Java异常处理
异常概述、体系
什么是异常
异常是程序在编译或执行的过程中可能出现的错误或问题，如：数索引越界异常、空指针异常、日期格式化异常等
为什么要学习异常
- 异常一旦出现，如果没有提前处理，程序就会退出JVM虚拟机而终止
- 正确处理异常，可以保障程序的安全、健壮性
- Error：错误，是一种特殊的类（java.lang.Error），与普通的Exception异常不同，Error是程序无法处理的错误，Error类及其子类是指我们程序处理不了的错误，这类异常往往代表JVM在运行过程中出现了问题，Error不应该由应用程序捕获和处理，而是由虚拟机自己处理
一些常见的Error异常，如
- IOError：IO错误
- Virtual MachineError：Java虚拟机运行错误（内存异出【OutOfMemoryError - 堆内存异出、StackOverflowError - 栈内存异出】）
- java.lang.NoClassDefFoundError：当虚拟机无法找到要加载的类时抛出的异常
- LinkageError：类加载过程出现链接错误时抛出的错误
异常体系
- Error：系统级别的问题
Exception：程序本身可以处理的问题
- Runtime Exception：运行时异常，编译阶段不会报错（空指针异常、数组越界异常）
- 除了Runtime Exception之外所有异常：编译时异常，编译器必须处理，否则程序不能通过编译（日期格式化异常）
Java中的所有异常都来自顶级父类Throwable，Throwable下有两个子类：Exception和Error
如何处理异常
在Java中有两个处理异常的方式，一个是try...catch...，一个是throws
try...catch（捕获异常）
- 将可能发生异常的代码放到try代码块中，然后使用catch来捕获对应的异常
- 如果try代码块正常运行，catch则不生效，如果发生了指定异常，catch则生效
- 捕获异常时还可以接上finally代码块，无论有没有发生异常，finally代码块都会执行
throws（异常抛出）
- 在方法上使用throws关键字可以声明该方法可能会抛出的异常
- 当我们调用一个方法时，如果这个方法用throws关键字声明了受检异常，此时我们就必须手动处理它声明的异常，否则就会编译失败
什么时候用try...catch，什么时候用throws呢？
- 当方法需要继续运行下去，就用try...catch，当方法不需要继续运行，就可以选择throws
- 建议尽量选择捕获异常
常见的运行时异常
运行时异常继承自RuntimeException的异常或其子类，编译阶段是不会出错的，它是运行时阶段可能出现的错误，运行时异常编译阶段可以处理，也可以不处理，代码编译都能通过
- 数组越界异常：ArrayIndexOutOfBoundsException
- 空指针异常：NullPointerException。直接输出没问题，但是调用空指针的变量就会报错
- 类型转换异常：ClassCastException
- 迭代器遍历没有此元素异常：NoSuchElementException
- 算数异常：ArithmeticException
- 数字转换异常：NumberFormatException
- 非法线程状态异常：llegalThreadStateException
- 并发修改异常：java.util.ConcurrentModificationException（多线程下集合操作元素）
- 参数错误：lllegalArgumentException（方法入参类型错误）
- 安全错误：SecurityException（如权限不够）
- 不支持的操作错误：UnsupportedOperationException（如重复创建同一用户）
- 数据存储异常：ArrayStoreException（操作数组时类型不一致）
- java.lang.IllegalStateException（Queue full依然add()添加元素）
- FileSizeLimitExceededException：在SpringBoot中，文件上传时默认单个文件最大大小为1M，当上传一个较大的文件(超出1M)时，运行和后端程序报错
- NoSuchBeanDefinitionException：表示在应用程序中没有找到指定的Bean的定义！在Spring容器ApplicationContext中调用getBean()获取bean对象时，bean的名称填错，就会报改错，或者就跟着没有该Bean对象！
- UnsupportedClassVersionError：比如在JDK8上面运行JDK11环境下的程序！
- java.lang.UnsupportedOperationException异常：使用Collections.unmodifiableCollection（Collection c）方法来创建一个只读集合，这样改变集合的任何操作都会抛出该异常
常见的编译时异常
不是RuntimeException或其子类的异常，编译阶段就报错，必须处理，否则代码不通过
- IOException
- ClassNotFoundException
- ParseException
- SQLException
- FileNotFoundException
- java.lang.InterruptedException
- CloneNotSupportedException
- java.util.concurrent.ExecutionException
- java.util.concurrent.TimeoutException
- java.util.concurrent.BrokenBarrierException {CyclicBarrier.await()}
- java.util.concurrent.ExecutionException
- NoSuchMethodException{反射}
- ServletException
异常的默认处理流程
- 默认会在出现异常代码那里自动创建一个异常对象
- 异常会从方法中出现的点这里抛出给调用者，调用者最终抛出给JVM虚拟机
- 虚拟机收到异常对象后，现在控制台直接输出异常信息
- 直接从当前执行的异常点干掉程序
- 后续代码没有机会执行，因为程序已死
Throwable类常用方法
- String getMessage()：返回异常发生时的简要描述
- String toString()：返回异常发生的详细信息
- void printStackTrace()：在控制台上打印Throwable对象封装的异常信息
- public synchronized Throwable getCause()：获取实际的异常原因
自定义异常
Java标准库中提供了非常多表的异常类型，用来表达各种异常情况，然而在真实开发中，这些异常并不能完全满足我们的需求，因为标准库的异常往往表达的是技术层面，而不是业务层面，像账号密码错误这种情况，用标准库的异常就不太合适，所以在开发中我们会自定义异常类型，来表达符合我们业务的异常情况
只要继承异常类，就可以定义我们自己的异常，强烈建议大家继承RuntimeException，在自定义异常时，应当照着父类学习，提供多个构造方法，因为这样就能传递错误信息和堆栈信息
定义自定义异常类
// 自定义异常类，继承自Exception（可检查异常）
public class MyCustomException extends Exception {
// 构造方法1：无参构造方法
public MyCustomException() {
super();
}
// 构造方法2：带异常信息的构造方法
public MyCustomException(String message) {
super(message);
}
// 构造方法3：带异常信息和原因的构造方法
public MyCustomException(String message, Throwable cause) {
super(message, cause);
}
// 构造方法4：带异常原因的构造方法
public MyCustomException(Throwable cause) {
super(cause);
}
}抛出自定义异常
在代码中，当遇到需要抛出自定义异常的场景时，使用throw关键字抛出异常
public class CustomExceptionDemo {
public static void main(String[] args) {
try {
// 调用可能抛出自定义异常的方法
checkCondition(false);
} catch (MyCustomException e) {
// 捕获并处理自定义异常
System.out.println("捕获到自定义异常：" + e.getMessage());
}
}
// 定义一个可能抛出自定义异常的方法
public static void checkCondition(boolean condition) throws MyCustomException {
if (!condition) {
// 抛出自定义异常
throw new MyCustomException("条件不满足，抛出自定义异常！");
}
System.out.println("条件满足，程序正常执行。");
}
}运行结果
运行上述代码时，如果checkCondition方法中的condition为false，程序会抛出自定义异常，并在catch块中捕获并处理异常，输出如下内容
捕获到自定义异常：条件不满足，抛出自定义异常
如果condition为true，程序会正常执行输出
