Java 异常（一） 异常概述及其架构

Java 异常（一） 异常概述及其架构

一、异常概述

（一）、概述

Java异常是Java提供的一种识别及响应错误的一致性机制。异常指的是程序在执行过程中，出现的非正常的情况，最终会导致JVM的非正常停止。
Java异常机制可以使程序中异常处理代码和正常业务代码分离，保证程序代码更加优雅，并提高程序健壮性。在有效使用异常的情况下，异常能清晰的回答 what, where, why 这3个问题：异常类型回答了“什么”被抛出，异常堆栈跟踪回答了“在哪“抛出，异常信息回答了“为什么“会抛出。

（二）、异常体系

异常机制其实是帮助我们找到程序中的问题，异常的根类是java.lang.Throwable，其下有两个子类：java.lang.Error与java.lang.Exception，平常所说的异常指java.lang.Exception。

 Throwable： 有两个重要的子类：Exception（异常）和 Error（错误），二者都是 Java 异常处理的重要子类，各自都包含大量子类。异常和错误的区别是：异常能被程序本身可以处理，错误是无法处理。

1、Throwable：Throwable是 Java 语言中所有错误或异常的超类。Throwable包含两个子类: Error 和 Exception。它们通常用于指示发生了异常情况。

Throwable包含了其线程创建时线程执行堆栈的快照，它提供了printStackTrace()等接口用于获取堆栈跟踪数据等信息。

Throwable常用API：

public void printStackTrace() // 打印异常的详细信息。包含了异常的类型,异常的原因,还包括异常出现的位置。
public String getMessage() // 获取发生异常的原因。
public String toString() // 获取异常的类型和异常描述信息。

2、Error：严重错误Error，无法通过处理的错误，只能事先避免。

3、Exception：表示异常，异常产生后程序员可以通过代码的方式纠正，使程序继续运行，是必须要处理的。

（三）、异常分类

我们平常说的异常就是指Exception，因为这类异常一旦出现，我们就要对代码进行更正，修复程序。

异常主要分为两大类：编译期异常和运行期异常。

编译期异常：checked异常。在编译期,就会检查,如果没有处理异常,则编译失败（如日期格式化异常）。

特点: Java编译器会检查它。此类异常，要么通过throws进行声明抛出，要么通过try-catch进行捕获处理，否则不能通过编译。例如，CloneNotSupportedException就属于被检查异常。当通过clone()接口去克隆一个对象，而该对象对应的类没有实现Cloneable接口，就会抛出CloneNotSupportedException异常。被检查异常通常都是可以恢复的。

运行期异常：runtime异常。在运行时期,检查异常.在编译时期,运行异常不会编译器检测(不报错)（如数学异常）。

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时，倘若既"没有通过throws声明抛出它"，也"没有用try-catch语句捕获它"，还是会编译通过。例如，除数为零时产生的ArithmeticException异常，数组越界时产生的IndexOutOfBoundsException异常，fail-fail机制产生的ConcurrentModificationException异常等，都属于运行时异常。

虽然Java编译器不会检查运行时异常，但是我们也可以通过throws进行声明抛出，也可以通过try-catch对它进行捕获处理。

如果产生运行时异常，则需要通过修改代码来进行避免。例如，若会发生除数为零的情况，则需要通过代码避免该情况的发生！

二、异常处理

Java异常处理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。

三、异常注意点

（一）、finally中的异常会覆盖（消灭）前面try或者catch中的异常

• 不要在fianlly中使用return。
• 不要在finally中抛出异常。
• 减轻finally的任务，不要在finally中做一些其它的事情，finally块仅仅用来释放资源是最合适的。
• 将尽量将所有的return写在函数的最后面，而不是try ... catch ... finally中。

