Java异常机制

2021 年 3 月 1 日
笔记
JAVA

Java异常机制

异常

异常是程序中的一些错误。但并不是所有的错误都是异常，并且错误有时候是可以避免的。

异常的分类：

检查性异常：最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常，这是程序员无法预见的。例如要打开一个不存在文件时，一个异常就发生了，这些异常在编译时不能被简单地忽略。
运行时异常： 运行时异常是可能被程序员避免的异常。与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时被忽略。
错误（Error）： 错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。错误在代码中通常被忽略。例如，当栈溢出时，一个错误就发生了，在编译时同样检查不到。

示例：

package com.wmwx.exception;

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        new Demo01().a();           //抛出异常：StackOverflowError
        System.out.println(11/0);   //抛出异常：ArithmeticException
        System.out.println()        //抛出异常：Error
    }

    public void a(){
        b();
    }

    public void b(){
        a();
    }
}

异常体系结构

Java把异常当做对象来处理，并定义了一个基类java.lang.Throwable作为所有异常的超类。这些异常分为两大类，即异常（Exception）和错误（Error）。其中，Exception类有两个主要的子类，即 IOException 类和 RuntimeException 类。

Error

Error类对象由虚拟机生成并抛出，大多数错误与代码编写者所执行的操作无关。

常见的错误如Java虚拟机运行错误（VirtualMachineError），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虚拟机一般会选择将线程中止。

还有发生在虚拟机试图执行应用时的错误，如类定义错误（NoClassDefFoundError）、链接错误（LinkageError）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程序能力之外，而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。

Exception

在Exception类的分支中有一个重要的子类 RuntimeException（运行时异常），其中包含以下异常：

ArrayIndexOutOfBoundsException（数组下标越界）
NullPointerException（空指针异常）
ArithmeticException（算术异常）
MissingResourceException（丢失资源）
ClassNotFoundException（找不到类）

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。

Error和Exception的区别:

Error 通常是灾难性的致命的错误，是程序无法控制和处理的，当出现这些异常时，Java虚拟机(JVM)一般会选择终止线程
Exception 通常情况下是可以被程序处理的，并且在程序中应该尽可能的去处理这些异常。

捕获异常

使用 try 和 catch 关键字可以捕获异常。try/catch 代码块放在异常可能发生的地方。

try/catch代码块中的代码称为保护代码，其基本语法如下：

try
{
   // 程序代码
}catch(ExceptionName e1)
{
   // Catch 块
}catch(ExceptionName e2)	//e2需比e1范围更大
{
   // Catch 块
}finally {
   // 终究会执行
}

示例：

package com.wmwx.exception;

public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 11;
        int b = 0;

        //快捷键 ctrl+alt+T
        try{                                //try 监控区域
            System.out.println(a/b);
        }catch (ArithmeticException e){     //catch 捕获异常（参数是异常类型）
            System.out.println("程序出现异常，变量b不能为0！");
        }finally {                          //finally 善后工作
            System.out.println("finally终究会被执行。");
        }

        try{                                //监控区域
            new Demo02().a();
        }catch (StackOverflowError e){      //捕获异常，多个类别需要从小到大
            System.out.println("StackOverflowError");   //会输出
        }catch (Exception e){
            System.out.println("Exception");            //不会输出
        }catch (Throwable t){
            System.out.println("Throwable");            //不会输出
        }finally {                          //善后工作
            System.out.println("finally终究会被执行。");
        }
    }

    public void a(){
        b();
    }

    public void b(){
        a();
    }
}

抛出异常

如果一个方法没有捕获到一个检查性异常，那么该方法必须使用 throws 关键字来声明。throws 关键字放在方法签名的尾部。

也可以使用 throw 关键字抛出一个异常，无论它是新实例化的还是刚捕获到的。

注意：两种方式的拼写不同，第一种末尾有 s，第二种没有。

示例：

package com.wmwx.exception;

public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 11;
        int b = 0;

        try {
            new Demo03().devide(a, b);
        } catch (ArithmeticException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
        }
    }

    //假设在方法中无法处理异常，可以用throws主动抛出异常
    public void devide(int a, int b) throws ArithmeticException{
        if (b==0){
            throw new ArithmeticException();    //使用throw主动抛出异常，一般用在方法中
        }
        System.out.println(a / b);
    }
}

自定义异常

使用Java内置的异常类可以描述在编程时出现的大部分异常精况。除此之外，用户还可以自定义异常，只需继承Exception类即可。

示例：

MyException类（自定义异常类）：

package com.wmwx.exception;

//自定义的异常类
public class MyException extends Exception{
    //假设：当传递过来的数字大于10时抛出异常
    private int detail;
    //构造方法
    public MyException(int a) {
        this.detail = a;
    }
    //toString 打印异常信息
    @Override
    public String toString() {
        return "MyException{detail=" + detail + "}";
    }
}

Demo04类（测试类）：

package com.wmwx.exception;

//自定义异常的测试类
public class Demo04 {
    //可能会存在异常的方法
    public void test(int a) throws MyException {
        System.out.println("传递的参数为："+a);
        if (a>10){
            throw new MyException(a);   //抛出异常
        }
        System.out.println("没有异常！");
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            new Demo04().test(5);       //没有异常
            new Demo04().test(15);      //有异常
        } catch (MyException e) {
            System.out.println("MyException => " + e);
        }
    }
}

经验总结

处理运行时异常时，采用逻辑去合理规避，同时辅助 try-catch 处理。
在多重catch块后面，可以加一个 catch (Exception) 来处理可能会被遗漏的异常。对于不确定的代码，也可以加上try-catch，处理潜在的异常。
尽量去处理异常，切忌只是简单地调用 printStackTrace() 去打印输出。具体如何处理异常，要根据不同的业务需求和异常类型去决定。
尽量添加 finally 语句块去释放占用的资源。

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