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java知識(shí)總結(jié)（十一）異常處理機(jī)制

來源：程序員人生發(fā)布時(shí)間：2017-02-18 09:25:18 閱讀次數(shù)：3115次

原文來自搬磚工，如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處

異常處理是程序設(shè)計(jì)中1個(gè)非常重要的方面，也是程序設(shè)計(jì)的1大難點(diǎn)，從C開始，你或許已知道如何用if...else...來控制異常了，或許是自發(fā)的，但是這類控制異常痛苦，同1個(gè)異常或毛病如果多個(gè)地方出現(xiàn)，那末你每一個(gè)地方都要做相同處理，感覺相當(dāng)?shù)穆闊?

　　Java語言在設(shè)計(jì)確當(dāng)初就斟酌到這些問題，提出異常處理的框架的方案，所有的異常都可以用1個(gè)類型來表示，不同類型的異常對(duì)應(yīng)不同的子類異常(這里的異常包括毛病概念)，定義異常處理的規(guī)范，在1.4版本以后增加了異常鏈機(jī)制，從而便于跟蹤異常!這是Java語言設(shè)計(jì)者的高明的地方，也是Java語言中的1個(gè)難點(diǎn)，下面是我對(duì)Java異常知識(shí)的1個(gè)總結(jié)，也算是資源回收1下。

1、Java異常的基礎(chǔ)知識(shí)

　　異常是程序中的1些毛病，但其實(shí)不是所有的毛病都是異常，并且毛病有時(shí)候是可以免的。比如說，你的代碼少了1個(gè)分號(hào)，那末運(yùn)行出來結(jié)果是提示是毛病java.lang.Error;如果你用System.out.println(11/0)，那末你是由于你用0做了除數(shù)，會(huì)拋出java.lang.ArithmeticException的異常。

　　有些異常需要做處理，有些則不需要捕獲處理，后面會(huì)詳細(xì)講到。

　　天有不測(cè)風(fēng)云，人有旦夕禍福，Java的程序代碼也如此。在編程進(jìn)程中，首先應(yīng)當(dāng)盡量去避免毛病和異常產(chǎn)生，對(duì)不可避免、不可預(yù)測(cè)的情況則在斟酌異常產(chǎn)生時(shí)如何處理。

　　Java中的異經(jīng)常使用對(duì)象來表示。Java對(duì)異常的處理是按異常分類處理的，不同異常有不同的分類，每種異常都對(duì)應(yīng)1個(gè)類型(class)，每一個(gè)異常都對(duì)應(yīng)1個(gè)異常(類的)對(duì)象。

　　異常類從哪里來?有兩個(gè)來源，1是Java語言本身定義的1些基本異常類型，2是用戶通過繼承Exception類或其子類自己定義的異常。Exception 類及其子類是 Throwable 的1種情勢(shì)，它指出了公道的利用程序想要捕獲的條件。

　　異常的對(duì)象從哪里來呢?有兩個(gè)來源，1是Java運(yùn)行時(shí)環(huán)境自動(dòng)拋出系統(tǒng)生成的異常，而不管你是不是愿意捕獲和處理，它總要被拋出!比如除數(shù)為0的異常。2是程序員自己拋出的異常，這個(gè)異?？梢允浅绦騿T自己定義的，也能夠是Java語言中定義的，用throw 關(guān)鍵字拋出異常，這類異常經(jīng)常使用來向調(diào)用者匯報(bào)異常的1些信息。

　　異常是針對(duì)方法來講的，拋出、聲明拋出、捕獲和處理異常都是在方法中進(jìn)行的。

　　Java異常處理通過5個(gè)關(guān)鍵字try、catch、throw、throws、finally進(jìn)行管理。基本進(jìn)程是用try語句塊包住要監(jiān)視的語句，如果在try語句塊內(nèi)出現(xiàn)異常，則異常會(huì)被拋出，你的代碼在catch語句塊中可以捕獲到這個(gè)異常并做處理;還有以部份系統(tǒng)生成的異常在Java運(yùn)行時(shí)自動(dòng)拋出。你也能夠通過throws關(guān)鍵字在方法上聲明該方法要拋出異常，然后在方法內(nèi)部通過throw拋出異常對(duì)象。finally語句塊會(huì)在方法履行return之前履行，1般結(jié)構(gòu)以下：

