Java中异常的捕获与处理

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一、Java异常简介

什么是异常？

程序运行时，发生的不被期望的事件，它阻止了程序按照程序员的预期正常执行，这就是异常。异常发生时，是任程序自生自灭，立刻退出终止。在Java中即，Java在编译或运行或者运行过程中出现的错误。

Java提供了更加优秀的解决办法：异常处理机制。

异常处理机制能让程序在异常发生时，按照代码的预先设定的异常处理逻辑，针对性地处理异常，让程序尽最大可能恢复正常并继续执行，且保持代码的清晰。
Java中的异常可以是函数中的语句执行时引发的，也可以是程序员通过throw 语句手动抛出的，只要在Java程序中产生了异常，就会用一个对应类型的异常对象来封装异常，JRE就会试图寻找异常处理程序来处理异常。

Java异常机制用到的几个关键字：try、catch、finally、throw、throws。

• try        -- 用于监听。将要被监听的代码(可能抛出异常的代码)放在try语句块之内，当try语句块内发生异常时，异常就被抛出。
• catch   -- 用于捕获异常。catch用来捕获try语句块中发生的异常。
• finally  -- finally语句块总是会被执行。它主要用于回收在try块里打开的物力资源(如数据库连接、网络连接和磁盘文件)。只有finally块，执行完成之后，才会回来执行try或者catch块中的return或者throw语句，如果finally中使用了return或者throw等终止方法的语句，则就不会跳回执行，直接停止。
• throw   -- 用于抛出异常。
• throws -- 用在方法签名中，用于声明该方法可能抛出的异常。主方法上也可以使用throws抛出。如果在主方法上使用了throws抛出，就表示在主方法里面可以不用强制性进行异常处理，如果出现了异常，就交给JVM进行默认处理，则此时会导致程序中断执行。

产生异常的原因：

• 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。

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。

二、Java异常的分类

异常的根接口Throwable,其下有2个子接口，Error和Exception。

•  Error：指的是JVM错误，这时的程序并没有执行，无法处理；
• Exception：指的是程序运行中产生的异常，用户可以使用处理格式处理。

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:

三、异常的使用及执行流程

1、异常的处理方案

try...catch、try...catch...finally、try...finally
    try{
        可能会发生的异常
    }catch(异常类型 异常名(变量)){
        针对异常进行处理的代码
    }catch(异常类型 异常名(变量)){
        针对异常进行处理的代码
    }...
    [finally{
        释放资源代码；
    }]

注意：

catch 不能独立于 try 存在。
catch里面不能没有内容
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里面越少越好。
try, catch, finally 块之间不能添加任何代码。
finally里面的代码最终一定会执行（除了JVM退出）
如果程序可能存在多个异常，需要多个catch进行捕获。
异常如果是同级关系，catch谁前谁后没有关系
如果异常之间存在上下级关系，上级需要放在后面

2、异常的执行流程

Error与Exception的区别：

Error（错误）是系统中的错误，程序员是不能改变的和处理的，是在程序编译时出现的错误，只能通过修改程序才能修正。一般是指与虚拟机相关的问题，如系统崩溃，虚拟机错误，内存空间不足，方法调用栈溢等。对于这类错误的导致的应用程序中断，仅靠程序本身无法恢复和和预防，遇到这样的错误，建议让程序终止。

Exception（异常）表示程序可以处理的异常，可以捕获且可能恢复。遇到这类异常，应该尽可能处理异常，使程序恢复运行，而不应该随意终止异常。

在catch捕获异常时，为什么不考虑使用Throwable类型，而只是使用Exception来进行接收？

Throwable表示的范围要比Exception大。实际上程序使用Throwable来进行处理，没有任何语法问题，但是却会存在逻辑问题。因为此时出现的（或者说用户能够处理的）只有Exception类型，而如果使用Throwable接收，还会表示可以处理Error的错误，而用户是处理不了Error错误的，所以在开发中用户可以处理的异常都要求以Exception类为主。

