, 這裏必須處理異常了, 否則出異常後Java程序會終止運行
}
static void method1() throws ClassNotFoundException {
	method2(); // 這裏可以處理異常
}
static void method2() throws ClassNotFoundException {
	method3(); // 這裏可以處理異常
}
static void method3() throws ClassNotFoundException{
	Class clazz = Class.forName("Dog"); // 這裏可以處理異常
}

所以如果一直不處理異常，只往上拋最終會導致程序停止運行，一定要在某個地方處理異常。

throws 的細節
當父類的方法沒有 throws 異常：子類的重寫方法也不能 throws 異常
當父類的方法有 throws 異常，子類的重寫方法可以：

不 throws 異常
throws 跟父類一樣的異常
throws 父類異常的子類型

public class Person {
	public void test1() {}
	public void test2() throws IOException {}
	public void test3() throws IOException {}
	public void test4() throws IOException {}
	public void test5() throws IOException {}
}

public class Student extends Person {
	@Override
	public void test1() {}
	@Override
	public void test2() {}
	@Override
	public void test3() throws IOException {}
	@Override
	public void test4() throws FileNotFoundException {}
	// 只能拋出父類異常的子類, 或者不拋
	// public void test5() throws Exception {} // 拋出子類異常的父類異常, 會報錯
}

throw

使用 throw 可以拋出一個新建的異常

public class Person {
	public Person(String name) throws Exception { // 拋出異常
		if (name == null || name.length() == 0) {
			// 檢查型異常必須處理或者往上拋
			throw new Exception("name must not be empty.");
		}
	}
}

public class Person {
	public Person(String name)  {
		if (name == null || name.length() == 0) {
			// 非檢查型異常可以不處理
			throw new IllegalArgumentException("name must not be empty.");
		}
	}
}

自定義異常（Exception、RuntimeException）

開發中自定義的異常類型，基本都是以下 2 種做法：

繼承自 Exception
使用起來代碼會稍微複雜
希望開發者重視這個異常、認真處理這個異常（該異常無法從代碼層面去避免，必須引起重視）
繼承自 RuntimeException
使用起來代碼會更加簡潔
不嚴格要求開發者去處理這個異常（因爲規範的代碼可以避免該異常）

示例：
自定義兩種異常：EmptyNameException、WrongAgeException

public class EmptyNameException extends RuntimeException {
	public EmptyNameException() {
		super("name must not be empty");
	}
}

public class WrongAgeException extends RuntimeException {
	private int age;
	public WrongAgeException(int age) {
		super("wrong age:" + age + ", age must be > 0");
	}
}

在 Person 類中使用自定義的異常：

public class Person {
	private String name;
	private int age;
	public Person(String name, int age) {
		if (name == null || name.length() == 0) {
			throw new EmptyNameException();
		}
		if (age <= 0) {
			throw new WrongAgeException(age);
		}
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
}

使用 Person 類有機率拋出異常：

public static void main(String[] args) {
	//WrongAgeException: wrong age:-10, age must be > 0
	Person person = new Person("Jack", -10);
	// 這句代碼不會執行
	System.out.println(1);
}

使用異常的好處

將錯誤處理代碼與普通代碼區分開
能將錯誤信息傳播到調用堆棧中
能對錯誤類型進行區分和分組

try-with-resources 語句

具體見：File、字符集、字節流、字符流、緩衝流、數據流、對象流、序列化、try-with-resources語句

從Java7開始推出的try-with-resources語句（可以沒有catch、finally）

try(資源1; 資源2; ...) {

} catch (Exception e) {

} finally {

}

可以在try後面的小括號中聲明一個或多個資源（resource）

實現了 java.lang.AutoCloseable 接口的實例，都可以稱之爲是資源

不管try中的語句是正常還是意外結束

最終都會自動按順序調用每一個資源的 close 方法（close 方法的調用順序與資源的聲明順序相反）
調用完所有資源的 close 方法後，再執行 finally 中的語句

練習 - 編寫一個斷言類

/*
 * 斷言類
 */
public class Asserts {
	public static void test(boolean v) {
		if (v) return;
	 	// throw new RuntimeException();
		System.err.println(new RuntimeException().getStackTrace()[1]);
	}
}

public class Main {
	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
		// int age = 10;
		// Asserts.test(age > 0);
		// String name = "";
		// Asserts.test(name != null && name.length() != 0);
		Asserts.test(add(10, 20) == 30);
		Asserts.test(sub(20, 10) == 20);	
	}
	static int add(int num1, int num2) {
		return num1 + num2;
	}
	static int sub(int num1, int num2) {
		return num1 - num2;
	}
}

【Java 異常】try-catch、finally、異常的種類、throws、thorw、自定義異常、斷言類

異常

開發中的錯誤（語法錯誤、邏輯錯誤、異常）

異常（Exception）

try-catch

異常對象的常用方法（getMessage、printStackTrace）

finally

異常的種類（檢查型異常、非檢查型異常）

throws（作用、流程、細節）

throw

自定義異常（Exception、RuntimeException）

使用異常的好處

try-with-resources 語句

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