　　try{

　　程序代碼

　　}catch(異常類型1 異常的變量名1){

　　程序代碼

　　}catch(異常類型2 異常的變量名2){

　　程序代碼

　　}finally{

　　程序代碼

　　}

　　catch語句可以有多個(gè)，用來匹配多個(gè)異常，匹配上多個(gè)中1個(gè)后，履行catch語句塊時(shí)候僅僅履行匹配上的異常。catch的類型是Java語言中定義的或程序員自己定義的，表示代碼拋出異常的類型，異常的變量名表示拋出異常的對(duì)象的援用，如果catch捕獲并匹配上了該異常，那末就能夠直接用這個(gè)異常變量名，此時(shí)該異常變量名指向所匹配的異常，并且在catch代碼塊中可以直接援用。這1點(diǎn)非常非常的特殊和重要!

　　Java異常處理的目的是提高程序的硬朗性，你可以在catch和finally代碼塊中給程序1個(gè)修正機(jī)會(huì)，使得程序不因異常而終止或流程產(chǎn)生之外的改變。同時(shí)，通過獲得Java異常信息，也為程序的開發(fā)保護(hù)提供了方便，1般通過異常信息就很快就可以找到出現(xiàn)異常的問題(代碼)所在。

　　Java異常處理是Java語言的1大特點(diǎn)，也是個(gè)難點(diǎn)，掌握異常處理可讓寫的代碼更硬朗和易于保護(hù)。

2、Java異常類類圖

下面是這幾個(gè)類的層次圖：

　　java.lang.Object

　　 java.lang.Throwable

　　 java.lang.Exception

　　 java.lang.RuntimeException

　　 java.lang.Error

　　 java.lang.ThreadDeath

下面4個(gè)類的介紹來自Java api 文檔。

1、Throwable

　　Throwable 類是 Java 語言中所有毛病或異常的超類。只有當(dāng)對(duì)象是此類(或其子類之1)的實(shí)例時(shí)，才能通過 Java 虛擬機(jī)或 Java throw 語句拋出。類似地，只有此類或其子類之1才可以是 catch 子句中的參數(shù)類型。

　　兩個(gè)子類的實(shí)例，Error 和 Exception，通經(jīng)常使用于唆使產(chǎn)生了異常情況。通常，這些實(shí)例是在異常情況的上下文中新近創(chuàng)建的，因此包括了相干的信息(比如堆棧跟蹤數(shù)據(jù))。

2、Exception

　　Exception 類及其子類是 Throwable 的1種情勢(shì)，它指出了公道的利用程序想要捕獲的條件，表示程序本身可以處理的異常。

3、Error

　　Error 是 Throwable 的子類，表示僅靠程序本身沒法恢復(fù)的嚴(yán)重毛病，用于唆使公道的利用程序不應(yīng)當(dāng)試圖捕獲的嚴(yán)重問題。

　　在履行該方法期間，無需在方法中通過throws聲明可能拋出但沒有捕獲的 Error 的任何子類，由于Java編譯器不去檢查它，也就是說，當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常時(shí)，即便沒有用try...catch語句捕獲它，也沒有用throws字句聲明拋出它，還是會(huì)編譯通過。

4、RuntimeException

　　RuntimeException 是那些可能在 Java 虛擬機(jī)正常運(yùn)行期間拋出的異常的超類。Java編譯器不去檢查它，也就是說，當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常時(shí)，即便沒有用try...catch語句捕獲它，也沒有用throws字句聲明拋出它，還是會(huì)編譯通過，這類異常可以通過改進(jìn)代碼實(shí)現(xiàn)來避免。

5、ThreadDeath

　　調(diào)用 Thread 類中帶有零參數(shù)的 stop 方法時(shí)，受害線程將拋出1個(gè) ThreadDeath 實(shí)例。

　　僅當(dāng)利用程序在被異步終止后必須清除時(shí)才應(yīng)當(dāng)捕獲這個(gè)類的實(shí)例。如果 ThreadDeath 被1個(gè)方法捕獲，那末將它重新拋出非常重要，由于這樣才能讓該線程真正終止。

