Java異常處理總結

做者：熔岩
日期：2007-02-28
MSN ： [email]leizhimin@126.com[/email]
聲明：原創做品，未經受權，謝絕轉載!
很久沒有對所學知識作總結了，發現好多都生疏了，爲了鞏固基礎，對就知識作一個系統的總結，若有不完善或不正確的地方，還請各位廣開言論，共同進步！

 

鬱悶！一不當心給刪除了，從新發一次！

 

Java異常處理總結

 

        異常處理是程序設計中一個很是重要的方面，也是程序設計的一大難點，從C開始，你也許已經知道如何用if...else...來控制異常了，也許是自發的，然而這種控制異常痛苦，同一個異常或者錯誤若是多個地方出現，那麼你每一個地方都要作相同處理，感受至關的麻煩！

        Java語言在設計的當初就考慮到這些問題，提出異常處理的框架的方案，全部的異常均可以用一個類型來表示，不一樣類型的異常對應不一樣的子類異常（這裏的異常包括錯誤概念），定義異常處理的規範，在1.4版本之後增長了異常鏈機制，從而便於跟蹤異常！這是Java語言設計者的高明之處，也是Java語言中的一個難點，下面是我對Java異常知識的一個總結，也算是資源回收一下。

1、Java異常的基礎知識

 

        異常是程序中的一些錯誤，但並非全部的錯誤都是異常，而且錯誤有時候是能夠避免的。好比說，你的代碼少了一個分號，那麼運行出來結果是提示是錯誤java.lang.Error；若是你用System.out.println(11/0)，那麼你是由於你用0作了除數，會拋出java.lang.ArithmeticException的異常。

        有些異常須要作處理，有些則不須要捕獲處理，後面會詳細講到。

        天有不測風雲，人有旦夕禍福，Java的程序代碼也如此。在編程過程當中，首先應當儘量去避免錯誤和異常發生，對於不可避免、不可預測的狀況則在考慮異常發生時如何處理。

        Java中的異經常使用對象來表示。Java對異常的處理是按異常分類處理的，不一樣異常有不一樣的分類，每種異常都對應一個類型（class），每一個異常都對應一個異常（類的）對象。

        異常類從哪裏來？有兩個來源，一是Java語言自己定義的一些基本異常類型，二是用戶經過繼承Exception類或者其子類本身定義的異常。Exception 類及其子類是 Throwable 的一種形式，它指出了合理的應用程序想要捕獲的條件。

        異常的對象從哪裏來呢？有兩個來源，一是Java運行時環境自動拋出系統生成的異常，而無論你是否願意捕獲和處理，它總要被拋出！好比除數爲0的異常。二是程序員本身拋出的異常，這個異常能夠是程序員本身定義的，也能夠是Java語言中定義的，用throw 關鍵字拋出異常，這種異經常用來向調用者彙報異常的一些信息。

        異常是針對方法來講的，拋出、聲明拋出、捕獲和處理異常都是在方法中進行的。

        Java異常處理經過5個關鍵字try、catch、throw、throws、finally進行管理。基本過程是用try語句塊包住要監視的語句，若是在try語句塊內出現異常，則異常會被拋出，你的代碼在catch語句塊中能夠捕獲到這個異常並作處理；還有以部分系統生成的異常在Java運行時自動拋出。你也能夠經過throws關鍵字在方法上聲明該方法要拋出異常，而後在方法內部經過throw拋出異常對象。finally語句塊會在方法執行return以前執行，通常結構以下：
 try{
  程序代碼
 }catch(異常類型1 異常的變量名1){
  程序代碼
 }catch(異常類型2 異常的變量名2){
  程序代碼
 }finally{
  程序代碼
 }

        catch語句能夠有多個，用來匹配多個異常，匹配上多箇中一個後，執行catch語句塊時候僅僅執行匹配上的異常。catch的類型是Java語言中定義的或者程序員本身定義的，表示代碼拋出異常的類型，異常的變量名錶示拋出異常的對象的引用，若是catch捕獲並匹配上了該異常，那麼就能夠直接用這個異常變量名，此時該異常變量名指向所匹配的異常，而且在catch代碼塊中能夠直接引用。這一點很是很是的特殊和重要！

        Java異常處理的目的是提升程序的健壯性，你能夠在catch和finally代碼塊中給程序一個修正機會，使得程序不因異常而終止或者流程發生之外的改變。同時，經過獲取Java異常信息，也爲程序的開發維護提供了方便，通常經過異常信息就很快就能找到出現異常的問題（代碼）所在。

