Java異常

異常概述

異常也稱爲例外，是在程序運行過程當中發生的而且會打斷程序正常執行的事件，好比算術異常、空指針異常、文件找不到異常。因此在程序設計時，必須考慮到可能發生的異常事件，並作出相應的處理。這樣才能保證程序能夠正常運行。

Java的異常處理機制也秉承着面向對象的基本思想，在Java中，全部的異常都是以類的形式存在，除了內置的異常類以外，Java也能夠自定義異常類。此外，Java的異常處理機制也容許自定義拋出異常。

 

爲何要使用異常

在沒有異常處理的語言中，就必須使用if或switch等語句，配合所想獲得的錯誤情況來捕捉程序裏全部可能發生的錯誤。但爲了捕捉這些錯誤，編寫出來的代碼常常有不少的if語句，有時候這樣也未必能捕捉到全部的錯誤，並且這樣作勢必致使程序運行效率的下降。Java的異常處理機制剛好改進了這一點，它易於使用而且可自行定義異常類，可是不得不說，異常也是一個較爲耗費性能的操做，所以咱們須要合理地利用Java的異常處理機制，以增進程序的穩定性和效率。

 

異常的繼承架構

異常可分爲兩大類：java.lang.Exception與java.lang.Error，這兩個類均繼承自java.lang.Throwable，上圖爲Throwable類的繼承關係圖。

習慣上將Error與Exception統稱爲異常類，但這二者本質上仍是有不一樣的：

一、Error專門用來處理嚴重影響程序運行的錯誤，但是一般程序設計者不會涉及程序代碼去捕捉這種錯誤，其緣由在於即便捕捉到它，也沒法給予適當的處理，好比Java虛擬機出錯就屬於一種Error

二、Exception包含了通常性的異常，這些異常一般在捕捉到以後即可以作妥善的處理，以確保程序繼續運行

從繼承架構圖中能夠看出，Exception擴展出數個子類，其中IOException、RuntimeException是較經常使用的兩種。RuntimeException即便不編寫異常處理的程序代碼，依然能夠編譯成功，而這種異常必須是在程序運行時纔有可能發生，好比數組索引值超出了範圍。與RuntimeException不一樣的是，IOException必定要編寫異常處理的程序代碼才行，它一般用來處理輸入/輸出相關的操做，如對文件的訪問、網絡的鏈接等。

當異常發生時，發生異常的語句代碼會拋出一個異常類的實例化對象，以後此對象與catch語句中的類的類型進行匹配，而後在相應的catch中進行處理。

 

try、catch、finally、throw、throws

當異常發生時，一般能夠用兩種方法來處理：

一、交由Java默認的異常處理機制作處理，但這種處理方式，Java一般只能輸出異常信息，接着便終止程序的運行，好比：

 1 public static void main(String[] args) throws InterruptedException
 2 {
 3     operateNull(null);
 4     System.out.println("After operateNull");
 5 }
 6 
 7 public static char operateNull(String str)
 8 {
 9     return str.charAt(0);
10 }

返回結果爲：

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
    at com.xrq.test33.TestMain.operateNull(TestMain.java:13)
    at com.xrq.test33.TestMain.main(TestMain.java:7)

和"接着便終止程序的運行"一致，由於第4行的語句並無打印。

二、自行編寫try-catch-finally塊來捕捉異常，這種寫法的最大好處是，能夠靈活操控程序的流程且可作出最適當的處理，好比：

 1 public static void main(String[] args) throws InterruptedException
 2 {
 3     try
 4     {
 5         Thread.sleep(1000);
 6         operateNull(null);
 7     } 
 8     catch (NullPointerException e)
 9     {
10         System.out.println("NullPointerException's catch block!");
11         throw e;
12     }
13     finally
14     {
15         System.out.println("NullPointerException's finally block!");
16     }
17 }
18 
19 public static char operateNull(String str)
20 {
21     return str.charAt(0);
22 }