　　如果沒有捕獲 ThreadDeath，則頂級(jí)毛病處理程序不會(huì)輸出消息。

　　雖然 ThreadDeath 類是“正常出現(xiàn)”的，但它只能是 Error 的子類而不是 Exception 的子類，由于許多利用程序捕獲所有出現(xiàn)的 Exception，然后又將其放棄。

以上是對(duì)有關(guān)異常API的1個(gè)簡(jiǎn)單介紹，用法都很簡(jiǎn)單，關(guān)鍵在于理解異常處理的原理，具體用法參看Java API文檔。

3、Java異常處理機(jī)制

對(duì)可能出現(xiàn)異常的代碼，有兩種處理辦法：

第1、在方法中用try...catch語句捕獲并處理異常，catach語句可以有多個(gè)，用來匹配多個(gè)異常。例如：

public void p(int x){
　　try{
　　...
　　}catch(Exception e){
　　...
　　}finally{
　　...
　　}
　　}

第2、對(duì)處理不了的異?；蛞D(zhuǎn)型的異常，在方法的聲明處通過throws語句拋出異常。例如：

public void test1() throws MyException{
　　...
　　if(....){
　　throw new MyException();
　　}
　　}

　　如果每一個(gè)方法都是簡(jiǎn)單的拋出異常，那末在方法調(diào)用方法的多層嵌套調(diào)用中，Java虛擬機(jī)會(huì)從出現(xiàn)異常的方法代碼塊中往回找，直到找到處理該異常的代碼塊為止。然后將異常交給相應(yīng)的catch語句處理。如果Java虛擬機(jī)追溯到方法調(diào)用棧最底部main()方法時(shí)，如果依然沒有找到處理異常的代碼塊，將依照下面的步驟處理：

　　第1、調(diào)用異常的對(duì)象的printStackTrace()方法，打印方法調(diào)用棧的異常信息。

　　第2、如果出現(xiàn)異常的線程為主線程，則全部程序運(yùn)行終止;如果非主線程，則終止該線程，其他線程繼續(xù)運(yùn)行。

　　通過分析思考可以看出，越早處理異常消耗的資源和時(shí)間越小，產(chǎn)生影響的范圍也越小。因此，不要把自己能處理的異常也拋給調(diào)用者。

　　還有1點(diǎn)，不可忽視：finally語句在任何情況下都必須履行的代碼，這樣可以保證1些在任何情況下都必須履行代碼的可靠性。比如，在數(shù)據(jù)庫查詢異常的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)釋放JDBC連接等等。finally語句先于return語句履行，而不論其前后位置，也不論是否try塊出現(xiàn)異常。finally語句唯1不被履行的情況是方法履行了System.exit()方法。System.exit()的作用是終止當(dāng)前正在運(yùn)行的 Java 虛擬機(jī)。finally語句塊中不能通過給變量賦新值來改變r(jià)eturn的返回值，也建議不要在finally塊中使用return語句，沒成心義還容易致使毛病。

　　最后還應(yīng)當(dāng)注意1下異常處理的語法規(guī)則：

　　第1、try語句不能單獨(dú)存在，可以和catch、finally組成 try...catch...finally、try...catch、try...finally3種結(jié)構(gòu)，catch語句可以有1個(gè)或多個(gè)，finally語句最多1個(gè)，try、catch、finally這3個(gè)關(guān)鍵字均不能單獨(dú)使用。

　　第2、try、catch、finally3個(gè)代碼塊中變量的作用域分別獨(dú)立而不能相互訪問。如果要在3個(gè)塊中都可以訪問，則需要將變量定義到這些塊的外面。

　　第3、多個(gè)catch塊時(shí)候，Java虛擬機(jī)會(huì)匹配其中1個(gè)異常類或其子類，就履行這個(gè)catch塊，而不會(huì)再履行別的catch塊。

