abstrak: 異常指不期而至的各種狀況,如:文件找不到、網(wǎng)絡(luò)連接失敗、非法參數(shù)等。異常是一個事件,它發(fā)生在程序運(yùn)行期間,干擾了正常的指令流程。Java通 過API中Throwable類的眾多子類描述各種不同的異常。因而,Java異常都是對象,是Throwable子類的實(shí)例,描述了出現(xiàn)在一段編碼中的 錯誤條件。當(dāng)條件生成時,錯誤將引發(fā)異常。Java異常類層次結(jié)構(gòu)圖:  
異常指不期而至的各種狀況,如:文件找不到、網(wǎng)絡(luò)連接失敗、非法參數(shù)等。異常是一個事件,它發(fā)生在程序運(yùn)行期間,干擾了正常的指令流程。Java通 過API中Throwable類的眾多子類描述各種不同的異常。因而,Java異常都是對象,是Throwable子類的實(shí)例,描述了出現(xiàn)在一段編碼中的 錯誤條件。當(dāng)條件生成時,錯誤將引發(fā)異常。
Java異常類層次結(jié)構(gòu)圖:
在 Java 中,所有的異常都有一個共同的祖先 Throwable(可拋出)。Throwable 指定代碼中可用異常傳播機(jī)制通過 Java 應(yīng)用程序傳輸?shù)娜魏螁栴}的共性。
Throwable: 有兩個重要的子類:Exception(異常)和 Error(錯誤),二者都是 Java 異常處理的重要子類,各自都包含大量子類。
Error(錯誤):是程序無法處理的錯誤,表示運(yùn)行應(yīng)用程序中較嚴(yán)重問題。
大多數(shù)錯誤與代碼編寫者執(zhí)行的操作無關(guān),而表示代碼運(yùn)行時 JVM(Java 虛擬機(jī))出現(xiàn)的問題。例如,Java虛擬機(jī)運(yùn)行錯誤(Virtual MachineError),當(dāng) JVM 不再有繼續(xù)執(zhí)行操作所需的內(nèi)存資源時,將出現(xiàn) OutOfMemoryError。這些異常發(fā)生時,Java虛擬機(jī)(JVM)一般會選擇線程終止。這些錯誤表示故障發(fā)生于虛擬機(jī)自身、或者發(fā)生在虛擬機(jī)試圖執(zhí)行應(yīng)用時,如Java虛擬機(jī)運(yùn)行錯誤(Virtual MachineError)、類定義錯誤(NoClassDefFoundError)等。這些錯誤是不可查的,因?yàn)樗鼈冊趹?yīng)用程序的控制和處理能力之 外,而且絕大多數(shù)是程序運(yùn)行時不允許出現(xiàn)的狀況。對于設(shè)計(jì)合理的應(yīng)用程序來說,即使確實(shí)發(fā)生了錯誤,本質(zhì)上也不應(yīng)該試圖去處理它所引起的異常狀況。在 Java中,錯誤通過Error的子類描述。
Exception(異常):是程序本身可以處理的異常。
Exception 類有一個重要的子類 RuntimeException。RuntimeException 類及其子類表示“JVM 常用操作”引發(fā)的錯誤。例如,若試圖使用空值對象引用、除數(shù)為零或數(shù)組越界,則分別引發(fā)運(yùn)行時異常(NullPointerException、ArithmeticException)和 ArrayIndexOutOfBoundException。
注意:異常和錯誤的區(qū)別:異常能被程序本身可以處理,錯誤是無法處理。
通常,Java的異常(包括Exception和Error)分為可查的異常(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(yùn)行中,很容易出現(xiàn)的、情理可容的異常狀況。可查異常雖然是異常狀況,但在一定程度上它的發(fā)生是可以預(yù)計(jì)的,而且一旦發(fā)生這種異常狀況,就必須采取某種方式進(jìn)行處理。
除了RuntimeException及其子類以外,其他的Exception類及其子類都屬于可查異常。這種異常的特點(diǎn)是Java編譯器會檢查它,也就是說,當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常,要么用try-catch語句捕獲它,要么用throws子句聲明拋出它,否則編譯不會通過。
不可查異常(編譯器不要求強(qiáng)制處置的異常):包括運(yùn)行時異常(RuntimeException與其子類)和錯誤(Error)。
Exception 這種異常分兩大類運(yùn)行時異常和非運(yùn)行時異常(編譯異常)。程序中應(yīng)當(dāng)盡可能去處理這些異常。
運(yùn)行時異常:都是RuntimeException類及其子類異常,如NullPointerException(空指針異常)、IndexOutOfBoundsException(下標(biāo)越界異常)等,這些異常是不檢查異常,程序中可以選擇捕獲處理,也可以不處理。這些異常一般是由程序邏輯錯誤引起的,程序應(yīng)該從邏輯角度盡可能避免這類異常的發(fā)生。
運(yùn)行時異常的特點(diǎn)是Java編譯器不會檢查它,也就是說,當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常,即使沒有用try-catch語句捕獲它,也沒有用throws子句聲明拋出它,也會編譯通過。
