异常的体系
异常:是在运行时期发生的不正常情况。 在java中用类的形式对不正常情况进行了描述和封装对象。描述不正常的情况的类,就称为异常类。
- 以前正常流程代码和问题处理代码相结合,现在将正常流程代码和问题处理代码分离,提高阅读性。
- 其实异常就是java通过面向对象的思想将问题封装成了对象,用异常类对其进行描述。
- 不同的问题用不同的类进行具体的描述。比如角标越界、空指针异常等等。
- 问题很多,意味着描述的类也很多,将其共性进行向上抽取,形成了异常体系。
不正常情况分成了两大类:
Throwable:无论是error,还是异常、问题,问题发生就应该可以抛出,让调用者知道并处理。
该体系的特点就在于Throwable及其所有的子类都具有可抛性。
可抛性到底指的是什么呢?怎么体现可抛性呢?
其实是通过两个关键字来体现的:throws、throw,凡是可以被这两个关键字所操作的类和对象都具备可抛性。
-
一般不可处理的:Error
特点:是由jvm抛出的严重性问题。
这种问题发生,一般不针对性处理,直接修改程序。
-
可以处理的:Exception
该体系的特点:子类的后缀名都是用其父类名作为后缀,阅读性很强。
常见异常
异常 | 说明 |
---|---|
IndexOutOfBoundsException | 角标越界异常 |
NullPointerException | 空指针异常 |
ConcurrentModificationException | 并发修改异常 |
ClassCastException | 类型转换异常 |
UnsupportedOperationException | 不支持操作异常 |
NullPointerException | 没有元素异常 |
IllegalArgumentException | 非法参数异常 |
IllegalAccessException | 非法的访问异常 |
Throwable常用方法
方法声明 | 功能描述 |
---|---|
getMessage() | 获取异常信息,返回字符串。 |
toString() | 获取异常类名和异常信息,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void。 |
printStackTrace(PrintStreams) | 通常用该方法将异常内容保存在日志文件中,以便查阅。 |
示例:
class Demo{
public static int method(int[] arr, int index){
if(arr == null){
throw new NullPointerException("数组的引用不能为空!");
}
if(index >= arr.length ){
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("数组的角标越界:" +
index);
}
return arr[index];
}
}
class ExceptionDemo{
public static void main(String[] args){
int[] arr = new int[3];
Demo.method(arr,30);
}
}
运行结果:
自定义异常
可以自定义出现的问题称为自定义异常。
对于角标为负数的情况,可以用负数角标异常来表示,负数角标这种异常在java中并没有定义过。
那就按照java异常的创建思想,面向对象,将负数角标进行自定义描述,并封装成对象。
这种自定义的问题描述称为自定义异常。
注意事项:
如果让一个类成为异常类,必须要继承异常体系,因为只有成为异常体系的子类才有资格具备可抛性,才可以被两个关键字所操作:throws、throw。
自定义类继承Exception或者其子类,通过构造函数定义异常信息。
示例:
Class DemoException extends Exception
{
DemoException(Stringmessage)
{
super(message);
}
}
通过throw将自定义异常抛出。
自定义类继承Exception,作为基类
public class HMException extends Exception {
public HMException() {
super();
// TODO Auto-generated constructor stub
}
public HMException(String detailMessage, Throwable throwable) {
super(detailMessage, throwable);
// TODO Auto-generated constructor stub
}
public HMException(String detailMessage) {
super(detailMessage);
// TODO Auto-generated constructor stub
}
public HMException(Throwable throwable) {
super(throwable);
// TODO Auto-generated constructor stub
}
}
子类
public class HMAException extends HMException {
}
public class HMBException extends HMException {
}
public class HMCException extends HMException {
}
public class HMDException extends HMException {
}
ExceptionHandler异常处理器
public class ExceptionHandler {
/**
* 根据不同的HMException给用户具体的提示
* @param e
*/
public static void toastByHMException(Context context, HMException e) {
int errCode = 0;
// errCode 具体化
if (e instanceof HMAException) {
errCode = 1;
} else if (e instanceof HMBException) {
errCode = 2;
} else if (e instanceof HMCException) {
errCode = 3;
} else if (e instanceof HMDException) {
errCode = 4;
}
// 根据不同的errcode给用户做提示
toastByErrCode(context, errCode);
}
private static void toastByErrCode(Context context, int errCode) {
String content = "";
switch (errCode) {
case 1:
