Java异常机制

 1. 异常机制 

异常机制是指当程序出现错误后，程序如何处理。具体来说，异常机制提供了程序退出的安全通道。当出现错误后，程序执行的流程发生改变，程序的控制权转移到异常处理器。

传统的处理异常的办法是，函数返回一个特殊的结果来表示出现异常（通常这个特殊结果是大家约定俗称的），调用该函数的程序负责检查并分析函数返回的结果。这样做有如下的弊端：例如函数返回-1代表出现异常，但是如果函数确实要返回-1这个正确的值时就会出现混淆；可读性降低，将程序代码与处理异常的代码混爹在一起；由调用函数的程序来分析错误，这就要求客户程序员对库函数有很深的了解。

异常处理的流程：

① 遇到错误，方法立即结束，并不返回一个值；同时，抛出一个异常对象 。

② 调用该方法的程序也不会继续执行下去，而是搜索一个可以处理该异常的异常处理器，并执行其中的代码 。

2 异常的分类 
异常的分类：
① 异常的继承结构：基类为Throwable，Error和Exception继承Throwable，RuntimeException和IOException等继承Exception，具体的RuntimeException继承RuntimeException。 
② Error和RuntimeException及其子类成为未检查异常（unchecked），其它异常成为已检查异常（checked）。

每个类型的异常的特点 
Error体系 ：
Error类体系描述了Java运行系统中的内部错误以及资源耗尽的情形。应用程序不应该抛出这种类型的对象（一般是由虚拟机抛出）。如果出现这种错误，除了尽力使程序安全退出外，在其他方面是无能为力的。所以，在进行程序设计时，应该更关注Exception体系。

Exception体系包括RuntimeException体系和其他非RuntimeException的体系：
① RuntimeException：RuntimeException体系包括错误的类型转换、数组越界访问和试图访问空指针等等。处理RuntimeException的原则是：如果出现RuntimeException，那么一定是程序员的错误。例如，可以通过检查数组下标和数组边界来避免数组越界访问异常。 
②其他非RuntimeException（IOException等等）：这类异常一般是外部错误，例如试图从文件尾后读取数据等，这并不是程序本身的错误，而是在应用环境中出现的外部错误。

 

与C++异常分类的不同 ：
① Java中RuntimeException这个类名起的并不恰当，因为任何异常都是运行时出现的。（在编译时出现的错误并不是异常，换句话说，异常就是为了解决程序运行时出现的的错误）。 
② C++中logic_error与Java中的RuntimeException是等价的，而runtime_error与Java中非RuntimeException类型的异常是等价的。

 

3 异常的使用方法 
声明方法抛出异常 
① 语法：throws（略） 
② 为什么要声明方法抛出异常？ 
方法是否抛出异常与方法返回值的类型一样重要。假设方法抛出异常确没有声明该方法将抛出异常，那么客户程序员可以调用这个方法而且不用编写处理异常的代码。那么，一旦出现异常，那么这个异常就没有合适的异常控制器来解决。 
③ 为什么抛出的异常一定是已检查异常？ 
RuntimeException与Error可以在任何代码中产生，它们不需要由程序员显示的抛出，一旦出现错误，那么相应的异常会被自动抛出。而已检查异常是由程序员抛出的，这分为两种情况：客户程序员调用会抛出异常的库函数（库函数的异常由库程序员抛出）；客户程序员自己使用throw语句抛出异常。遇到Error，程序员一般是无能为力的；遇到RuntimeException，那么一定是程序存在逻辑错误，要对程序进行修改（相当于调试的一种方法）；只有已检查异常才是程序员所关心的，程序应该且仅应该抛出或处理已检查异常。 
注意：覆盖父类某方法的子类方法不能抛出比父类方法更多的异常，所以，有时设计父类的方法时会声明抛出异常，但实际的实现方法的代码却并不抛出异常，这样做的目的就是为了方便子类方法覆盖父类方法时可以抛出异常。

