異常機制詳解

時間 2019-11-16

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目錄介紹

1.什麼是異常
2.異常php
- 2.1 異常的概述和分類【瞭解】
- 2.2 JVM默認是如何處理異常的【理解】
- 2.3 異常處理的兩種方式【理解】
- 2.4 try...catch的方式處理異常【掌握】
- 2.5 編譯期異常和運行期異常的區別【理解】
- 2.6 throw的概述以及和throws的區別【掌握】
- 2.7 異常的注意事項及如何使用異常處理【瞭解】
- 2.8 Throwable類中的經常使用方法
3.Error(錯誤)
4.Exception(異常)
5.處理異常機制深刻理解git
- 5.1 拋出異常
- 5.2 捕獲異常
- 5.3 異常處理方式不一樣
6.異常總結github
- 6.1 異常總結
- 6.2 try-catch-finally規則
- 6.3 try、catch、finally語句塊的執行順序
- 6.4 Throws拋出異常的規則
7.自定義異常

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0.異常思惟導圖

1.什麼是異常

1.1 什麼是異常?面試
- 異常是正常程序流程所不能處理或者沒有處理的異常狀況或異常事件，好比算術運算被0除，數組下標越界等。
- Java採用try-catch-finally語句捕獲並處理異常而且處理異常。
1.2 finally必定會執行嗎數據庫
- finally是異常處理的統一出口，經常使用來實現資源釋放，好比關閉文件，關於數據庫鏈接等。除非遇到System.exit()強制退出程序外，finally語句塊不管是否發生異常都要執行。

2.異常

2.1 異常的概述和分類編程
- A:異常的概述: 異常就是Java程序在運行過程當中出現的錯誤。
- B:異常的分類:
- C:異常的繼承體系segmentfault
  - 異常的基類: Throwable
  - 嚴重問題: Error 不予處理,由於這種問題通常是很嚴重的問題,好比: 內存溢出
  - 非嚴重問題: Exception數組
    - 編譯時異常: 非RuntimeException
    - 運行時異常: RuntimeException

2.2 JVM默認是如何處理異常的【理解】markdown
- JVM默認是如何處理異常的jvm
  - main函數收到這個問題時,有兩種處理方式:
    - a:本身將該問題處理,而後繼續運行
    - b:本身沒有針對的處理方式,只有交給調用main的jvm來處理
  - jvm有一個默認的異常處理機制,就將該異常進行處理.
  - 並將該異常的名稱,異常的信息.異常出現的位置打印在了控制檯上,同時將程序中止運行

2.3 異常處理的兩種方式
- try…catch…finally
- throws

2.4 try...catch的方式處理異常【掌握】

try...catch處理異常的基本格式

try    {
    可能出現問題的代碼 ;
}catch(異常名 變量名){
    針對問題的處理 ;
}finally{
    釋放資源;
}

注意事項:
- a：try中的代碼越少越好
- b：catch中要作處理,哪怕是一條輸出語句也能夠.(不能將異常信息隱藏)
- c：處理多個異常
  - 1:能明確的儘可能明確，不要用大的來處理。
  - 2:平級關係的異常誰前誰後無所謂，若是出現了子父關係，父必須在後面。

2.5 編譯期異常和運行期異常的區別【理解】
- 編譯期異常和運行期異常的區別
- Java中的異常被分爲兩大類：編譯時異常和運行時異常。
  - 全部的RuntimeException類及其子類的實例被稱爲運行時異常，其餘的異常就是編譯時異常
  - 編譯時異常: Java程序必須顯示處理，不然程序就會發生錯誤，沒法經過編譯
  - 運行時異常: 無需顯示處理，也能夠和編譯時異常同樣處理

2.6 throw的概述以及和throws的區別【掌握】
- throws的方式處理異常: 定義功能方法時，須要把出現的問題暴露出來讓調用者去處理。那麼就經過throws在方法上標識。
- throw的概述: 在功能方法內部出現某種狀況，程序不能繼續運行，須要進行跳轉時，就用throw把異常對象拋出。

a:throws

用在方法聲明後面，跟的是異常類名
能夠跟多個異常類名，用逗號隔開
表示拋出異常，由該方法的調用者來處理
throws表示出現異常的一種可能性，並不必定會發生這些異常

static void pop() throws NegativeArraySizeException {
    // 定義方法並拋出NegativeArraySizeException異常
    int[] arr = new int[-3]; // 建立數組
}

public static void main(String[] args) { // 主方法
    try { // try語句處理異常信息
        pop(); // 調用pop()方法
    } catch (NegativeArraySizeException e) {
        System.out.println("pop()方法拋出的異常");// 輸出異常信息
    }
}

使用throws關鍵字將異常拋給調用者後，若是調用者不想處理該異常，能夠繼續向上拋出，但最終要有可以處理該異常的調用者。
pop方法沒有處理異常NegativeArraySizeException，而是由main函數來處理。

b:throw

用在方法體內，跟的是異常對象名
只能拋出一個異常對象名
表示拋出異常，由方法體內的語句處理

public PlayService getPlayService() {
    PlayService playService = BaseAppHelper.get().getPlayService();
    if (playService == null) {
        //待解決：當長期處於後臺，如何保活？避免service被殺死……
        throw new NullPointerException("play service is null");
    }
    return playService;
}