        Java異常處理是Java語言的一大特點，也是個難點，掌握異常處理可讓寫的代碼更健壯和易於維護。

 

2、Java異常類類圖

 

下面是這幾個類的層次圖：
java.lang.Object
  java.lang.Throwable
      java.lang.Exception
       java.lang.RuntimeException
   java.lang.Error
       java.lang.ThreadDeath

 

下面四個類的介紹來自java api 文檔。

 

一、Throwable
        Throwable 類是 Java 語言中全部錯誤或異常的超類。只有當對象是此類（或其子類之一）的實例時，才能經過 Java 虛擬機或者 Java throw 語句拋出。相似地，只有此類或其子類之一才能夠是 catch 子句中的參數類型。

兩個子類的實例，Error 和 Exception，一般用於指示發生了異常狀況。一般，這些實例是在異常狀況的上下文中新近建立的，所以包含了相關的信息（好比堆棧跟蹤數據）。

 

二、Exception
        Exception 類及其子類是 Throwable 的一種形式，它指出了合理的應用程序想要捕獲的條件，表示程序自己能夠處理的異常。

 

三、Error
        Error 是 Throwable 的子類，表示僅靠程序自己沒法恢復的嚴重錯誤，用於指示合理的應用程序不該該試圖捕獲的嚴重問題。

在執行該方法期間，無需在方法中經過throws聲明可能拋出但沒有捕獲的 Error 的任何子類，由於Java編譯器不去檢查它，也就是說，當程序中可能出現這類異常時，即便沒有用try...catch語句捕獲它，也沒有用throws字句聲明拋出它，仍是會編譯經過。

 

四、RuntimeException
        RuntimeException 是那些可能在 Java 虛擬機正常運行期間拋出的異常的超類。Java編譯器不去檢查它，也就是說，當程序中可能出現這類異常時，即便沒有用try...catch語句捕獲它，也沒有用throws字句聲明拋出它，仍是會編譯經過，這種異常能夠經過改進代碼實現來避免。

 

五、ThreadDeath
        調用 Thread 類中帶有零參數的 stop 方法時，受害線程將拋出一個 ThreadDeath 實例。

        僅當應用程序在被異步終止後必須清除時才應該捕獲這個類的實例。若是 ThreadDeath 被一個方法捕獲，那麼將它從新拋出很是重要，由於這樣才能讓該線程真正終止。

若是沒有捕獲 ThreadDeath，則頂級錯誤處理程序不會輸出消息。

        雖然 ThreadDeath 類是「正常出現」的，但它只能是 Error 的子類而不是 Exception 的子類，由於許多應用程序捕獲全部出現的 Exception，而後又將其放棄。

 

        以上是對有關異常API的一個簡單介紹，用法都很簡單，關鍵在於理解異常處理的原理，具體用法參看Java API文檔。

 

3、Java異常處理機制

        對於可能出現異常的代碼，有兩種處理辦法：
        第1、在方法中用try...catch語句捕獲並處理異常，catach語句能夠有多個，用來匹配多個異常。例如：
public void p(int x){
 try{
  ...
 }catch(Exception e){
  ...
 }finally{
  ...
 }
}

 

第2、對於處理不了的異常或者要轉型的異常，在方法的聲明處經過throws語句拋出異常。例如：

public void test1() throws MyException{
 ...
 if(....){
  throw new MyException();
 }
} 

        若是每一個方法都是簡單的拋出異常，那麼在方法調用方法的多層嵌套調用中，Java虛擬機會從出現異常的方法代碼塊中往回找，直到找處處理該異常的代碼塊爲止。而後將異常交給相應的catch語句處理。若是Java虛擬機追溯到方法調用棧最底部main()方法時，若是仍然沒有找處處理異常的代碼塊，將按照下面的步驟處理：
        第1、調用異常的對象的printStackTrace()方法，打印方法調用棧的異常信息。
        第2、若是出現異常的線程爲主線程，則整個程序運行終止；若是非主線程，則終止該線程，其餘線程繼續運行。

        經過分析思考能夠看出，越早處理異常消耗的資源和時間越小，產生影響的範圍也越小。所以，不要把本身能處理的異常也拋給調用者。

        還有一點，不可忽視：finally語句在任何狀況下都必須執行的代碼，這樣能夠保證一些在任何狀況下都必須執行代碼的可靠性。好比，在數據庫查詢異常的時候，應該釋放JDBC鏈接等等。finally語句先於return語句執行，而不論其前後位置，也無論是否try塊出現異常。finally語句惟一不被執行的狀況是方法執行了System.exit()方法。System.exit()的做用是終止當前正在運行的 Java 虛擬機。finally語句塊中不能經過給變量賦新值來改變return的返回值，也建議不要在finally塊中使用return語句，沒有意義還容易致使錯誤。