非運(yùn)行時異常 (編譯異常):是RuntimeException以外的異常,類型上都屬于Exception類及其子類。從程序語法角度講是必須進(jìn)行處理的異常,如果不處理,程序就不能編譯通過。如IOException、SQLException等以及用戶自定義的Exception異常,一般情況下不自定義檢查異常。
處理異常機(jī)制
在 Java 應(yīng)用程序中,異常處理機(jī)制為:拋出異常,捕捉異常。
拋出異常:當(dāng)一個方法出現(xiàn)錯誤引發(fā)異常時,方法創(chuàng)建異常對象并交付運(yùn)行時系統(tǒng),異常對象中包含了異常類型和異常出現(xiàn)時的程序狀態(tài)等異常信息。運(yùn)行時系統(tǒng)負(fù)責(zé)尋找處置異常的代碼并執(zhí)行。
捕獲異常:在方法拋出異常之后,運(yùn)行時系統(tǒng)將轉(zhuǎn)為尋找合適的異常處理器(exception handler)。潛在的異常處理器是異常發(fā)生時依次存留在調(diào)用棧中的方法的集合。當(dāng)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,即為合適 的異常處理器。運(yùn)行時系統(tǒng)從發(fā)生異常的方法開始,依次回查調(diào)用棧中的方法,直至找到含有合適異常處理器的方法并執(zhí)行。當(dāng)運(yùn)行時系統(tǒng)遍歷調(diào)用棧而未找到合適 的異常處理器,則運(yùn)行時系統(tǒng)終止。同時,意味著Java程序的終止。
對于運(yùn)行時異常、錯誤或可查異常,Java技術(shù)所要求的異常處理方式有所不同。
由于運(yùn)行時異常的不可查性,為了更合理、更容易地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序,Java規(guī)定,運(yùn)行時異常將由Java運(yùn)行時系統(tǒng)自動拋出,允許應(yīng)用程序忽略運(yùn)行時異常。
對于方法運(yùn)行中可能出現(xiàn)的Error,當(dāng)運(yùn)行方法不欲捕捉時,Java允許該方法不做任何拋出聲明。因?yàn)椋蠖鄶?shù)Error異常屬于永遠(yuǎn)不能被允許發(fā)生的狀況,也屬于合理的應(yīng)用程序不該捕捉的異常。
對于所有的可查異常,Java規(guī)定:一個方法必須捕捉,或者聲明拋出方法之外。也就是說,當(dāng)一個方法選擇不捕捉可查異常時,它必須聲明將拋出異常。
能夠捕捉異常的方法,需要提供相符類型的異常處理器。所捕捉的異常,可能是由于自身語句所引發(fā)并拋出的異常,也可能是由某個調(diào)用的方法或者Java運(yùn)行時 系統(tǒng)等拋出的異常。也就是說,一個方法所能捕捉的異常,一定是Java代碼在某處所拋出的異常。簡單地說,異??偸窍缺粧伋?,后被捕捉的。
任何Java代碼都可以拋出異常,如:自己編寫的代碼、來自Java開發(fā)環(huán)境包中代碼,或者Java運(yùn)行時系統(tǒng)。無論是誰,都可以通過Java的throw語句拋出異常。
從方法中拋出的任何異常都必須使用throws子句。
捕捉異常通過try-catch語句或者try-catch-finally語句實(shí)現(xiàn)。
總體來說,Java規(guī)定:對于可查異常必須捕捉、或者聲明拋出。允許忽略不可查的RuntimeException和Error。
業(yè)務(wù)場景demo
<br> public static void main(String[] args) { int a = 6; int b = 0; try { System.out.println("a/b的值是:" + a / b); } catch (ArithmeticException e) { System.out.println("程序出現(xiàn)異常,變量b不能為0。"); } System.out.println("程序正常結(jié)束。"); } }
運(yùn)行結(jié)果:程序出現(xiàn)異常,變量b不能為0。
程序正常結(jié)束
在運(yùn)行中出現(xiàn)“除數(shù)為0”錯誤,引發(fā)ArithmeticException異常。運(yùn)行時系統(tǒng)創(chuàng)建異常對象并拋出監(jiān)控區(qū)域,轉(zhuǎn)而匹配合適的異常處理器catch,并執(zhí)行相應(yīng)的異常處理代碼。分析:
由于檢查運(yùn)行時異常的代價遠(yuǎn)大于捕捉異常所帶來的益處,運(yùn)行時異常不可查。Java編譯器允許忽略運(yùn)行時異常,一個方法可以既不捕捉,也不聲明拋出運(yùn)行時異常。
try { intArray[i] = i; } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) { System.out.println("intArray數(shù)組下標(biāo)越界異常。"); } catch (ArithmeticException e) { System.out.println("除數(shù)為0異常。"); }
需要注意的是,一旦某個catch捕獲到匹配的異常類型,將進(jìn)入異常處理代碼。一經(jīng)處理結(jié)束,就意味著整個try-catch語句結(jié)束。其他的catch子句不再有匹配和捕獲異常類型的機(jī)會。
