Java中的异常

2019年7月27日 103次阅读来源: 仍是少年

Java标准异常

Throwable这个类是Java中用老表示任何可以作为异常被抛出的基类，因而Java异常都是对象，是Throwable子类的实例，描述了出现在一段编码中的错误条件。当条件生成时，错误将引发异常。

Java异常类层次结构图：

《Java中的异常》

图片来自：http://www.benchresources.net/exception-hierarchy-in-java/

在 Java 中，所有的异常都有一个共同的祖先 Throwable（可抛出）。Throwable 指定代码中可用异常传播机制通过 Java 应用程序传输的任何问题的共性。
Throwable：有两个重要的子类：Exception（异常）和 Error（错误），二者都是 Java 异常处理的重要子类，各自都包含大量子类。

Error（错误）:是程序无法处理的错误，表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关，而表示代码运行时 JVM（Java 虚拟机）出现的问题。例如，Java虚拟机运行错误（Virtual MachineError），当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时，Java虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时，如Java虚拟机运行错误（Virtual MachineError）、类定义错误（NoClassDefFoundError）等。这些错误是不可查的，因为它们在应用程序的控制和处理能力之外，而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说，即使确实发生了错误，本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java中，错误通过Error的子类描述。

Exception（异常）:是程序本身可以处理的异常。

Exception 类有一个重要的子类 RuntimeException。RuntimeException 类及其子类表示“JVM 常用操作”引发的错误。例如，若试图使用空值对象引用、除数为零或数组越界，则分别引发运行时异常（NullPointerException、ArithmeticException）和 ArrayIndexOutOfBoundException。

注意：异常和错误的区别：异常能被程序本身可以处理，错误是无法处理。

通常，Java的异常(包括Exception和Error)分为可查的异常（checked exceptions）和不可查的异常（unchecked exceptions）。
可查异常（编译器要求必须处置的异常）：正确的程序在运行中，很容易出现的、情理可容的异常状况。可查异常虽然是异常状况，但在一定程度上它的发生是可以预计的，而且一旦发生这种异常状况，就必须采取某种方式进行处理。

除了RuntimeException及其子类以外，其他的Exception类及其子类都属于可查异常。这种异常的特点是Java编译器会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常，要么用try-catch语句捕获它，要么用throws子句声明抛出它，否则编译不会通过。

不可查异常(编译器不要求强制处置的异常):包括运行时异常（RuntimeException与其子类）和错误（Error）。

Exception 这种异常分两大类运行时异常和非运行时异常(编译异常)。程序中应当尽可能去处理这些异常。

运行时异常：都是RuntimeException类及其子类异常，如NullPointerException(空指针异常)、IndexOutOfBoundsException(下标越界异常)等，这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。这些异常一般是由程序逻辑错误引起的，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。

运行时异常的特点是Java编译器不会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常，即使没有用try-catch语句捕获它，也没有用throws子句声明抛出它，也会编译通过。
非运行时异常 （编译异常）：是RuntimeException以外的异常，类型上都属于Exception类及其子类。从程序语法角度讲是必须进行处理的异常，如果不处理，程序就不能编译通过。如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常，一般情况下不自定义检查异常。

处理异常机制

在 Java 应用程序中，异常处理机制为：抛出异常，捕捉异常。

抛出异常：当一个方法出现错误引发异常时，方法创建异常对象并交付运行时系统，异常对象中包含了异常类型和异常出现时的程序状态等异常信息。运行时系统负责寻找处置异常的代码并执行。

捕获异常：在方法抛出异常之后，运行时系统将转为寻找合适的异常处理器（exception handler）。潜在的异常处理器是异常发生时依次存留在调用栈中的方法的集合。当异常处理器所能处理的异常类型与方法抛出的异常类型相符时，即为合适的异常处理器。运行时系统从发生异常的方法开始，依次回查调用栈中的方法，直至找到含有合适异常处理器的方法并执行。当运行时系统遍历调用栈而未找到合适的异常处理器，则运行时系统终止。同时，意味着Java程序的终止。