如何抛出异常 
① 语法：throw（略） 
② 抛出什么异常？对于一个异常对象，真正有用的信息时异常的对象类型，而异常对象本身毫无意义。比如一个异常对象的类型是ClassCastException，那么这个类名就是唯一有用的信息。所以，在选择抛出什么异常时，最关键的就是选择异常的类名能够明确说明异常情况的类。 
③ 异常对象通常有两种构造函数：一种是无参数的构造函数；另一种是带一个字符串的构造函数，这个字符串将作为这个异常对象除了类型名以外的额外说明。 
④ 创建自己的异常：当Java内置的异常都不能明确的说明异常情况的时候，需要创建自己的异常。需要注意的是，唯一有用的就是类型名这个信息，所以不要在异常类的设计上花费精力。

捕获异常 
如果一个异常没有被处理，那么，对于一个非图形界面的程序而言，该程序会被中止并输出异常信息；对于一个图形界面程序，也会输出异常的信息，但是程序并不中止，而是返回用错误页面。

语法：try、catch和finally（略），控制器模块必须紧接在try块后面。若掷出一个异常，异常控制机制会搜寻参数与异常类型相符的第一个控制器随后它会进入那个catch 从句，并认为异常已得到控制。一旦catch 从句结束对控制器的搜索也会停止。 
捕获多个异常（注意语法与捕获的顺序）（略） 
finally的用法与异常处理流程（略） 
异常处理做什么？对于Java来说，由于有了垃圾收集，所以异常处理并不需要回收内存。但是依然有一些资源需要程序员来收集，比如文件、网络连接和图片等资源。 
应该声明方法抛出异常还是在方法中捕获异常？原则：捕捉并处理哪些知道如何处理的异常，而传递哪些不知道如何处理的异常。
再次抛出异常 
①为什么要再次抛出异常？在本级中，只能处理一部分内容，有些处理需要在更高一级的环境中完成，所以应该再次抛出异常。这样可以使每级的异常处理器处理它能够处理的异常。 
②异常处理流程 ：对应与同一try块的catch块将被忽略，抛出的异常将进入更高的一级。

 

4 关于异常的其他问题 
① 过度使用异常：首先，使用异常很方便，所以程序员一般不再愿意编写处理错误的代码，而仅仅是简简单单的抛出一个异常。这样做是不对的，对于完全已知的错误，应该编写处理这种错误的代码，增加程序的鲁棒性。另外，异常机制的效率很差。 
② 将异常与普通错误区分开：对于普通的完全一致的错误，应该编写处理这种错误的代码，增加程序的鲁棒性。只有外部的不能确定和预知的运行时错误才需要使用异常。 
③ 异常对象中包含的信息：一般情况下，异常对象唯一有用的信息就是类型信息。但使用异常带字符串的构造函数时，这个字符串还可以作为额外的信息。调用异常对象的getMessage()、toString()或者printStackTrace()方法可以分别得到异常对象的额外信息、类名和调用堆栈的信息。并且后一种包含的信息是前一种的超集。

 

1. java.lang.nullpointerexception

  这个异常大家肯定都经常遇到，异常的解释是"程序遇上了空指针"，简单地说就是调用了未经初始化的对象或者是不存在的对象，这个错误经常出现在创建图片，调用数组这些操作中，比如图片未经初始化，或者图片创建时的路径错误等等。对数组操作中出现空指针，很多情况下是一些刚开始学习编程的朋友常犯的错误，即把数组的初始化和数组元素的初始化混淆起来了。数组的初始化是对数组分配需要的空间，而初始化后的数组，其中的元素并没有实例化，依然是空的，所以还需要对每个元素都进行初始化（如果要调用的话）

 

  2. java.lang.classnotfoundexception

  这个异常是很多原本在jb等开发环境中开发的程序员，把jb下的程序包放在wtk下编译经常出现的问题，异常的解释是"指定的类不存在"，这里主要考虑一下类的名称和路径是否正确即可，如果是在jb下做的程序包，一般都是默认加上package的，所以转到wtk下后要注意把package的路径加上。

 

  3. java.lang.arithmeticexception

  这个异常的解释是"数学运算异常"，比如程序中出现了除以零这样的运算就会出这样的异常，对这种异常，大家就要好好检查一下自己程序中涉及到数学运算的地方，公式是不是有不妥了。

 

  4. java.lang.arrayindexoutofboundsexception

  这个异常相信很多朋友也经常遇到过，异常的解释是"数组下标越界"，现在程序中大多都有对数组的操作，因此在调用数组的时候一定要认真检查，看自己调用的下标是不是超出了数组的范围，一般来说，显示（即直接用常数当下标）调用不太容易出这样的错，但隐式（即用变量表示下标）调用就经常出错了，还有一种情况，是程序中定义的数组的长度是通过某些特定方法决定的，不是事先声明的，这个时候，最好先查看一下数组的length，以免出现这个异常。