 

        最後還應該注意一下異常處理的語法規則：
        第1、try語句不能單獨存在，能夠和catch、finally組成 try...catch...finally、try...catch、try...finally三種結構，catch語句能夠有一個或多個，finally語句最多一個，try、catch、finally這三個關鍵字均不能單獨使用。

        第2、try、catch、finally三個代碼塊中變量的做用域分別獨立而不能相互訪問。若是要在三個塊中均可以訪問，則須要將變量定義到這些塊的外面。

        第3、多個catch塊時候，Java虛擬機會匹配其中一個異常類或其子類，就執行這個catch塊，而不會再執行別的catch塊。

        第4、throw語句後不容許有緊跟其餘語句，由於這些沒有機會執行。

        第5、若是一個方法調用了另一個聲明拋出異常的方法，那麼這個方法要麼處理異常，要麼聲明拋出。

 

        那怎麼判斷一個方法可能會出現異常呢？通常來講，方法聲明的時候用了throws語句，方法中有throw語句，方法調用的方法聲明有throws關鍵字。

 

        throw和throws關鍵字的區別
        throw用來拋出一個異常，在方法體內。語法格式爲：throw 異常對象。
        throws用來聲明方法可能會拋出什麼異常，在方法名後，語法格式爲：throws 異常類型1，異常類型2...異常類型n。

 

4、如何定義和使用異常類

 

一、使用已有的異常類，假如爲IOException、SQLException。

 try{
  程序代碼
 }catch(IOException ioe){
  程序代碼
 }catch(SQLException sqle){
  程序代碼
 }finally{
  程序代碼
 }

 

2、自定義異常類
建立Exception或者RuntimeException的子類便可獲得一個自定義的異常類。例如:
 public class MyException extends Exception{
  public MyException(){}
  public MyException(String smg){
   super(smg);
  }
 }

 

三、使用自定義的異常
用throws聲明方法可能拋出自定義的異常，並用throw語句在適當的地方拋出自定義的異常。例如：

在某種條件拋出異常
public void test1() throws MyException{
 ...
 if(....){
  throw new MyException();
 }
}

 

將異常轉型（也叫轉譯），使得異常更易讀易於理解
public void test2() throws MyException{
 ...
 try{
  ...
 }catch(SQLException e){
  ...
  throw new MyException();
 }
}

 

還有一個代碼，頗有意思：
public void test2() throws MyException{
 ...
 try {
  ...
 } catch (MyException e) {
  throw e;
 } 
}

這段代碼實際上捕獲了異常，而後又和盤托出，沒有一點意義，若是這樣還有什麼好處理的，不處理就好了，直接在方法前用throws聲明拋出不就得了。異常的捕獲就要作一些有意義的處理。

 

5、運行時異常和受檢查異常

Exception類能夠分爲兩種：運行時異常和受檢查異常。
一、運行時異常
RuntimeException類及其子類都被稱爲運行時異常，這種異常的特色是Java編譯器不去檢查它，也就是說，當程序中可能出現這類異常時，即便沒有用try...catch語句捕獲它，也沒有用throws字句聲明拋出它，仍是會編譯經過。例如，當除數爲零時，就會拋出java.lang.ArithmeticException異常。

二、受檢查異常
除了RuntimeException類及其子類外，其餘的Exception類及其子類都屬於受檢查異常，這種異常的特色是要麼用try...catch捕獲處理，要麼用throws語句聲明拋出，不然編譯不會經過。

三、二者的區別
運行時異常表示沒法讓程序恢復運行的異常，致使這種異常的緣由一般是因爲執行了錯誤的操做。一旦出現錯誤，建議讓程序終止。
受檢查異常表示程序能夠處理的異常。若是拋出異常的方法自己不處理或者不能處理它，那麼方法的調用者就必須去處理該異常，不然調用會出錯，連編譯也沒法經過。固然，這兩種異常都是能夠經過程序來捕獲並處理的，好比除數爲零的運行時異常：

public class HelloWorld {
 public static void main(String[] args) {
  System.out.println("Hello World!!!"); 
  try{
   System.out.println(1/0);
  }catch(ArithmeticException e){
   System.out.println("除數爲0!");
  }
  System.out.println("除數爲零後程序沒有終止啊，呵呵!!!");  
 }
}

 

運行結果：

Hello World!!!
除數爲0!
除數爲零後程序沒有終止啊，呵呵!!!