content = "程序出现了HMAException";
break;
case 2:
content = "程序出现了HMBException";
break;
case 3:
content = "程序出现了HMCException";
break;
case 4:
content = "程序出现了HMDException";
break;
default:
break;
}
Toast.makeText(context, content, 0).show();
}
}
HMApi
public class HMApi {
public void method1() throws HMException {
// 模拟,某一个时刻出现了HMAException
throw new HMAException();
}
public void method2() throws HMException {
// 模拟,某一个时刻出现了HMBException
throw new HMBException();
}
public void method3() throws HMException {
// 模拟,某一个时刻出现了HMCException
throw new HMCException();
}
public void method4() throws HMException {
// 模拟,某一个时刻出现了HMDException
throw new HMDException();
}
}
MainActivity.class,使用自定义异常
public class MainActivity extends Activity {
private HMApi mApi;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
mApi = new HMApi();
}
public void method1(View v) {
try {
mApi.method1();
} catch (HMException e) {
e.printStackTrace();
ExceptionHandler.toastByHMException(MainActivity.this, e);
}
}
public void method2(View v) {
try {
mApi.method2();
} catch (HMException e) {
e.printStackTrace();
ExceptionHandler.toastByHMException(MainActivity.this, e);
}
}
public void method3(View v) {
try {
mApi.method3();
} catch (HMException e) {
e.printStackTrace();
ExceptionHandler.toastByHMException(MainActivity.this, e);
}
}
public void method4(View v) {
try {
mApi.method4();
} catch (HMException e) {
e.printStackTrace();
ExceptionHandler.toastByHMException(MainActivity.this, e);
}
}
}
throws和throw的区别
throws用于标识函数暴露出的异常类,并且可以抛出多个,用逗号分隔。throw用于抛出异常对象
thorws用在函数上,后面跟异常类名。throw用在函数内,后面跟异常对象。
定义功能方法时,需要把出现的问题暴露出来让调用者去处理,那么就通过throws在函数上标识。
在功能方法内部出现某种情况,程序不能继续运行,需要进行跳转时,就用throw把异常对象抛出。
示例:
class FuShuIndexException extends Exception {
FuShuIndexException() {
}
FuShuIndexException(String msg) {
super(msg);
}
}
class Demo {
public static int method(int[] arr, int index) throws FuShuIndexException {
if (index < 0) {
throw new FuShuIndexException ("数组的角标是负数啦!");
}
return arr[index];
}
}
class ExceptionDemo {
public static void main(String[] args) throws FuShuIndexException {
int[] arr = new int[3];
Demo.method(arr, -30);
}
}
运行结果:
异常的分类:
编译时被检测异常
只要是Exception和其子类都是,除了特殊子类RuntimeException体系。这种问题一旦出现,希望在编译时就进行检测,让这种问题有对应的处理方式。这样的问题都可以针对性的处理。
编译时不检测异常(运行时异常)
就是Exception中的RuntimeException和其子类。这种问题的发生,无法让功能继续,运算无法运行,更多是因为调用的原因导致的或者引发了内部状态的改变导致的。
那么这种问题一般不处理,直接编译通过,在运行时,让调用者调用时的程序强制停止,让调用者对代码进行调整。
所以自定义异常时,要么继承Exception,要么继承RuntimeException。
示例:
class FuShuIndexException extends RuntimeException {
FuShuIndexException() {
}
FuShuIndexException(String msg) {
super(msg);
}
}
class Demo {
public static int method(int[] arr, int index) {
// RuntimeException没有必要用throws抛出,并不是必须要处理
if (index < 0) {
throw new FuShuIndexException("数组的角标是负数啦!");
}
return arr[index];
}
}
运行结果:
注意事项:
RuntimeException是那些可能在Java虚拟机正常运行期间抛出的异常的超类。可能在执行方法期间抛出但未被捕获的RuntimeException的任何子类都无需在throws子句中进行声明。
异常处理的捕捉形式
可以对异常进行针对性处理的方式。具体格式是:
try{
//需要被检测异常的代码。
}
catch(异常类 变量) //该变量用于接收发生的异常对象
{
//处理异常的代码。
}
finally{
//一定会执行的代码;
}
注意事项:
finally代码块只有一种情况不会被执行,就是在之前执行了System.exit(0)。
处理过程:
try 中检测到异常会将异常对象传递给catch,catch捕获到异常进行处理。
finally 里通常用来关闭资源。比如:数据库资源,IO资源等。
需要注意:try是一个独立的代码块,在其中定义的变量只在该变量块中有效。如果在try以外继续使用,需要在try外建立引用,在try中对其进行初始化。IO,Socket就会遇到。
示例:
class FuShuIndexException extends RuntimeException{
FuShuIndexException(){}
FuShuIndexException(String msg){
super(msg);
}
}
class Demo{
public static int method(int[] arr, int index) throws
NullPointerException,FuShuIndexException{
if(arr == null)
throw new NullPointerException("没有任何数组实体");
if(index < 0){
throw new FuShuIndexException("数组的角标是负数啦!");
}
return arr[index];
}
}
class ExceptionDemo{
public static void main(String[] args){
int[] arr = new int[3];
try{
int num = Demo.method(arr,-30);
System.out.println("num:" + num);
} catch(NullPointerException e){
System.out.println(e);
} catch(FuShuIndexException e){
System. out.println("message:" + e.getMessage());
System.out.println("string:" + e);
e.printStackTrace(); //jvm 默认的异常处理机制就是调用异常对象的这个方法。
System.out.println("负数角标异常!!!");
} catch(Exception e){//Exception的catch放在最下面,先处理有针对性的异常
System.out.println(e);
}
System.out.println("over" );
}
}
运行结果:
异常处理的原则
函数内容如果抛出需要检测的异常,那么函数上必须要声明。否则,必须在函数内用try/catch捕捉,否则编译失败。
如果调用到了声明异常的函数,要么try/catch,要么throws,否则编译失败。
-
什么时候catch,什么时候throws呢?
功能内容可以解决,用catch。解决不了,用throws告诉调用者,由调用者解决。
一个功能如果抛出了多个异常,那么调用时,必须有对应多个catch进行针对性处理。内部有几个需要检测的异常,就抛几个异常,抛出几个,就catch几个。
示例:
class Demo{
public int show(int index) throws ArrayIndexOutOfBoundsException{
if(index < 0)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("越界啦!");
int[] arr = new int[3];
return arr[index];
}
}
class ExceptionDemo{
public static void main(String[] args){
Demo d = new Demo();
try{
int num = d.show(-3);
System.out.println("num = " + num);
} catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){
System.out.println(e.toString());
System.exit(0);//退出jvm
} finally{//通常用于关闭(释放)资源
System.out.println("finally");//由于前面执行了System.exit(0);,故不会执行此语句。
}
System.out.println("over");
}
}
运行结果:
try catch finally 代码块组合特点:
- try catch finally
- try catch(多个):当没有资源需要释放时,可以不用定义finally。
- try finally:异常无法直接catch处理,但是资源必须关闭。
示例:
void show() throws Exception{
try{
//开启资源
throw new Exception();
}finally{
//关闭资源
}
}
异常综合案例
/*
毕老师用电脑上课。
问题领域中涉及两个对象。
毕老师,电脑。
分析其中的问题。
比如电脑蓝屏,冒烟等。
*/
class LanPingException extends Exception{
LanPingException(String msg){
super(msg);
}
}
class MaoYanException extends Exception{
MaoYanException(String msg){
super(msg);
}
}
class NoPlanException extends Exception{
NoPlanException(String msg){
super(msg);
}
}
class Computer{
private int state = 1;//0 2
public void run() throws LanPingException,MaoYanException{
if(state == 1)
throw new LanPingException("电脑蓝屏啦!");
if(state == 2)
throw new MaoYanException("电脑冒烟啦!");
System. out.println("电脑运行");
}
public void reset(){
state = 0;
System.out.println("电脑重启");
}
}
class Teacher{
private String name ;
private Computer comp ;
Teacher(String name){
this.name = name;
comp = new Computer();
}
public void prelect() throws NoPlanException{
try{
comp.run();
System. out.println(name + "讲课");
} catch(LanPingException e){
System.out.println(e.toString());
