Java基础——异常机制

【捕获异常】

硬件的错误、输入错误、物理限制等问题，都可能导致程序运行时的异常出现。

1.异常的分类层次

在java中，异常对象都是由Throwable类继承而来的，主要分为两大类：

Error和Exception类。

在Exception中又分为：

RuntimeException异常和非RuntimeException异常。

异常的分类有以下几种：

1.Error类层次的结构主要描述了java运行时系统的内部错误和资源耗尽等错误，如硬件错误、输入错误数据、系统崩溃等。出现这些系统内部的问题，除了通知用户并尽量安全退出，基本上程序员也无能为力了，所以这种情况一般不要求解决，当然，这种情况也很少出现。

2.RuntimeException的异常时指运行时异常，也称为未检查异常。一般是由于程序员自己的问题造成的，如错误的类型转换、数组访问越界、访问空指针等。这些都是可以通过程序员的细心处理和认真分析来避免的。如在转换类型时检查，通过检查下标来防止越界，使用变量前检查是否为空来杜绝空指针异常。

3.非RuntimeException异常，也就是已检查异常。常见的已检查异常主要有以下几种：java.io.IOEeception（IO异常，输入输出设备不存在，比如在文件的末尾读取数据）和java.io.FileNotFoundException（文件未找到异常）和java.lang.ClassNotFoundException（动态地装载某个类时，找不到此类）

注意：对于已检查异常必须处理，对于未检查异常可以处理也可以不处理

Java异常类层次结构图：

2.捕获和处理异常

语法规则：

• 返回类型 方法名(参数)
• {
• try {
• 可能出现的异常语句A
• 可能出现的异常语句B
• 可能出现的异常语句C
• }
• catch(异常类 e) {
• //某种异常的引用
• 异常处理的语句D
• }
• finally {
• 最终一定会执行的语句E
• }
• 其他语句F
• }

finally语句块内的语句无论在什么时候在什么情况下都会被执行，经常会写一些释放资源的语句。如果前面语句中有一个return的值，finally中也有一个return的值，那么返回的一定是fianlly中return的值。

finally和catch可以省略其中的一个，但是不能同时省略

示例：

• public class ExceptionTest {
• public static void main(String[] args) {
• //写一个for循环和switch分支语句，一次运行会抛出异常的语句
• for(int i = 0;i < 5;i++) {
• int j = 0;
• try {
• System. out.println("本条语句正常" );
• //每次运行1条语句，前4条抛出异常，最后一条不抛出异常
• switch(i) {
• case 0:   int zero = 0;
• j = 1/zero; break;
• case 1:   int b[] = null;
• j = b[0]; break;
• case 2: int c[] = new int [2];
• j = c[3]; break;
• case 3:   char ch = "hello".charAt(9); break;
• case 4:   char cha = "abc".charAt(1); break;
• }
• System. out.println("前面的语句都没有异常抛出才会运行我" );
• } catch(Exception e) {
• System. out.println("第" + (i+1) + "次捕获异常");
• System. out.println("显示的异常信息为：" + e);
• } finally {
• System. out.println("无论前面怎样，这条语句都会执行" );
• }
• }
• }
• }

上面代码中case的前四句话必定会抛出异常：

case：0是零做了除数；

case：1是数组没有赋值，也就是没有初始化就使用

case：2是数组越界

case: 3是字符串越界

结果：

3.异常的匹配

如果try语句后跟多个catch语句，那么排列的先后顺序如下所示：

1.如果多个catch语句块中所指定的异常类型级别相同或者没有任何派生关系，则catch语句排列无序。
2.如果多个catch语句块中所指定的异常类型相互之间有派生关系，则必须子类型的异常写在上面，父类型的异常写在下面。

【自定义和抛出异常】

1.自定义异常

当系统中已有的异常类型不能满足使用要求时，可以根据自己的需要抛出自定义异常的对象。
自定义异常类一般通过充当捕获异常的角色，所以从Exception类或者其他的捕获异常类继承就可以了
其语法格式如下：

2.抛出异常

在声明或者方法中抛出异常，主要内容和使用方法如下：
在编程中会遇到很多异常，如果该程序有能力解决，可以用try/catch方法主动获取和处理异常。当不具备对异常进行处理的能力时，则向上抛出异常，直到抛到能够处理异常的位置。

抛出异常的语法是：

小结：

• try 块：用于捕获异常。其后可接零个或多个catch块，如果没有catch块，则必须跟一个finally块。
• catch 块：用于处理try捕获到的异常。
• finally 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 规则(异常处理语句的语法规则）：

1)  必须在 try 之后添加 catch 或 finally 块。try 块后可同时接 catch 和 finally 块，但至少有一个块。
2) 必须遵循块顺序：若代码同时使用 catch 和 finally 块，则必须将 catch 块放在 try 块之后。
3) catch 块与相应的异常类的类型相关。
4) 一个 try 块可能有多个 catch 块。若如此，则执行第一个匹配块。即Java虚拟机会把实际抛出的异常对象依次和各个catch代码块声明的异常类型匹配，如果异常对象为某个异常类型或其子类的实例，就执行这个catch代码块，不会再执行其他的 catch代码块
5) 可嵌套 try-catch-finally 结构。
6) 在 try-catch-finally 结构中，可重新抛出异常。

• 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：当try语句块里的某条语句出现异常时，而没有处理此异常的catch语句块时，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；

• Throws抛出异常的规则：

1) 如果是不可查异常（unchecked exception），即Error、RuntimeException或它们的子类，那么可以不使用throws关键字来声明要抛出的异常，编译仍能顺利通过，但在运行时会被系统抛出。

2）必须声明方法可抛出的任何可查异常（checked exception）。即如果一个方法可能出现受可查异常，要么用try-catch语句捕获，要么用throws子句声明将它抛出，否则会导致编译错误

3)仅当抛出了异常，该方法的调用者才必须处理或者重新抛出该异常。当方法的调用者无力处理该异常的时候，应该继续抛出，而不是囫囵吞枣。

4）调用方法必须遵循任何可查异常的处理和声明规则。若覆盖一个方法，则不能声明与覆盖方法不同的异常。声明的任何异常必须是被覆盖方法所声明异常的同类或子类。