Java 异常机制

匿名 (未验证) 提交于 2019-12-02 21:52:03

抄自:详解Java中的异常


人非圣贤,孰能无过。程序也一样,特别是对于大程序而言,不出bug是不可能的,我们该关注的是出了错的程序该如何运行。

程序错误分为三种:

  1. 编译错误

    编译错误是因为程序没有遵循语法规则,编译程序能够自己发现并且提示我们错误的原因和位置

  2. 运行时错误

    运行时错误是程序在执行期间,运行环境发现了不能执行的操作

  3. 逻辑错误

    逻辑错误是因为程序没有按照预期的逻辑顺序执行

异常也就是指程序运行时发生的错误

而异常机制是指当程序出现错误后,程序如何处理这个异常、控制这个流程的行为。

具体来说,异常机制提供了程序退出的安全通道,当发生错误时,程序执行流程发生改变,将控制权转移给异常处理器


在 Java 中,所有的异常都有一个共同的祖先 Throwable。Throwable 指定代码中可用异常传播机制通过 Java 应用程序传输的任何问题的共性。

Throwable

是Java中所有异常的共同祖先,异常机制的基类,它指定代码中可用异常传播机制通过 Java 应用程序传输的任何问题的共性。

它有两个重要的子类:

  • Exception(异常)
  • Error(错误)

Error

是程序无法处理的错误,表示运行应用程序中较严重问题,大多数错误与代码编写者的操作无关,而是表示代码运行时JVM出现的问题。

比如:之前说过的当JVM没有足够的内存资源进行分配时,将会出现OutOfMemoryError。

这些错误发生时,JVM一般会终止线程,这些错误表示故障发生在虚拟机本身、或者发生在虚拟机试图执行应用时,如Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError)、类定义错误(NoClassDefFoundError)等。这些错误是不可查的,因为它们在应用程序的控制和处理能力之 外,而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说,即使确实发生了错误,本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java中,错误通过Error的子类描述。

Exception

是程序本身可以处理的异常,其中可以分为两大类:

  • 运行时异常
  • 非运行时异常(编译异常)

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。这些异常一般是由程序逻辑错误引起的,程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。

运行时异常的特点是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。

RuntimeException以外的异常,类型上都属于Exception类及其子类。从程序语法角度讲是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,一般情况下不自定义检查异常。


Java中异常处理机制有:抛出异常、捕获异常

如果一个方法可能会出现异常,但没有能力处理这种异常,可以在方法声明处用throws或throw来抛出异常。

throws语句用在方法定义时声明该方法要抛出的异常类型,如果抛出的是Exception异常类型,则该方法被声明为抛出所有的异常。多个异常可使用逗号分割。throws语句的语法格式为:

public void test thorows Exception1,ExceptionN{     …… }

方法名后的throws Exception1,Exception2,…,ExceptionN 为声明要抛出的异常列表。当方法抛出异常列表的异常时,方法将不对这些类型及其子类类型的异常作处理,而抛向调用该方法的方法,由他去处理。

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。

throw总是出现在方法体中,用来抛出一个Throwable类或者其子类的实例对象异常。
例如:

throw new IOException;

程序会在throw语句后立即终止,它后面的语句执行不到(除了之后会说的finally),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。

在Java中,异常通过try-catch语句捕获。其一般语法形式为:

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   }

关键词try后的一对大括号将一块可能发生异常的代码包起来,称为监控区域。

Java方法在运行过程中出现异常,则创建异常对象。将异常抛出监控区域之外,由Java运行时系统试图寻找匹配的catch子句以捕获异常。若有匹配的catch子句,则运行其异常处理代码,try-catch语句结束。

匹配的原则是:如果抛出的异常对象属于catch子句的异常类,或者属于该异常类的子类,则认为生成的异常对象与catch块捕获的异常类型相匹配。

因此一般有多个catch子句的异常程序而言,应该尽量将捕获底层异常类的catch子句放在前面,同时尽量将捕获相对高层的异常类的catch子句放在后面。否则,捕获底层异常类的catch子句将可能会被屏蔽。

try-catch语句还可以包括第三部分,就是finally子句。它表示无论是否出现异常,都应当执行的内容。try-catch-finally语句的一般语法形式为:

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   }finally {       // 无论是否发生异常,都将执行的语句块   } 

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。

try、catch、finally语句块的执行顺序:

  1. 当try没有捕获到异常时:try语句块中的语句逐一被执行,程序将跳过catch语句块,执行finally语句块和其后的语句;
  2. 当try捕获到异常,catch语句块里没有处理此异常的情况:此异常将会抛给JVM处理,finally语句块里的语句还是会被执行,但finally语句块后的语句不会被执行;
  3. 当try捕获到异常,catch语句块里有处理此异常的情况:在try语句块中是按照顺序来执行的,当执行到某一条语句出现异常时,程序将跳到catch语句块,并与catch语句块逐一匹配,找到与之对应的处理程序,其他的catch语句块将不会被执行,而try语句块中,出现异常之后的语句也不会被执行,catch语句块执行完后,执行finally语句块里的语句,最后执行finally语句块后的语句。
异常名称 异常描述
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
ArithmeticException 算术条件异常。譬如:整数除零等
SecurityException 安全性异常
IllegalArgumentException 非法参数异常
ArrayStoreException 数组中包含不兼容的值抛出的异常
NegativeArraySizeException 数组长度为负异常
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
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


异常名称 异常描述
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


异常名称 异常描述
ClassCastException 类型转换异常类
ArrayStoreException 数组中包含不兼容的值抛出的异常
SQLException 操作数据库异常类
NoSuchFieldException 字段未找到异常
NoSuchMethodException 方法未找到抛出的异常
NumberFormatException 字符串转换为数字抛出的异常
StringIndexOutOfBoundsException 字符串索引超出范围抛出的异常
IllegalAccessException 不允许访问某类异常
InstantiationException 当应用程序试图使用Class类中的newInstance()方法创建一个类的实例,而指定的类对象无法被实例化时,抛出该异常

虽然Java系统已经预定义好了很多异常类,但是有时会遇到预定义的异常类不能描述出现的错误。在这种情况下,程序员可以通过扩展Exception类及其子类来定义自己的异常类。

自定义异常,格式如下:

class 异常类名 extends Exception  {      public 异常类名(String msg)      {          super(msg);      }  }

在创建一个类时,继承Throwable的任何子类孙类,并用构造方法super()到父类




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