2.7 異常的注意事項及如何使用異常處理【瞭解】
- A:異常注意事項(針對編譯期異常)
  - a:子類重寫父類方法時，子類的方法必須拋出相同的異常或父類異常的子類。(父親壞了,兒子不能比父親更壞)
  - b:若是父類拋出了多個異常,子類重寫父類時,只能拋出相同的異常或者是他的子集,子類不能拋出父類沒有的異常
  - c:若是被重寫的方法沒有異常拋出,那麼子類的方法絕對不能夠拋出異常,若是子類方法內有異常發生,那麼子類只能try,不能throws
- B:如何使用異常處理
  - 原則:若是該功能內部能夠將問題處理,用try,若是處理不了,交由調用者處理,這是用throws
  - 區別:
    - 後續程序須要繼續運行就try
    - 後續程序不須要繼續運行就throws
    - 若是JDK沒有提供對應的異常，須要自定義異常。

2.8 Throwable類中的經常使用方法

注意：catch關鍵字後面括號中的Exception類型的參數e。Exception就是try代碼塊傳遞給catch代碼塊的變量類型，e就是變量名。catch代碼塊中語句"e.getMessage();"用於輸出錯誤性質。一般異常處理經常使用3個函數來獲取異常的有關信息:
- getCause()：返回拋出異常的緣由。若是 cause 不存在或未知，則返回 null。
- getMeage()：返回異常的消息信息。
- printStackTrace()：對象的堆棧跟蹤輸出至錯誤輸出流，做爲字段 System.err 的值。
有時爲了簡單會忽略掉catch語句後的代碼，這樣try-catch語句就成了一種擺設，一旦程序在運行過程當中出現了異常，就會忽略處理異常，而錯誤發生的緣由很難查找。

3.Error(錯誤)

Error（錯誤）:是程序沒法處理的錯誤，表示運行應用程序中較嚴重問題。大多數錯誤與代碼編寫者執行的操做無關，而表示代碼運行時 JVM（Java 虛擬機）出現的問題。例如，Java虛擬機運行錯誤（Virtual MachineError），當 JVM 再也不有繼續執行操做所需的內存資源時，將出現 OutOfMemoryError。這些異常發生時，Java虛擬機（JVM）通常會選擇線程終止。

4.Exception(異常)

Exception（異常）:是程序自己能夠處理的異常。
Exception 這種異常分兩大類運行時異常和非運行時異常(編譯異常)。程序中應當儘量去處理這些異常。
- 運行時異常：都是RuntimeException類及其子類異常，如NullPointerException(空指針異常)、IndexOutOfBoundsException(下標越界異常)等，這些異常是不檢查異常，程序中能夠選擇捕獲處理，也能夠不處理。這些異常通常是由程序邏輯錯誤引發的，程序應該從邏輯角度儘量避免這類異常的發生。運行時異常的特色是Java編譯器不會檢查它，也就是說，當程序中可能出現這類異常，即便沒有用try-catch語句捕獲它，也沒有用throws子句聲明拋出它，也會編譯經過。
- 非運行時異常（編譯異常）：是RuntimeException之外的異常，類型上都屬於Exception類及其子類。從程序語法角度講是必須進行處理的異常，若是不處理，程序就不能編譯經過。如IOException、SQLException等以及用戶自定義的Exception異常，通常狀況下不自定義檢查異常。

5.處理異常機制深刻理解

5.1 拋出異常

當一個方法出現錯誤引起異常時，方法建立異常對象並交付運行時系統，異常對象中包含了異常類型和異常出現時的程序狀態等異常信息。運行時系統負責尋找處置異常的代碼並執行。

5.2 捕獲異常

在方法拋出異常以後，運行時系統將轉爲尋找合適的異常處理器（exception handler）。潛在的異常處理器是異常發生時依次存留在調用棧中的方法的集合。當異常處理器所能處理的異常類型與方法拋出的異常類型相符時，即爲合適的異常處理器。運行時系統從發生異常的方法開始，依次回查調用棧中的方法，直至找到含有合適異常處理器的方法並執行。當運行時系統遍歷調用棧而未找到合適的異常處理器，則運行時系統終止。同時，意味着Java程序的終止。