comp.reset();
prelect();
} catch(MaoYanException e){
System. out.println(e.toString());
test();
//可以对电脑进行维修
throw new NoPlanException("课时进度无法完成,原因:" + e.getMessage());
}
}
public void test(){
System.out.println("大家练习");
}
}
class ExceptionDemo{
public static void main(String[] args){
Teacher t = new Teacher("毕老师");
try{
t.prelect();
} catch(NoPlanException e){
System.out.println(e.toString() + "......." );
System.out.println("换人");
}
}
}
运行结果:
异常的注意事项
- RuntimeException以及其子类如果在函数中被throw抛出,可以不用在函数上声明。
- 子类在覆盖父类方法时,父类的方法如果抛出了异常,那么子类的方法只能抛出父类的异常或者该异常的子类。
- 如果父类抛出多个异常,那么子类只能抛出父类异常的子集。
简单说:子类覆盖父类只能抛出父类的异常或者子类的子集。如果父类的方法没有抛出异常,那么子类覆盖时绝对不能抛,就只能try。
异常常见问题
1. try{ }里有一个return x语句,那么紧跟在这个try后的finally { }里的code会不会被执行,什么时候被执行,在return前还是后?
在return中间执行,return x其实是先执行了返回值计算,并把计算结果的地址保存在一个临时的局部变量中,然后开始执行finally子句,finally执行完毕后,再从先前的临时变量中取得返回地址,返回方法的最终结果。根据这样的处理方式,当我们试图在finally子句中再行改变x的值时,已经不会对方法的返回结果造成影响。
return并不是让函数马上返回,而是return语句执行后,将把返回结果放置进函数栈中,此时函数并不是马上返回,它要执行finally语句后才真正开始返回
2. 运行时异常runtime exception与一般异常checked exception有何异同?
对于检查异常,编译器强制要求我们去try catch,否则编译不通过;运行时异常我们可以不处理。这样的异常由虚拟机接管。出现运行时异常后,系统会把异常一直往上层抛,一直遇到处理代码。如果不对运行时异常进行处理,那么出现运行时异常之后,要么是线程中止,要么是主程序终止
异常表示程序运行过程中可能出现的非正常状态,运行时异常表示虚拟机的通常操作中可能遇到的异常,是一种常见运行错误。java编译器要求方法必须声明抛出可能发生的非运行时异常,但是并不要求必须声明抛出未被捕获的运行时异常
UncaughtExceptionHandler
UncaughtException处理类,当程序发生Uncaught异常的时候,有该类来接管程序,并记录发送错误报告,我们可以实现UncaughtExceptionHandler类的uncaughtException方法,该方法的参数为发生异常的线程和异常信息,我们可以在该类中自己处理异常,例如上报服务器或者记录异常等,也可以交由系统的异常处理机制去处理。
示例代码:
/**
* UncaughtException处理类,当程序发生Uncaught异常的时候,有该类来接管程序,并记录发送错误报告
*/
public class CrashHandler implements UncaughtExceptionHandler {
// public static final String TAG = "CrashHandler";
public static final String TAG = "liuyou";
//系统默认的UncaughtException处理类
private Thread.UncaughtExceptionHandler mDefaultHandler;
//CrashHandler实例
private static CrashHandler INSTANCE = new CrashHandler();
//程序的Context对象
private Context mContext;
//用来存储设备信息和异常信息
private Map<String, String> infos = new HashMap<String, String>();
//用于格式化日期,作为日志文件名的一部分
private DateFormat formatter = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd-HH-mm-ss");
/** 保证只有一个CrashHandler实例 */
private CrashHandler() {
}
/** 获取CrashHandler实例 ,单例模式 */
public static CrashHandler getInstance() {
return INSTANCE;
}
/**
* 初始化
* @param context
*/
public void init(Context context) {
mContext = context;
//获取系统默认的UncaughtException处理器
mDefaultHandler = Thread.getDefaultUncaughtExceptionHandler();
//设置该CrashHandler为程序的默认处理器
Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(this);
}
/**
* 当UncaughtException发生时会转入该函数来处理
*/
@Override
public void uncaughtException(Thread thread, Throwable ex) {
if (!handleException(ex) && mDefaultHandler != null) {
//如果用户没有处理则让系统默认的异常处理器来处理
mDefaultHandler.uncaughtException(thread, ex);
} else {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
Log.e(TAG, "error : ", e);
}
mDefaultHandler.uncaughtException(thread, ex);
//退出程序
// android.os.Process.killProcess(android.os.Process.myPid());
// System.exit(1);
}
}
/**
* 自定义错误处理,收集错误信息 发送错误报告等操作均在此完成.
