理解JAVA异常

异常

1. Throwable: 有两个重要的子类:Exception(异常)和Error(错误)

2. Error: 程序无法处理的错误。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。

3. Exception: 是程序本身可以处理的异常

  • RuntimeException
    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。
    
  • JAVA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)。

    1. 可查异常
      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。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。

    2. 不可查异常: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)。

    1. 运行时异常
      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。

      运行时异常特点: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。

    2. 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。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



异常处理机制

总体来说: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。
捕获异常:try、catch 和 finally

1. try-catch语句

语法:

try {  
    // 可能会发生异常的程序代码  
} catch (Type1 id1){  
    // 捕获并处置try抛出的异常类型Type1  
}  
catch (Type2 id2){  
     //捕获并处置try抛出的异常类型Type2  
}  
  • try后为监控区域。若出现异常,则创建异常对象,将对象抛出监控区域之外并寻找匹配的catch子句捕获异常。
    匹配原则:若抛出对象属于catch句子的异常类或子类,则匹配

  • 例1 “除数为0”引发的ArithmeticException异常。

 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("程序出现异常,变量b不能为0。");  
        }  
        System.out.println("程序正常结束。");  
    }  
}  
结果:
程序出现异常,变量b不能为0。
程序正常结束。
  • 在该例中,b=0引发ArithmeticException异常,运行时系统创建异常对象并抛出监控区域,转而匹配合适的异常处理器catch,并执行相应的异常处理代码。
    事实上,ArithmeticException异常属于运行时异常,由于检查运行时异常的代价远大于捕捉异常所带来的益处,所以一般不做处理

  • 例2 存在除数为0和下标越界异常

public class TestException {  
    public static void main(String[] args) {  
        int[] intArray = new int[3];  
        try {  
            for (int i = 0; i <= intArray.length; i++) {  
                intArray[i] = i;  
                System.out.println("intArray[" + i + "] = " + intArray[i]);  
                System.out.println("intArray[" + i + "]模 " + (i - 2) + "的值:  "  
                        + intArray[i] % (i - 2));  
            }  
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {  
            System.out.println("intArray数组下标越界异常。");  
        } catch (ArithmeticException e) {  
            System.out.println("除数为0异常。");  
        }  
        System.out.println("程序正常结束。");  
    }  
}  
结果:
intArray[0] = 0
intArray[0]模 -2的值:  0
intArray[1] = 1
intArray[1]模 -1的值:  0
intArray[2] = 2
除数为0异常。
程序正常结束。
  • 在该例中,可能会出现下标越界和除数为0两种异常,但除数为0先匹配,因此执行相应的catch语句

    注意:一旦某个catch捕获到匹配的异常类型,将进入异常处理代码。一经处理结束,就意味着整个try-catch语句结束。其他的catch子句不再有匹配和捕获异常类型的机会
    

2. try-catch-finally 语句

语法:

try {  
    // 可能会发生异常的程序代码  
} catch (Type1 id1) {  
    // 捕获并处理try抛出的异常类型Type1  
} catch (Type2 id2) {  
    // 捕获并处理try抛出的异常类型Type2  
} finally {  
    // 无论是否发生异常,都将执行的语句块  
} 
  • 例1 带finally子句的异常处理程序。
public class TestException {  
    public static void main(String args[]) {  
        int i = 0;  
        String greetings[] = { " Hello world !", " Hello World !! "};  
        while (i < 3) {  
            try {  
                // 特别注意循环控制变量i的设计,避免造成无限循环  
                System.out.println(greetings[i++]);  
            } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {  
                System.out.println("数组下标越界异常");  
            } finally {  
                System.out.println("--------------------------");  
            }  
        }  
    }  
} 
运行结果:
Hello world !
--------------------------
Hello World !!
--------------------------
数组下标越界异常
--------------------------
  • 特别注意try子句中语句块的设计,如果设计为如下,将会出现死循环。
try {  System.out.println (greetings[i]); i++;  } 

小结:
try 块:用于捕获异常。其后可接零个或多个catch块,如果没有catch块,则必须跟一个finally块。
catch 块:用于处理try捕获到的异常。
finally 块:无论是否捕获或处理异常,finally块里的语句都会被执行。当在try块或catch块中遇到return语句时,finally语句块将在方法返回之前被执行。在以下4种特殊情况下,finally块不会被执行:
1)在finally语句块中发生了异常。
2)在前面的代码中用了System.exit()退出程序。
3)程序所在的线程死亡。
4)关闭CPU。

3. try、catch、finally语句块的执行顺序

1)try中没有异常:try中顺序执行,跳过catch语句,执行finally语句和后面的语句
2)try捕获异常,没有catch匹配异常:该异常会抛给JVM处理,finally语句块还是会执行,但后面的语句不会执行
3)try捕获异常,有catch匹配并处理:出现异常,程序跳到相应的catch语句块,其他catch不会执行,try语句块中,出现异常之后的语句也不会被执行,catch执行完之后执行finally语句块,最后执行后面的语句