　　第4、throw語句后不允許有緊跟其他語句，由于這些沒有機(jī)會(huì)履行。

　　第5、如果1個(gè)方法調(diào)用了另外1個(gè)聲明拋出異常的方法，那末這個(gè)方法要末處理異常，要末聲明拋出。

　　那怎樣判斷1個(gè)方法可能會(huì)出現(xiàn)異常呢?1般來講，方法聲明的時(shí)候用了throws語句，方法中有throw語句，方法調(diào)用的方法聲明有throws關(guān)鍵字。

　　throw和throws關(guān)鍵字的區(qū)分

　　throw用來拋出1個(gè)異常，在方法體內(nèi)。語法格式為：throw 異常對(duì)象。

　　throws用來聲明方法可能會(huì)拋出甚么異常，在方法名后，語法格式為：throws 異常類型1，異常類型2...異常類型n。

4、如何定義和使用異常類

1、使用已有的異常類，假設(shè)為IOException、SQLException。

try{
　　程序代碼
　　}catch(IOException ioe){
　　程序代碼
　　}catch(SQLException sqle){
　　程序代碼
　　}finally{
　　程序代碼
　　}

2、自定義異常類

　　創(chuàng)建Exception或RuntimeException的子類便可得到1個(gè)自定義的異常類。例如:

public class MyException extends Exception{
　　public MyException(){}
　　public MyException(String smg){
　　super(smg);
　　}
　　}

3、使用自定義的異常

　　用throws聲明方法可能拋出自定義的異常，并用throw語句在適當(dāng)?shù)牡胤綊伋鲎远x的異常。例如：

　　在某種條件拋出異常

public void test1() throws MyException{
　　...
　　if(....){
　　throw new MyException();
　　}
　　}

　　將異常轉(zhuǎn)型(也叫轉(zhuǎn)譯)，使得異常更容易讀易于理解

　public void test2() throws MyException{
　　...
　　try{
　　...
　　}catch(SQLException e){
　　...
　　throw new MyException();
　　}
　　}

　　還有1個(gè)代碼，很成心思：

public void test2() throws MyException{
　　...
　　try {
　　...
　　} catch (MyException e) {
　　throw e;
　　}
　　}

　　這段代碼實(shí)際上捕獲了異常，然后又和盤托出，沒有1點(diǎn)意義，如果這樣還有甚么好處理的，不處理就好了，直接在方法前用throws聲明拋出不就得了。異常的捕獲就要做1些成心義的處理。

5、運(yùn)行時(shí)異常和受檢查異常

　　Exception類可以分為兩種：運(yùn)行時(shí)異常和受檢查異常。

1、運(yùn)行時(shí)異常

　　RuntimeException類及其子類都被稱為運(yùn)行時(shí)異常，這類異常的特點(diǎn)是Java編譯器不去檢查它，也就是說，當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常時(shí)，即便沒有用try...catch語句捕獲它，也沒有用throws字句聲明拋出它，還是會(huì)編譯通過。例如，當(dāng)除數(shù)為零時(shí)，就會(huì)拋出java.lang.ArithmeticException異常。

2、受檢查異常

　　除RuntimeException類及其子類外，其他的Exception類及其子類都屬于受檢查異常，這類異常的特點(diǎn)是要末用try...catch捕獲處理，要末用throws語句聲明拋出，否則編譯不會(huì)通過。

3、二者的區(qū)分

　　運(yùn)行時(shí)異常表示沒法讓程序恢復(fù)運(yùn)行的異常，致使這類異常的緣由通常是由于履行了毛病的操作。1旦出現(xiàn)毛病，建議讓程序終止。

　　受檢查異常表示程序可以處理的異常。如果拋出異常的方法本身不處理或不能處理它，那末方法的調(diào)用者就必須去處理該異常，否則調(diào)用會(huì)出錯(cuò)，連編譯也沒法通過。固然，這兩種異常都是可以通進(jìn)程序來捕獲并處理的，比如除數(shù)為零的運(yùn)行時(shí)異常：

public class HelloWorld {
　　public static void main(String[] args) {
　　System.out.println("Hello World!!!");
　　try{
　　System.out.println(1/0);
　　}catch(ArithmeticException e){
　　System.out.println("除數(shù)為0!");
　　}
　　System.out.println("除數(shù)為零后程序沒有終止啊，呵呵!!!");
　　}
　　}
　　運(yùn)行結(jié)果：
　　Hello World!!!
　　除數(shù)為0!
　　除數(shù)為零后程序沒有終止啊，呵呵!!!