* @param ex
* @return true:如果处理了该异常信息;否则返回false.
*/
private boolean handleException(Throwable ex) {
if (ex == null) {
return false;
}
//使用Toast来显示异常信息
new Thread() {
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
// Toast.makeText(mContext, "很抱歉,程序出现异常,即将退出.", Toast.LENGTH_LONG).show();
Looper.loop();
}
}.start();
//收集设备参数信息
collectDeviceInfo(mContext);
//保存日志文件
Log.i("liuyou", "ex:"+ex.toString()+"--"+ex.getLocalizedMessage());
saveCrashInfo2File(ex);
return true;
}
/**
* 收集设备参数信息
* @param ctx
*/
public void collectDeviceInfo(Context ctx) {
try {
PackageManager pm = ctx.getPackageManager();
PackageInfo pi = pm.getPackageInfo(ctx.getPackageName(), PackageManager.GET_ACTIVITIES);
if (pi != null) {
String versionName = pi.versionName == null ? "null" : pi.versionName;
String versionCode = pi.versionCode + "";
infos.put("versionName", versionName);
infos.put("versionCode", versionCode);
}
} catch (NameNotFoundException e) {
Log.e(TAG, "an error occured when collect package info", e);
}
Field[] fields = Build.class.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
try {
field.setAccessible(true);
infos.put(field.getName(), field.get(null).toString());
// Log.d(TAG, field.getName() + " : " + field.get(null));
} catch (Exception e) {
Log.e(TAG, "an error occured when collect crash info", e);
}
}
}
/**
* 保存错误信息到文件中
* @param ex
* @return 返回文件名称,便于将文件传送到服务器
*/
private String saveCrashInfo2File(Throwable ex) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
// for (Map.Entry<String, String> entry : infos.entrySet()) {
// String key = entry.getKey();
// String value = entry.getValue();
// sb.append(key + "=" + value + "\n");
// }
Writer writer = new StringWriter();
PrintWriter printWriter = new PrintWriter(writer);
ex.printStackTrace(printWriter);
Throwable cause = ex.getCause();
while (cause != null) {
Log.i("liuyou", "cause:"+cause.toString()+"--");
cause.printStackTrace(printWriter);
cause = cause.getCause();
}
printWriter.close();
String result = writer.toString();
Log.i("liuyou", "result:"+result);
sb.append(result);
try {
long timestamp = System.currentTimeMillis();
String time = formatter.format(new Date());
String fileName = "crash-" + time + "-" + timestamp + ".log";
if (Environment.getExternalStorageState().equals(Environment.MEDIA_MOUNTED)) {
String path = "/sdcard/crash/";
File dir = new File(path);
if (!dir.exists()) {
dir.mkdirs();
}
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(path + fileName);
fos.write(sb.toString().getBytes());
fos.close();
}
return fileName;
} catch (Exception e) {
Log.e(TAG, "an error occured while writing file...", e);
}
return null;
}
}