 

  5. java.lang.illegalargumentexception

  这个异常的解释是"方法的参数错误"，很多j2me的类库中的方法在一些情况下都会引发这样的错误，比如音量调节方法中的音量参数如果写成负数就会出现这个异常，再比如g.setcolor(int red,int green,int blue)这个方法中的三个值，如果有超过255的也会出现这个异常，因此一旦发现这个异常，我们要做的，就是赶紧去检查一下方法调用中的参数传递是不是出现了错误。

 

  6. java.lang.illegalaccessexception

  这个异常的解释是"没有访问权限"，当应用程序要调用一个类，但当前的方法即没有对该类的访问权限便会出现这个异常。对程序中用了package的情况下要注意这个异常。

 

  其他还有很多异常，我就不一一列举了，我要说明的是，一个合格的程序员，需要对程序中常见的问题有相当的了解和相应的解决办法，否则仅仅停留在写程序而不会改程序的话，会极大影响到自己的开发的。关于异常的全部说明，在api里都可以查阅。

 

算术异常类：ArithmeticExecption

 

空指针异常类：NullPointerException

 

类型强制转换异常：ClassCastException

 

数组负下标异常：NegativeArrayException

 

数组下标越界异常：ArrayIndexOutOfBoundsException

 

违背安全原则异常：SecturityException

 

文件已结束异常：EOFException

 

文件未找到异常：FileNotFoundException

 

字符串转换为数字异常：NumberFormatException

 

操作数据库异常：SQLException

 

输入输出异常：IOException

 

方法未找到异常：NoSuchMethodException

 

java.lang.AbstractMethodError

 

抽象方法错误。当应用试图调用抽象方法时抛出。

 

java.lang.AssertionError

 

断言错。用来指示一个断言失败的情况。

 

java.lang.ClassCircularityError

 

类循环依赖错误。在初始化一个类时，若检测到类之间循环依赖则抛出该异常。

 

java.lang.ClassFormatError

 

类格式错误。当Java虚拟机试图从一个文件中读取Java类，而检测到该文件的内容不符合类的有效格式时抛出。

 

java.lang.Error

 

错误。是所有错误的基类，用于标识严重的程序运行问题。这些问题通常描述一些不应被应用程序捕获的反常情况。

 

java.lang.ExceptionInInitializerError

 

初始化程序错误。当执行一个类的静态初始化程序的过程中，发生了异常时抛出。静态初始化程序是指直接包含于类中的static语句段。

 

java.lang.IllegalAccessError

 

违法访问错误。当一个应用试图访问、修改某个类的域（Field）或者调用其方法，但是又违反域或方法的可见性声明，则抛出该异常。

 

java.lang.IncompatibleClassChangeError

 

不兼容的类变化错误。当正在执行的方法所依赖的类定义发生了不兼容的改变时，抛出该异常。一般在修改了应用中的某些类的声明定义而没有对整个应用重新编译而直接运行的情况下，容易引发该错误。

 

java.lang.InstantiationError

 

实例化错误。当一个应用试图通过Java的new操作符构造一个抽象类或者接口时抛出该异常.

 

java.lang.InternalError

 

内部错误。用于指示Java虚拟机发生了内部错误。

 

java.lang.LinkageError

 

链接错误。该错误及其所有子类指示某个类依赖于另外一些类，在该类编译之后，被依赖的类改变了其类定义而没有重新编译所有的类，进而引发错误的情况。

 

java.lang.NoClassDefFoundError

 

未找到类定义错误。当Java虚拟机或者类装载器试图实例化某个类，而找不到该类的定义时抛出该错误。

 

java.lang.NoSuchFieldError

 

域不存在错误。当应用试图访问或者修改某类的某个域，而该类的定义中没有该域的定义时抛出该错误。

 

java.lang.NoSuchMethodError

 

方法不存在错误。当应用试图调用某类的某个方法，而该类的定义中没有该方法的定义时抛出该错误。

 

java.lang.OutOfMemoryError

 

内存不足错误。当可用内存不足以让Java虚拟机分配给一个对象时抛出该错误。

 

java.lang.StackOverflowError

 

