什么是异常

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。

比如说，你的代码少了一个分号，那么运行出来结果是提示是错误 java.lang.Error；如果你用System.out.println(11/0)，那么你是因为你用0做了除数，会抛出 java.lang.ArithmeticException 的异常。

异常发生的原因有很多，通常包含以下几大类：

• 用户输入了非法数据。
• 要打开的文件不存在。
• 网络通信时连接中断，或者JVM内存溢出。

这些异常有的是因为用户错误引起，有的是程序错误引起的，还有其它一些是因为物理错误引起的。

异常发生在程序运行期间，它影响了正常的程序执行流程。

简单分类

要理解Java异常处理是如何工作的，你需要掌握以下三种类型的异常：

• 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： 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，它们在编译也检查不到的。

异常体系结构

Java把异常当作对象来处理，并定义一个基类java.lang.Throwable作为所有异常的超类。

在 Java API中已经定义了许多异常类，这些异常类分为两大类，错误 Error和异常 Exception。

Error

Error类对象由Java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。

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。

还有发生在虚拟机试图执行应用时，如类定义错误( NoClassDefFoundError)、链接错误 ( LinkageError)。这些错误是不可査的，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。

Exception

在 Exception分支中有一个重要的子类 RuntimeException（运行时异常）。

• 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）等异常，这些异常是不检査异常，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。

异常类有两个主要的子类：IOException 类和 RuntimeException 类。

异常处理机制

• 抛出异常
• 捕获异常
• 异常处理五个关键字： try、 catch、 finally、throw、 throws

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。

语法：

try
{
   
   // 程序代码
}catch(ExceptionName e1)
{
   
   //Catch 块
}

catch 语句包含要捕获异常类型的声明。当保护代码块中发生一个异常时，try 后面的 catch 块就会被检查。

如果发生的异常包含在 catch 块中，异常会被传递到该 catch 块，这和传递一个参数到方法是一样。

例子：

import java.io.*;
public class ExcepTest{
   
 
   public static void main(String args[]){
   
      try{
   
         int a[] = new int[2];
         System.out.println("Access element three :" + a[3]);
      }catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){
   
         System.out.println("Exception thrown :" + e);
      }
      System.out.println("Out of the block");
   }
}

以上代码编译运行输出结果如下：

Exception thrown  :java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
Out of the block

多重捕获块

一个 try 代码块后面跟随多个 catch 代码块的情况就叫多重捕获。

语法：

try{
   
   // 程序代码
}catch(异常类型1 异常的变量名1){
   
  // 程序代码
}catch(异常类型2 异常的变量名2){
   
  // 程序代码
}catch(异常类型3 异常的变量名3){
   
  // 程序代码
}

上面的代码段包含了 3 个 catch块。

可以在 try 语句后面添加任意数量的 catch 块。

如果保护代码中发生异常，异常被抛给第一个 catch 块。

如果抛出异常的数据类型与 ExceptionType1 匹配，它在这里就会被捕获。

如果不匹配，它会被传递给第二个 catch 块。

如此，直到异常被捕获或者通过所有的 catch 块。

例子：

该实例展示了怎么使用多重 try/catch。

try {
   
    file = new FileInputStream(fileName);
    x = (byte) file.read();
} catch(FileNotFoundException f) {
    // Not valid!
    f.printStackTrace();
    return -1;
} catch(IOException i) {
   
    i.printStackTrace();
    return -1;
}

throws/throw 关键字：

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。

下面方法的声明抛出一个 RemoteException 异常：

import java.io.*;
public class className
{
   
  public void deposit(double amount) throws RemoteException
  {
   
    // Method implementation
    throw new RemoteException();
  }
  //Remainder of class definition
}

一个方法可以声明抛出多个异常，多个异常之间用逗号隔开。

例如：

下面的方法声明抛出 RemoteException 和 InsufficientFundsException。

import java.io.*;
public class className
{
   
   public void withdraw(double amount) throws RemoteException,
                              InsufficientFundsException
   {
   
       // Method implementation
   }
   //Remainder of class definition
}

finally关键字

finally 关键字用来创建在 try 代码块后面执行的代码块。

无论是否发生异常，finally 代码块中的代码总会被执行。

在 finally 代码块中，可以运行清理类型等收尾善后性质的语句。

finally 代码块出现在 catch 代码块最后。

语法：

try{
   
  // 程序代码
}catch(异常类型1 异常的变量名1){
   
  // 程序代码
}catch(异常类型2 异常的变量名2){
   
  // 程序代码
}finally{
   
  // 程序代码
}

例子：

public class ExcepTest{
   
  public static void main(String args[]){
   
    int a[] = new int[2];
    try{
   
       System.out.println("Access element three :" + a[3]);
    }catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){
   
       System.out.println("Exception thrown :" + e);
    }
    finally{
   
       a[0] = 6;
       System.out.println("First element value: " +a[0]);
       System.out.println("The finally statement is executed");
    }
  }
}

以上实例编译运行结果如下：

Exception thrown  :java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
First element value: 6
The finally statement is executed

注意下面事项：

• catch 不能独立于 try 存在。
• 在 try/catch 后面添加 finally 块并非强制性要求的。
• try 代码后不能既没 catch 块也没 finally 块。
• try, catch, finally 块之间不能添加任何代码。

通用异常

在Java中定义了两种类型的异常和错误。

• JVM(Java虚拟机) 异常： 由 JVM 抛出的异常或错误。例如：NullPointerException 类，ArrayIndexOutOfBoundsException 类，ClassCastException 类。
• 程序级异常： 由程序或者API程序抛出的异常。例如 IllegalArgumentException 类，IllegalStateException 类。

Java 内置异常类

Java 语言定义了一些异常类在 java.lang 标准包中。

标准运行时异常类的子类是最常见的异常类。由于 java.lang 包是默认加载到所有的 Java 程序的，所以大部分从运行时异常类继承而来的异常都可以直接使用。

Java 根据各个类库也定义了一些其他的异常，下面的表中列出了 Java 的非检查性异常。

下面的表中列出了 Java 定义在 java.lang 包中的检查性异常类。

异常方法

下面的列表是 Throwable 类的主要方法:

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情况。除此之外，用户还可以自定义异常。用户自定义异常类，只需继承 Exception类即可。

在程序中使用自定义异常类，大体可分为以下几个步骤：

1. 创建自定义异常类。
2. 在方法中通过 throw关键字抛出异常对象。
3. 如果在当前抛出异常的方法中处理异常，可以使用try- catch语句捕获并处理；否则在方法的声明处通过 throws关键字指明要抛出给方法调用者的异常，继续进行下一步操作。
4. 在出现异常方法的调用者中捕获并处理异常。

在 Java 中你可以自定义异常。编写自己的异常类时需要记住下面的几点。

• 所有异常都必须是 Throwable 的子类。
• 如果希望写一个检查性异常类，则需要继承 Exception 类。
• 如果你想写一个运行时异常类，那么需要继承 RuntimeException 类。

可以像下面这样定义自己的异常类：

class MyException extends Exception{
   
}

只继承Exception 类来创建的异常类是检查性异常类。

下面的 InsufficientFundsException 类是用户定义的异常类，它继承自 Exception。

一个异常类和其它任何类一样，包含有变量和方法。

实际应用中的经验总结

• 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 printstacktrace0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语旬块去释放占用的资源