5.3 異常處理方式不一樣

Java的異常(包括Exception和Error)分爲可查的異常（checked exceptions）和不可查的異常（unchecked exceptions）。
- 可查異常（編譯器要求必須處置的異常）：正確的程序在運行中，很容易出現的、情理可容的異常情況。可查異常雖然是異常情況，但在必定程度上它的發生是能夠預計的，並且一旦發生這種異常情況，就必須採起某種方式進行處理。除了RuntimeException及其子類之外，其餘的Exception類及其子類都屬於可查異常。這種異常的特色是Java編譯器會檢查它，也就是說，當程序中可能出現這類異常，要麼用try-catch語句捕獲它，要麼用throws子句聲明拋出它，不然編譯不會經過。
- 不可查異常(編譯器不要求強制處置的異常):包括運行時異常（RuntimeException與其子類）和錯誤（Error）。
- 總結：一個方法所能捕捉的異常，必定是Java代碼在某處所拋出的異常。簡單地說，異常老是先被拋出，後被捕捉的。
處理運行時異常
- 因爲運行時異常的不可查性，爲了更合理、更容易地實現應用程序，Java規定，運行時異常將由Java運行時系統自動拋出，容許應用程序忽略運行時異常。
處理Error
- 對於方法運行中可能出現的Error，當運行方法不欲捕捉時，Java容許該方法不作任何拋出聲明。由於，大多數Error異常屬於永遠不能被容許發生的情況，也屬於合理的應用程序不應捕捉的異常。
處理可查異常
- 對於全部的可查異常，Java規定：一個方法必須捕捉，或者聲明拋出方法以外。也就是說，當一個方法選擇不捕捉可查異常時，它必須聲明將拋出異常。

6.異常總結

6.1 異常總結

try 塊：用於捕獲異常。其後可接零個或多個catch塊，若是沒有catch塊，則必須跟一個finally塊。
catch 塊：用於處理try捕獲到的異常。
finally 塊：不管是否捕獲或處理異常，finally塊裏的語句都會被執行。當在try塊或catch塊中遇到return語句時，finally語句塊將在方法返回以前被執行。在如下4種特殊狀況下，finally塊不會被執行：
1）在finally語句塊中發生了異常。
2）在前面的代碼中用了System.exit()退出程序。
3）程序所在的線程死亡。
4）關閉CPU。

6.2 try-catch-finally規則

1)  必須在 try 以後添加 catch 或 finally 塊。try 塊後可同時接 catch 和 finally 塊，但至少有一個塊。
2) 必須遵循塊順序：若代碼同時使用 catch 和 finally 塊，則必須將 catch 塊放在 try 塊以後。
3) catch 塊與相應的異常類的類型相關。
4) 一個 try 塊可能有多個 catch 塊。若如此，則執行第一個匹配塊。即Java虛擬機會把實際拋出的異常對象依次和各個catch代碼塊聲明的異常類型匹配，若是異常對象爲某個異常類型或其子類的實例，就執行這個catch代碼塊，不會再執行其餘的 catch代碼塊
5) 可嵌套 try-catch-finally 結構。
6) 在 try-catch-finally 結構中，可從新拋出異常。
7) 除了下列狀況，總將執行 finally 作爲結束：JVM 過早終止（調用 System.exit(int)）；在 finally 塊中拋出一個未處理的異常；計算機斷電、失火、或遭遇病毒攻擊。

6.3 try、catch、finally語句塊的執行順序

1)當try沒有捕獲到異常時：try語句塊中的語句逐一被執行，程序將跳過catch語句塊，執行finally語句塊和其後的語句；
2)當try捕獲到異常，catch語句塊裏沒有處理此異常的狀況：當try語句塊裏的某條語句出現異常時，而沒有處理此異常的catch語句塊時，此異常將會拋給JVM處理，finally語句塊裏的語句仍是會被執行，但finally語句塊後的語句不會被執行；
3)當try捕獲到異常，catch語句塊裏有處理此異常的狀況：在try語句塊中是按照順序來執行的，當執行到某一條語句出現異常時，程序將跳到catch語句塊，並與catch語句塊逐一匹配，找到與之對應的處理程序，其餘的catch語句塊將不會被執行，而try語句塊中，出現異常以後的語句也不會被執行，catch語句塊執行完後，執行finally語句塊裏的語句，最後執行finally語句塊後的語句；

6.4 Throws拋出異常的規則

1) 若是是不可查異常（unchecked exception），即Error、RuntimeException或它們的子類，那麼能夠不使用throws關鍵字來聲明要拋出的異常，編譯仍能順利經過，但在運行時會被系統拋出。
2）必須聲明方法可拋出的任何可查異常（checked exception）。即若是一個方法可能出現受可查異常，要麼用try-catch語句捕獲，要麼用throws子句聲明將它拋出，不然會致使編譯錯誤
3)僅當拋出了異常，該方法的調用者才必須處理或者從新拋出該異常。當方法的調用者無力處理該異常的時候，應該繼續拋出，而不是囫圇吞棗。
4）調用方法必須遵循任何可查異常的處理和聲明規則。若覆蓋一個方法，則不能聲明與覆蓋方法不一樣的異常。聲明的任何異常必須是被覆蓋方法所聲明異常的同類或子類。

7.自定義異常

使用Java內置的異常類能夠描述在編程時出現的大部分異常狀況。除此以外，用戶還能夠自定義異常。用戶自定義異常類，只需繼承Exception類便可。
在程序中使用自定義異常類，大致可分爲如下幾個步驟。
- （1）建立自定義異常類。
- （2）在方法中經過throw關鍵字拋出異常對象。
- （3）若是在當前拋出異常的方法中處理異常，可使用try-catch語句捕獲並處理；不然在方法的聲明處經過throws關鍵字指明要拋出給方法調用者的異常，繼續進行下一步操做。
- （4）在出現異常方法的調用者中捕獲並處理異常。