返回結果爲：

1 NullPointerException's catch block!
2 NullPointerException's finally block!
3 Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
4     at com.xrq.test33.TestMain.operateNull(TestMain.java:25)
5     at com.xrq.test33.TestMain.main(TestMain.java:10)

關於這段代碼解釋每一個關鍵字：

（1）try表示要檢查的程序語句

（2）catch表示異常發生時的處理語句，可省略

（3）finally表示不管catch內部寫了什麼，即便是return，也都會運行到的語句，可省略。finally經常使用於對某段待檢查的代碼作掃尾工做，好比ReentrantLock的unlock()、IO的close()

（4）throw表示拋出一個類的實例，注意實例二字，實例意味着throw出去的是一個實例化的異常對象。因此代碼的11行也能夠寫爲"throw new NullPointerException()"，至於爲何不這麼寫，由於寫"throw new NullPointerException()"並無返回結果中第4行、第5行中的異常堆棧。注意，throw關鍵字能夠寫在任何地方，並不強制必須寫在catch塊中，運行到throw所在的行，打印異常並當即退出當前方法

（5）throws用於方法聲明，表示若是方法內的程序代碼可能會發生異常，且方法內又沒有使用代碼的代碼塊來捕捉這些異常時，則必須在聲明方法時一併指明全部可能發生的異常，以便讓調用此方法的程序得以作好準備來捕捉異常。好比"方法名稱(參數...) throws 異常類1, 異常類2, 異常類3..."，也能夠不這麼麻煩，Exception是全部異常的父類，所以也能夠直接"方法名稱(參數...) throws Exception"

 

異常場景彙總

異常細節諸多，以前我也一直有搞不清楚的地方，所以這裏對多種場景作一個總結、彙總：

一、接口方法能夠throws異常，但必須throws一個具體的異常，不能直接throws出去Exception

public interface InterfaceException
{
    void ExceptionMethod() throws NullPointerException;
}

二、接口方法throws異常，其實現類實現該方法的時候不強制必須拋出該異常，也能夠任意拋出異常

public class InterfaceExceptionImpl implements InterfaceException
{
    public void ExceptionMethod()
    {
        
    }
}

public class InterfaceExceptionImpl implements InterfaceException
{
    public void ExceptionMethod() throws ArrayIndexOutOfBoundsException
    {
        
    }
}

三、catch塊內若是捕獲到了異常而且throw出去了e，那麼方法以後的代碼都不會再運行了；catch塊內若是捕獲到了異常，可是沒有throw出去e，也沒有任何致使程序終止的語句，那麼try...catch...finally以後的語句仍然能夠繼續運行

四、捕獲異常不能夠先catch (Exception e){...}再catch (NullPointerException e)

緣由是"Unreachable catch block for NullPointerException. It is already handled by the catch block for Exception"，即Java檢測到NullPointer這個異常是不可達的

五、方法A聲明throws異常，則調用方法A的代碼必須try...catch...該異常

六、方法A聲明throws出Exception，調用方法A的代碼必須try...catch...該異常，若是：

（1）有匹配異常的catch塊，則優先走匹配異常的catch塊

（2）若是沒有匹配異常的catch塊，可是有catch (Exception e){...}，則走catch (Exception e){...}

（3）若是沒有沒有匹配的catch塊，則調用方法A的地方throw異常，方法終止

七、若是方法中沒有try...catch異常而該方法發生了異常，且方法聲明中有throws，那麼發生的該異常能夠被拋到調用方法的代碼中

八、若是方法中對某個代碼塊作了try...catch而且想把catch到的異常拋給調用方法的地方，那麼：

（1）不能夠只有throw沒有throws，這將會致使捕獲到的異常沒法被拋給調用方法的地方

（2）不能夠只有throws沒有throw，這將會致使編譯出錯

只有在catch塊中throw捕獲到的異常而且在方法聲明的地方throws異常，才能夠將一個異常正確地拋給調用方法的地方