异常是一起处理好还是分开处理好？

根据实际的开发要求是否严格来决定。在实际的项目开发项目工作中，所有的异常是统一使用Exception处理还是分开处理，完全根据开发者的项目开发标准来决定。如果项目开发环境严谨，基本上要求针对每一种异常分别进行处理，并且要详细记录下异常产生的时间以及产生的位置，这样可以方便程序维护人员进行代码的维护。再次注意：处理多个异常时，捕获范围小的异常要放在捕获范围大的异常之前处理。

throw和throws的区别？

throw和throws都是在异常处理中使用的关键字，区别如下：

throw：指的是在方法中人为抛出一个异常对象（这个异常对象可能是自己实例化或者抛出已存在的）；
throws：在方法的声明上使用，表示此方法在调用时必须处理异常。

检查型异常（Checked Exception）与非检查型异常（Unchecked Exception）区别？

所有的检查性异常都继承自java.lang.Exception；所有的非检查性异常都继承自java.lang.RuntimeEx ception。
检查性异常和非检查性异常最主要的区别在于其处理异常的方式：检查性异常必须使用try catch或者throws等关键字进行处理，否则编译器会报错;非检查性异常一般是程序代码写的不够严谨而导致的问题，可以通过修改代码来规避。
常见的运行时异常：空指针异常(NullPointerException)、除零异常(ArithmeticException)、数组越界异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)等;
常见的检查性异常：输入输出异常(IOException)、文件不存在异常(FileNotFoundException)、SQL语句异常(SQLException)等。

assert关键字（了解）

在Java中，assert关键字是从JAVA SE 1.4 引入的，为了避免和老版本的Java代码中使用了assert关键字导致错误，Java在执行的时候默认是不启动断言检查的（这个时候，所有的断言语句都 将忽略！），如果要开启断言检查，则需要用开关-enableassertions或-ea来开启。

assert关键字语法很简单，有两种用法：

　1、assert <boolean表达式>
　　如果<boolean表达式>为true，则程序继续执行。
　　如果为false，则程序抛出AssertionError，并终止执行。
　2、assert <boolean表达式> : <错误信息表达式>
　　如果<boolean表达式>为true，则程序继续执行。
　　如果为false，则程序抛出java.lang.AssertionError，并输入<错误信息表达式>。
例如：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 2;
        assert a == 10:"a不等于10";
        System.out.println("a="+a);
    }
}

执行结果为：

执行结果为：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 2;
        assert a == 20:"a不等于20";
        System.out.println("a="+a);
    }
} 

四、自定义异常

在 Java 中你可以自定义异常。如果要自定义异常类，则扩展Exception类即可，因此这样的自定义异常都属于检查异常（checked exception）。如果要自定义非检查异常，则扩展自RuntimeException。

按照国际惯例，自定义的异常应该总是包含如下的构造函数：

• 一个无参构造函数
• 一个带有String参数的构造函数，并传递给父类的构造函数。
• 一个带有String参数和Throwable参数，并都传递给父类构造函数
• 一个带有Throwable 参数的构造函数，并传递给父类的构造函数。

下面是IOException类的完整源代码，可以借鉴。

package java.io;
 
public class IOException extends Exception {
    static final long serialVersionUID = 7818375828146090155L;
 
    public IOException() {
    super();
    }
 
    public IOException(String message) {
    super(message);
    }
 
    public IOException(String message, Throwable cause) {
        super(message, cause);
    }
 
    public IOException(Throwable cause) {
        super(cause);
    }
}

finally块和return

• 首先一个不容易理解的事实：在 try块中即便有return，break，continue等改变执行流的语句，finally也会执行。
• finally中的return 会覆盖 try 或者catch中的返回值。
• finally中的return或异常会抑制（消灭）前面try或者catch块中的异常。

Java中异常的捕获与处理

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