Java通過異常類描述異常類型,異常類的層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。對于有多個catch子句的異常程序而言,應(yīng)該盡量將捕獲底層異常類的catch子 句放在前面,同時盡量將捕獲相對高層的異常類的catch子句放在后面。否則,捕獲底層異常類的catch子句將可能會被屏蔽。
RuntimeException異常類包括運(yùn)行時各種常見的異常,ArithmeticException類和ArrayIndexOutOfBoundsException類都是它的子類。因此,RuntimeException異常類的catch子句應(yīng)該放在 最后面,否則可能會屏蔽其后的特定異常處理或引起編譯錯誤。
try { // 可能會發(fā)生異常的程序代碼 } catch (Type1 id1) { // 捕獲并處理try拋出的異常類型Type1 } catch (Type2 id2) { // 捕獲并處理try拋出的異常類型Type2 } finally { // 無論是否發(fā)生異常,都將執(zhí)行的語句塊 }
總結(jié):
try 塊:用于捕獲異常。其后可接零個或多個catch塊,如果沒有catch塊,則必須跟一個finally塊。
catch 塊:用于處理try捕獲到的異常。
finally 塊:無論是否捕獲或處理異常,finally塊里的語句都會被執(zhí)行。當(dāng)在try塊或catch塊中遇到return語句時,finally語句塊將在方法返回之前被執(zhí)行。在以下4種特殊情況下,finally塊不會被執(zhí)行:
1)在finally語句塊中發(fā)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(guān)閉CPU。
以下需要注意:
a.)當(dāng)try沒有捕獲到異常時:try語句塊中的語句逐一被執(zhí)行,程序?qū)⑻^catch語句塊,執(zhí)行finally語句塊和其后的語句;
b.)當(dāng)try捕獲到異常,catch語句塊里沒有處理此異常的情況:當(dāng)try語句塊里的某條語句出現(xiàn)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語句塊里的語句還是會被執(zhí)行,但finally語句塊后的語句不會被執(zhí)行;
c.)當(dāng)try捕獲到異常,catch語句塊里有處理此異常的情況:在try語句塊中是按照順序來執(zhí)行的,當(dāng)執(zhí)行到某一條語句出現(xiàn)異常時,程序?qū)⑻絚atch語句塊,并與catch語句塊逐一匹配,找到與之對應(yīng)的處理程序,其他的catch語句塊將不會被執(zhí)行,而try語句塊中,出現(xiàn)異常之后的語句也不會被執(zhí)行,catch語句塊執(zhí)行完后,執(zhí)行finally語句塊里的語句,最后執(zhí)行finally語句塊后的語句;
圖示try、catch、finally語句塊的執(zhí)行:
總結(jié)
任何Java代碼都可以拋出異常,如:自己編寫的代碼、來自Java開發(fā)環(huán)境包中代碼,或者Java運(yùn)行時系統(tǒng)。無論是誰,都可以通過Java的throw語句拋出異常。從方法中拋出的任何異常都必須使用throws子句。
如果一個方法可能會出現(xiàn)異常,但沒有能力處理這種異常,可以在方法聲明處用throws子句來聲明拋出異常。例如汽車在運(yùn)行時可能會出現(xiàn)故障,汽車本身沒辦法處理這個故障,那就讓開車的人來處理。
throws語句用在方法定義時聲明該方法要拋出的異常類型,如果拋出的是Exception異常類型,則該方法被聲明為拋出所有的異常。多個異??墒褂枚禾柗指睢hrows語句的語法格式為:
methodname throws Exception1,Exception2,..,ExceptionN {}
使用throws關(guān)鍵字將異常拋給調(diào)用者后,如果調(diào)用者不想處理該異常,可以繼續(xù)向上拋出,但最終要有能夠處理該異常的調(diào)用者。
Throws拋出異常的規(guī)則:
1) 如果是不可查異常(unchecked exception),即Error、RuntimeException或它們的子類,那么可以不使用throws關(guān)鍵字來聲明要拋出的異常,編譯仍能順利通過,但在運(yùn)行時會被系統(tǒng)拋出。
2) 必須聲明方法可拋出的任何可查異常(checked exception)。即如果一個方法可能出現(xiàn)受可查異常,要么用try-catch語句捕獲,要么用throws子句聲明將它拋出,否則會導(dǎo)致編譯錯誤。
3) 僅當(dāng)拋出了異常,該方法的調(diào)用者才必須處理或者重新拋出該異常。當(dāng)方法的調(diào)用者無力處理該異常的時候,應(yīng)該繼續(xù)拋出,而不是囫圇吞棗。
4) 調(diào)用方法必須遵循任何可查異常的處理和聲明規(guī)則。若覆蓋一個方法,則不能聲明與覆蓋方法不同的異常。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。