4、運(yùn)行時(shí)毛病

　　Error類及其子類表示運(yùn)行時(shí)毛病，通常是由Java虛擬機(jī)拋出的，JDK中與定義了1些毛病類，比如VirtualMachineError

　　和OutOfMemoryError，程序本身沒法修復(fù)這些毛病.1般不去擴(kuò)大Error類來創(chuàng)建用戶自定義的毛病類。而RuntimeException類表示程序代碼中的毛病，是可擴(kuò)大的，用戶可以創(chuàng)建特定運(yùn)行時(shí)異常類。

　　Error(運(yùn)行時(shí)毛病)和運(yùn)行時(shí)異常的相同的地方是:Java編譯器都不去檢查它們，當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)它們，都會(huì)終止運(yùn)行。

5、最好解決方案

　　對(duì)運(yùn)行時(shí)異常，我們不要用try...catch來捕獲處理，而是在程序開發(fā)調(diào)試階段，盡可能去避免這類異常，1旦發(fā)現(xiàn)該異常，正確的做法就會(huì)改進(jìn)程序設(shè)計(jì)的代碼和實(shí)現(xiàn)方式，修改程序中的毛病，從而避免這類異常。捕獲并處理運(yùn)行時(shí)異常是好的解決辦法，由于可以通過改進(jìn)代碼實(shí)現(xiàn)來避免該種異常的產(chǎn)生。

　　對(duì)受檢查異常，沒說的，老老實(shí)實(shí)去依照異常處理的方法去處理，要末用try...catch捕獲并解決，要末用throws拋出!

　　對(duì)Error(運(yùn)行時(shí)毛病)，不需要在程序中做任何處理，出現(xiàn)問題后，應(yīng)當(dāng)在程序在外的地方找問題，然后解決.

6、異常轉(zhuǎn)型和異常鏈

　　異常轉(zhuǎn)型在上面已提到過了，實(shí)際上就是捕獲到異常后，將異常以新的類型的異常再拋出，這樣做1般為了異常的信息更直觀!比如：

public void run() throws MyException{
　　...
　　try{
　　...
　　}catch(IOException e){
　　...
　　throw new MyException();
　　}finally{
　　...
　　}
　　}

　　異常鏈，在JDK1.4以后版本中，Throwable類支持異常鏈機(jī)制。Throwable 包括了其線程創(chuàng)建時(shí)線程履行堆棧的快照。它還包括了給出有關(guān)毛病更多信息的消息字符串。最后，它還可以包括 cause(緣由)：另外一個(gè)致使此 throwable 拋出的 throwable。它也稱為異常鏈設(shè)施，由于 cause 本身也會(huì)有 cause，依此類推，就構(gòu)成了異常鏈，每一個(gè)異常都是由另外一個(gè)異常引發(fā)的。

　　通俗的說，異常鏈就是把原始的異常包裝為新的異常類，并在新的異常類中封裝了原始異常類，這樣做的目的在于找到異常的根本緣由。

　　通過Throwable的兩個(gè)構(gòu)造方法可以創(chuàng)建自定義的包括異常緣由的異常類型：

　　Throwable(String message, Throwable cause)

　　構(gòu)造1個(gè)帶指定詳細(xì)消息和 cause 的新 throwable。

　　Throwable(Throwable cause)

　　構(gòu)造1個(gè)帶指定 cause 和 (cause==null ? null :cause.toString())(它通常包括類和 cause 的詳細(xì)消息)的詳細(xì)消息的新 throwable。

　　getCause()

　　返回此 throwable 的 cause;如果 cause 不存在或未知，則返回 null。

　　initCause(Throwable cause)

　　將此 throwable 的 cause 初始化為指定值。

　　在Throwable的子類Exception中，也有類似的指定異常緣由的構(gòu)造方法：

　　Exception(String message, Throwable cause)