抛出异常

1. throws抛出异常
语法:

methodname throws Exception1,Exception2,...
{  
}  
  • throws语句在定义方法时声明要抛出的异常类型,多个异常可以用逗号分隔。当方法抛出异常时,该方法不对这些类型的异常以及子类进行处理,而是抛向调用该方法的方法。例如:
import java.lang.Exception;  
public class Test {  

    static void pop() throws NegativeArraySizeException {  
        // 定义方法并抛出NegativeArraySizeException异常  
        int[] arr = new int[-3]; // 创建数组  
    }  
  
    public static void main(String[] args) { // 主方法  
        try { // try语句处理异常信息  
            pop(); // 调用pop()方法  
        } catch (NegativeArraySizeException e) {  
            System.out.println("pop()方法抛出的异常");// 输出异常信息  
        }  
    }  
  
}  
  • 使用throws关键字将异常抛给调用者后,如果调用者不想处理该异常,可以继续向上抛出,但最终要有能够处理该异常的调用者。
    pop方法没有处理异常NegativeArraySizeException,而是由main函数来处理。

  • throws抛出异常规则
    1)不可查异常(Error,RuntimeException),可以不抛出,编译时会通过,运行时被系统抛出
    2)可查异常,要么抛出,要么捕获
    3)当抛出异常,该方法的调用者必须处理或者重新抛出
    4)若声明一个异常,则不能声明与覆盖方法不同的异常。声明的任何异常必须是被覆盖方法所声明异常的同类或子类。
    例如:

void method1() throws IOException{}  //合法    
   
//编译错误,必须捕获或声明抛出IOException    
void method2(){    
  method1();    
}    
   
//合法,声明抛出IOException    
void method3()throws IOException {    
  method1();    
}    
   
//合法,声明抛出Exception,IOException是Exception的子类    
void method4()throws Exception {    
  method1();    
}    
   
//合法,捕获IOException    
void method5(){    
 try{    
    method1();    
 }catch(IOException e){…}    
}    
   
//编译错误,必须捕获或声明抛出Exception    
void method6(){    
  try{    
    method1();    
  }catch(IOException e){throw new Exception();}    
}    
   
//合法,声明抛出Exception    
void method7()throws Exception{    
 try{    
  method1();    
 }catch(IOException e){throw new Exception();}    
}

2. 使用throws

  • throw用来抛出一个Throwable类型的异常。程序会在throw语句后立即终止,它后面的语句执行不到,然后在包含它的所有try块中(可能在上层调用函数中)从里向外寻找含有与其匹配的catch子句的try块。

  • 异常是异常类的实例对象,我们可以创建异常类的实例对象通过throw语句抛出。该语句的语法格式为:

    throw new exceptionname;
    

    例如抛出一个IOException类的异常对象:

     throw new IOException;
    
  • 注意的是,throw 抛出的只能够是Throwable类 或者其子类的实例对象。下面的操作是错误的:

    throw new String("exception");
    
  • 如果抛出了检查异常,则还应该在方法头部声明方法可能抛出的异常类型。该方法的调用者也必须检查处理抛出的异常。

  • 如果所有方法都层层上抛获取的异常,最终JVM会进行处理,处理也很简单,就是打印异常消息和堆栈信息。如果抛出的是Error或RuntimeException,则该方法的调用者可选择处理该异常。

package Test;  
import java.lang.Exception;  
public class TestException {  
    static int quotient(int x, int y) throws MyException { // 定义方法抛出异常  
        if (y < 0) { // 判断参数是否小于0  
            throw new MyException("除数不能是负数"); // 异常信息  
        }  
        return x/y; // 返回值  
    }  
    public static void main(String args[]) { // 主方法  
        int  a =3;  
        int  b =0;   
        try { // try语句包含可能发生异常的语句  
            int result = quotient(a, b); // 调用方法quotient()  
        } catch (MyException e) { // 处理自定义异常  
            System.out.println(e.getMessage()); // 输出异常信息  
        } catch (ArithmeticException e) { // 处理ArithmeticException异常  
            System.out.println("除数不能为0"); // 输出提示信息  
        } catch (Exception e) { // 处理其他异常  
            System.out.println("程序发生了其他的异常"); // 输出提示信息  
        }  
    }  
  
}  
class MyException extends Exception { // 创建自定义异常类  
    String message; // 定义String类型变量  
    public MyException(String ErrorMessagr) { // 父类方法  
        message = ErrorMessagr;  
    }  
  
    public String getMessage() { // 覆盖getMessage()方法  
        return message;  
    }  
} 


JAVA常见异常

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子类

  • 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
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