堆栈溢出错误。当一个应用递归调用的层次太深而导致堆栈溢出时抛出该错误。

 

java.lang.ThreadDeath

 

线程结束。当调用Thread类的stop方法时抛出该错误，用于指示线程结束。

 

java.lang.UnknownError

 

未知错误。用于指示Java虚拟机发生了未知严重错误的情况。

 

java.lang.UnsatisfiedLinkError

 

未满足的链接错误。当Java虚拟机未找到某个类的声明为native方法的本机语言定义时抛出。

 

java.lang.UnsupportedClassVersionError

 

不支持的类版本错误。当Java虚拟机试图从读取某个类文件，但是发现该文件的主、次版本号不被当前Java虚拟机支持的时候，抛出该错误。

 

java.lang.VerifyError

 

验证错误。当验证器检测到某个类文件中存在内部不兼容或者安全问题时抛出该错误。

 

java.lang.VirtualMachineError

 

虚拟机错误。用于指示虚拟机被破坏或者继续执行操作所需的资源不足的情况。

 

java.lang.ArithmeticException

 

算术条件异常。譬如：整数除零等。

 

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.ArrayStoreException

 

数组存储异常。当向数组中存放非数组声明类型对象时抛出。

 

java.lang.ClassCastException

 

类造型异常。假设有类A和B（A不是B的父类或子类），O是A的实例，那么当强制将O构造为类B的实例时抛出该异常。该异常经常被称为强制类型转换异常。

 

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.CloneNotSupportedException

 

不支持克隆异常。当没有实现Cloneable接口或者不支持克隆方法时,调用其clone()方法则抛出该异常。

 

java.lang.EnumConstantNotPresentException

 

枚举常量不存在异常。当应用试图通过名称和枚举类型访问一个枚举对象，但该枚举对象并不包含常量时，抛出该异常。

 

java.lang.Exception

 

根异常。用以描述应用程序希望捕获的情况。

 

java.lang.IllegalAccessException

 

违法的访问异常。当应用试图通过反射方式创建某个类的实例、访问该类属性、调用该类方法，而当时又无法访问类的、属性的、方法的或构造方法的定义时抛出该异常。

 

java.lang.IllegalMonitorStateException

 

违法的监控状态异常。当某个线程试图等待一个自己并不拥有的对象（O）的监控器或者通知其他线程等待该对象（O）的监控器时，抛出该异常。

 

java.lang.IllegalStateException

 

违法的状态异常。当在Java环境和应用尚未处于某个方法的合法调用状态，而调用了该方法时，抛出该异常。

 

java.lang.IllegalThreadStateException

 

违法的线程状态异常。当县城尚未处于某个方法的合法调用状态，而调用了该方法时，抛出异常。

 

java.lang.IndexOutOfBoundsException

 

索引越界异常。当访问某个序列的索引值小于0或大于等于序列大小时，抛出该异常。

 

java.lang.InstantiationException

 

实例化异常。当试图通过newInstance()方法创建某个类的实例，而该类是一个抽象类或接口时，抛出该异常。

 

java.lang.InterruptedException

 

被中止异常。当某个线程处于长时间的等待、休眠或其他暂停状态，而此时其他的线程通过Thread的interrupt方法终止该线程时抛出该异常。

 

java.lang.NegativeArraySizeException

 

数组大小为负值异常。当使用负数大小值创建数组时抛出该异常。

 

java.lang.NoSuchFieldException

 

属性不存在异常。当访问某个类的不存在的属性时抛出该异常。

 

java.lang.NoSuchMethodException

 

方法不存在异常。当访问某个类的不存在的方法时抛出该异常。

 

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.NumberFormatException

 

数字格式异常。当试图将一个String转换为指定的数字类型，而该字符串确不满足数字类型要求的格式时，抛出该异常。

 

java.lang.RuntimeException

 

运行时异常。是所有Java虚拟机正常操作期间可以被抛出的异常的父类。

 

java.lang.SecurityException

 

安全异常。由安全管理器抛出，用于指示违反安全情况的异常。

 

java.lang.StringIndexOutOfBoundsException

 

字符串索引越界异常。当使用索引值访问某个字符串中的字符，而该索引值小于0或大于等于序列大小时，抛出该异常。

 

java.lang.TypeNotPresentException

 

类型不存在异常。