对于运行时异常、错误或可查异常，Java技术所要求的异常处理方式有所不同。

由于运行时异常的不可查性，为了更合理、更容易地实现应用程序，Java规定，运行时异常将由Java运行时系统自动抛出，允许应用程序忽略运行时异常。

对于方法运行中可能出现的Error，当运行方法不欲捕捉时，Java允许该方法不做任何抛出声明。因为，大多数Error异常属于永远不能被允许发生的状况，也属于合理的应用程序不该捕捉的异常。

对于所有的可查异常，Java规定：一个方法必须捕捉，或者声明抛出方法之外。也就是说，当一个方法选择不捕捉可查异常时，它必须声明将抛出异常。

能够捕捉异常的方法，需要提供相符类型的异常处理器。所捕捉的异常，可能是由于自身语句所引发并抛出的异常，也可能是由某个调用的方法或者Java运行时系统等抛出的异常。也就是说，一个方法所能捕捉的异常，一定是Java代码在某处所抛出的异常。简单地说，异常总是先被抛出，后被捕捉的。

任何Java代码都可以抛出异常，如：自己编写的代码、来自Java开发环境包中代码，或者Java运行时系统。无论是谁，都可以通过Java的throw语句抛出异常。

从方法中抛出的任何异常都必须使用throws子句。

捕捉异常通过try-catch语句或者try-catch-finally语句实现。

总体来说，Java规定：对于可查异常必须捕捉、或者声明抛出。允许忽略不可查的RuntimeException和Error。

关于try-catch-finally捕获异常时特殊情况说明

1. finally中使用return语句，作为一个5年的.Net开发者，第一次知道finally中还可以加return，不过，不要惊讶！

finally中的return语句将会覆盖方法本来的返回值，以下代码将永远返回false

 1 boolean testEx1(){
 2     boolean ret = true;
 3     try {
 4         throw  new Exception();  //1
 5         //return true;           //2
 6     } catch (Exception e) {
 7         System.out.println("testEx1, catch exception");
 8         return true;
 9     } finally {
10         System.out.println("testEx1, finally; return value=" + ret);
11         return false;
12     }
13 
14 }

finally中使用return将会抑制异常的冒泡传输

finally中不使用return情形：

 1 public  static  void main(String[] args){
 2     try {
 3          boolean result= testEx2();
 4          //System.out.println(result);
 5     } catch (Exception e) {
 6         System.out.println("main, catch exception");
 7     }  finally {
 8         System.out.println("main, finally");
 9     }
10 }
11 
12  static boolean testEx2() throws Exception {
13      boolean ret = true;
14      try {
15          int result = 1/0;
16          return true;
17      } catch (Exception e) {
18          System.out.println("testEx2, catch exception");
19          ret = false;
20          throw e;
21      } finally {
22          System.out.println("testEx2, finally; return value=" + ret);
23          //return ret;
24      }
25 
26  }

输出：

《Java中的异常》

finally中使用return情形

 1 static boolean testEx2() throws Exception {
 2      boolean ret = true;
 3      try {
 4          int result = 1/0;
 5          return true;
 6      } catch (Exception e) {
 7          System.out.println("testEx2, catch exception");
 8          ret = false;
 9          throw e;
10      } finally {
11          System.out.println("testEx2, finally; return value=" + ret);
12          return ret;
13      }
14 }

输出：

《Java中的异常》

可见在testEx2方法finally中使用return时，main方法将捕获不到异常，main方法认为testEx2方法正常返回了。

2.finally抛出异常

finally中抛出异常将会覆盖try-catch语句中抛出的异常

finally中不抛出异常情形：

 1 public  static  void main(String[] args){
 2     try {
 3          boolean result= testEx3();
 4          //System.out.println(result);
 5     } catch (Exception e) {
 6         System.out.println("main, catch exception"+e.getMessage());
 7     }  finally {
 8         System.out.println("main, finally");
 9     }
10 }
11 static boolean testEx3() throws Exception {
12     boolean ret = true;
13     try {
14         int result = 1/0;
15         return true;
16     } catch (Exception e) {
17         System.out.println("testEx2, catch exception");
18         ret = false;
19         throw new Exception("testEx2 catch: throw exception");
20     } finally {
21         System.out.println("testEx2, finally: return value=" + ret);
22         //throw new Exception("testEx2, finally: throw exception");
23     }
24 
25 }