 

四、運行時錯誤
Error類及其子類表示運行時錯誤，一般是由Java虛擬機拋出的，JDK中與定義了一些錯誤類，好比VirtualMachineError
和OutOfMemoryError，程序自己沒法修復這些錯誤.通常不去擴展Error類來建立用戶自定義的錯誤類。而RuntimeException類表示程序代碼中的錯誤，是可擴展的，用戶能夠建立特定運行時異常類。
Error（運行時錯誤）和運行時異常的相同之處是:Java編譯器都不去檢查它們，當程序運行時出現它們，都會終止運行。

五、最佳解決方案
        對於運行時異常，咱們不要用try...catch來捕獲處理，而是在程序開發調試階段，儘可能去避免這種異常，一旦發現該異常，正確的作法就會改進程序設計的代碼和實現方式，修改程序中的錯誤，從而避免這種異常。捕獲並處理運行時異常是好的解決辦法，由於能夠經過改進代碼實現來避免該種異常的發生。

        對於受檢查異常，沒說的，老老實實去按照異常處理的方法去處理，要麼用try...catch捕獲並解決，要麼用throws拋出！
對於Error（運行時錯誤），不須要在程序中作任何處理，出現問題後，應該在程序在外的地方找問題，而後解決。

 

6、異常轉型和異常鏈

異常轉型在上面已經提到過了，實際上就是捕獲到異常後，將異常以新的類型的異常再拋出，這樣作通常爲了異常的信息更直觀！好比：
public void run() throws MyException{
 ...
 try{
  ...
 }catch(IOException e){
  ...
  throw new MyException();
 }finally{
  ...
 }
}

 

        異常鏈，在JDK1.4之後版本中，Throwable類支持異常鏈機制。Throwable 包含了其線程建立時線程執行堆棧的快照。它還包含了給出有關錯誤更多信息的消息字符串。最後，它還能夠包含 cause（緣由）：另外一個致使此 throwable 拋出的 throwable。它也稱爲異常鏈 設施，由於 cause 自身也會有 cause，依此類推，就造成了異常鏈，每一個異常都是由另外一個異常引發的。 
        通俗的說，異常鏈就是把原始的異常包裝爲新的異常類，並在新的異常類中封裝了原始異常類，這樣作的目的在於找到異常的根本緣由。

        經過Throwable的兩個構造方法能夠建立自定義的包含異常緣由的異常類型：
Throwable(String message, Throwable cause)
          構造一個帶指定詳細消息和 cause 的新 throwable。
Throwable(Throwable cause)
          構造一個帶指定 cause 和 (cause==null ? null :cause.toString())（它一般包含類和 cause 的詳細消息）的詳細消息的新 throwable。
getCause()
          返回此 throwable 的 cause；若是 cause 不存在或未知，則返回 null。
initCause(Throwable cause)
          將此 throwable 的 cause 初始化爲指定值。

        在Throwable的子類Exception中，也有相似的指定異常緣由的構造方法：
Exception(String message, Throwable cause)
          構造帶指定詳細消息和緣由的新異常。
Exception(Throwable cause)
          根據指定的緣由和 (cause==null ? null : cause.toString()) 的詳細消息構造新異常（它一般包含 cause 的類和詳細消息）。
所以，能夠經過擴展Exception類來構造帶有異常緣由的新的異常類。

 

7、Java異常處理的原則和技巧

 

一、避免過大的try塊，不要把不會出現異常的代碼放到try塊裏面，儘可能保持一個try塊對應一個或多個異常。
二、細化異常的類型，不要無論什麼類型的異常都寫成Excetpion。
三、catch塊儘可能保持一個塊捕獲一類異常，不要忽略捕獲的異常，捕獲到後要麼處理，要麼轉譯，要麼從新拋出新類型的異常。
四、不要把本身能處理的異常拋給別人。
五、不要用try...catch參與控制程序流程，異常控制的根本目的是處理程序的非正常狀況。

 

參考資料
主要是Java API文檔（1.5版）、和我曾經看過的一些書籍，也有一些其餘零散資料。主要

電子書籍有：
Java2參考大全
Thinking in Java
Java核心技術（卷1）

 

特別聲明：本文是做者憑着工做經驗和對曾經學習過書籍的理解來寫的，目的是對知識作一個總結，文中的例子都是立即寫的，若有雷同純屬巧合！