（二）、多个异常使用捕获

• 多个异常分别处理。
• 多个异常一次捕获，多次处理。
• 多个异常一次捕获一次处理。

一般情况下，一般我们是使用一次捕获多次处理方式，如下代码

try{
     // 编写可能会出现异常的代码
}catch(异常类型A  e){  当try中出现A类型异常,就用该catch来捕获.
     // 处理异常的代码
     //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
}catch(异常类型B  e){  当try中出现B类型异常,就用该catch来捕获.
     // 处理异常的代码
     //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
}

注意:这种异常处理方式，要求多个catch中的异常不能相同，并且若catch中的多个异常之间有子父类异常的关系，那么子类异常要求在上面的catch处理，父类异常在下面的catch处理。

三、实例

（一）、try - catch用法

try - catch 必须搭配使用，不能单独使用。

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int i = 10 / 0;// 除数不能为0，此行会抛出 ArithmeticException 异常
            System.out.println("i = " + i);// 抛出异常后，此行不会执行
        }catch(ArithmeticException e) { // 捕获 ArithmeticException 异常
            // 在catch 代码块处理异常
            e.printStackTrace(); // 异常最详细信息
            System.out.println("e.getMessage() : " + e.getMessage());// 发生异常的原因
            System.out.println("e.toString() : " + e.toString());  // 获取异常的类型和异常描述信息
        }
    }
}

（二）、finally 用法

try - catch - finally搭配使用，或者 try - finally 搭配使用。

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // try-catch-finally搭配使用
        try {
            int[] arr = {1,2,3};
            int i = arr[3];// 数组索引越界，此行会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException 异常
            System.out.println("i = " + i);// 抛出异常后，此行不会执行
        }catch(ArithmeticException e) { // 捕获 ArithmeticException
            System.out.println(e.getMessage());// 发生异常的原因
            System.exit(0); // 程序强制退出，finally 代码块不会执行
        }finally {// 除了程序强制退出，如（System。exit（0）），无论是否发生异常，finally 代码块总会执行
            System.out.println("this is finally");
        }
        
        // try-finally搭配使用
        try {
            int[] arr = {1,2,3};
            int i = arr[3];// 数组索引越界，此行会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException 异常
            System.out.println("i = " + i);// 抛出异常后，此行不会执行
        }finally { 
            // 无论是否发生异常，finally 代码块总会执行
            System.out.println("this is finally");
        }
    }
}

注意点：

• try-catch-finally 搭配：这种形式捕获异常时，开发者可以在 catch 代码块中处理异常（如打印日志、日志记录等），异常处理权在开发者。
• try-finally 搭配：这种形式捕获异常时，默认抛出给 JVM 处理，JVM默认处理时调用 e.printStackTrace() 方法打印异常详细信息。
• finally 代码块：除非程序强制退出，否则无论程序是否发生异常，finally 代码块总会执行。
• finally 中抛出异常会覆盖（消灭）前面 try 或者 catch 中的异常，尽量避免在 finally 代码块中抛出异常。
• 如果 try 中和 finally 中都有 return 语句，程序会先执行 finally 中的 return 语句，然后程序块运行结束，而不会执行 try 中的 return 语句。所以尽量不在finally中使用 return 语句。

（三）、throw 用法

throw 是用于抛出异常，将这个异常对象传递到调用者处，并结束当前方法的执行

public static void main(String[] args) {
　　try {
　　　　int i = 10 / 0;
　　　　System.out.println("i = " + i);
　　}catch(ArithmeticException e) { 
　　　　// 抛出异常，传递自定义异常信息提示
　　　　// 默认抛出给 JVM 处理打印异常详细信息    
　　　　throw new ArithmeticException("除数不能为0");
　　} 
}

（四）、throws 用法

throws运用于方法声明之上，用于表示当前方法不处理异常，而是提醒该方法的调用者来处理异常(抛出异常)。

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        demo();
    }
    public static void demo() throws ArrayIndexOutOfBoundsException{
        try {
            int[] arr = {1,2,3};
            int i = arr[3];
            System.out.println("i = " + i);
        }catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e) { 
           System.out.println(e.toString());
        } 
    }
}