上面代码输出结果：

《Java中的异常》

修改成在finally中抛出异常情形

 1 static boolean testEx3() throws Exception {
 2     boolean ret = true;
 3     try {
 4         int result = 1/0;
 5         return true;
 6     } catch (Exception e) {
 7         System.out.println("testEx2, catch exception");
 8         ret = false;
 9         throw new Exception("testEx2 catch: throw exception");
10     } finally {
11         System.out.println("testEx2, finally: return value=" + ret);
12         throw new Exception("testEx2, finally: throw exception");
13     }
14 
15 }

输出结果，与上面的情况对比可以发现，最终捕获的是finally中抛出的异常。

《Java中的异常》

异常链

经常在捕获一个异常后又抛出另一个异常，那么如果希望将原来的异常信息保存下来，如何处理，这个时候就用到了异常链，在JDK1.4以前，程序员必须自己编写代码来保存原来的异常信息，现在所有Throwable的子类在构造器中都可以接受一个cause对象作为参数，这个cause就是用来保存原始异常信息，装通过把原始异常传递给新的异常，使得我们可以根据这个异常连追中到异常最初发生的位置。

下面是一个简单示例：

 1 public  static  void main(String[] args){
 2     try {
 3          testEx5();
 4     } catch (Exception e) {
 5         e.printStackTrace();
 6     }
 7 }
 8 
 9 static void testEx4() throws  Exception{
10 
11     try {
12         int result = 1/0;
13     } catch (Exception e) {
14         throw new Exception("testEx4发生异常",e);
15     }
16 }
17 
18 static void testEx5() throws  Exception{
19 
20     try {
21         testEx4();
22     } catch (Exception e) {
23         throw new Exception("testEx5发生异常",e);
24     }
25 }

输出结果：

《Java中的异常》

Java中常见异常

在Java中提供了一些异常用来描述经常发生的错误，对于这些异常，有的需要程序员进行捕获处理或声明抛出，有的是由Java虚拟机自动进行捕获处理。Java中常见的异常类

1. RuntimeException子类

java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException：数组索引越界异常。当对数组的索引值为负数或大于等于数组大小时抛出。

java.lang.ArithmeticException：算术条件异常。譬如：整数除零等。

java.lang.NullPointerException：空指针异常。当应用试图在要求使用对象的地方使用了null时，抛出该异常。譬如：调用null对象的实例方法、访问null对象的属性、计算null对象的长度、使用throw语句抛出null等等

java.lang.ClassNotFoundException：找不到类异常。当应用试图根据字符串形式的类名构造类，而在遍历CLASSPAH之后找不到对应名称的class文件时，抛出该异常。

java.lang.NegativeArraySizeException：数组长度为负异常

java.lang.ArrayStoreException：数组中包含不兼容的值抛出的异常

java.lang.SecurityException：安全性异常

java.lang.IllegalArgumentException：非法参数异常

2.IOException

IOException：操作输入流和输出流时可能出现的异常。

EOFException：文件已结束异常

FileNotFoundException：文件未找到异常

3. 其他异常

ClassCastException：类型转换异常类

ArrayStoreException：数组中包含不兼容的值抛出的异常

SQLException：操作数据库异常类

NoSuchFieldException：字段未找到异常

NoSuchMethodException：方法未找到抛出的异常

NumberFormatException：字符串转换为数字抛出的异常

StringIndexOutOfBoundsException：字符串索引超出范围抛出的异常

IllegalAccessException：不允许访问某类异常

InstantiationException：当应用程序试图使用Class类中的newInstance()方法创建一个类的实例，而指定的类对象无法被实例化时，抛出该异常

参考：

Exception Hierarchy in Java

https://www.cnblogs.com/itcui/p/6400499.html

    原文作者：仍是少年
    原文地址: https://www.cnblogs.com/ashleyboy/p/9810314.html
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