Java异常处理

异常

异常指不期而至的各种状况，异常是程序中的一些错误，但并不是所有的错误都是异常，并且错误有时候是可以避免的。

比如说，你的代码少了一个分号，那么运行出来结果是提示是错误 java.lang.Error ；如果你用 System.out.println(11/0) ，那么你是因为你用0做了除数，会抛出 java.lang.ArithmeticException 的异常。

要理解Java异常处理是如何工作的，你需要掌握以下三种类型的异常：

• 检查性异常： 最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常，这是程序员无法预见的。例如要打开一个不存在文件时，一个异常就发生了，这些异常在编译时不能被简单地忽略。
• 运行时异常： 运行时异常是可能被程序员避免的异常。与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时被忽略。
• 错误： 错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。错误在代码中通常被忽略。例如，当栈溢出时，一个错误就发生了，它们在编译也检查不到的。

异常都是从 Throwable 类派生出来的，而 Throwable 类是直接从 Object 类继承而来。

异常发生的原因

• 用户输入了非法数据。
• 要打开的文件不存在
• 网络通信时连接中断，或者JVM内存溢出

异常分类

• Error：系统内部错误，这类错误由系统进行处理，程序本身无需捕获处理。
• Exception：可以处理的异常。
• RuntimeException：可以捕获，也可以不捕获的异常。
• 继承 Exception 的其他类：必须捕获，通常在 API 文档中会说明这些方法抛出哪些异常。

所有的异常类是从 java.lang.Exception 类继承的子类。而 Exception 异常下又主要分为两大类异常，一个是派生于 RuntimeExcption 的异常，一个是除了 RuntimeExcption 体系之外的其他异常。

RuntimeExcption 异常（运行时异常）通常有以下几种：

null

一般来说， RuntimeException 都是代码逻辑出现问题。

非 RuntimeException （受检异常，Checked Exception）一般有：

• 打开一个不存在的文件
• 没有找到具有指定名称的类
• 操作文件异常

受检异常是编译器要求必须处理的异常，必须使用 try catch 处理，或者使用 throw 抛出，交给上层调用者处理。

异常的声明及抛出

throw抛出异常

当程序运行时数据出现错误或者我们不希望发生的情况出现的话，可以通过抛出异常来处理。

异常抛出语法：

throw new 异常类();

//抛出异常
    public static void fun1() {
        Integer a = 1;
        Integer b = null;
        // 如果 a 或者 b 为 null 则抛出异常
        if (a == null || b == null) {
            throw new NullPointerException();
        } else {
            System.out.println(a+b);
        }
    }

throws声明异常

throws 用于声明异常，表示该方法可能会抛出的异常。如果声明的异常中包括 checked 异常（受检异常），那么调用者必须捕获处理该异常或者使用 throws 继续向上抛出。 throws 位于方法体前，多个异常之间使用 , 分割。

public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        fun2();
    }

    //声明异常
    public static void fun2() throws FileNotFoundException {
        new FileInputStream("a.txt");
    }

throw 和 throws的区别

• throw 用于抛出异常对象，后面跟的是异常对象； throw 用在函数内。
• throws 用于抛出异常类，后面跟的异常类名，可以跟多个，用逗号隔开。 throws 用在函数上

捕获异常

通常抛出异常后，还需要将异常捕获。使用 try 和 catch 语句块来捕获异常，有时候还会用到 finally 。

对于上述三个关键词所构成的语句块， try 语句块是必不可少的， catch 和 finally 语句块可以根据情况选择其一或者全选。你可以把可能发生错误或出现问题的语句放到 try 语句块中，将异常发生后要执行的语句放到 catch 语句块中，而 finally 语句块里面放置的语句，不管异常是否发生，它们都会被执行。

捕获异常对于系统而言，其开销非常大，所以应尽量减少该语句块中放置的语句。

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        try{
        //要检查的程序语句
            System.out.println("I am try block.");

            Class<?> tempClass = Class.forName("");
            // 声明一个空的Class对象用于引发“类未发现异常”
            System.out.println("Bye! Try block.");

        }catch (ClassNotFoundException e) {
        //异常发生时的处理语句
            System.out.println("I am catch block.");

            e.printStackTrace();
            //printStackTrace()的意义在于在命令行打印异常信息在程序中出错的位置及原因

            System.out.println("Goodbye! Catch block.");
        }finally {
        //一定会执行的语句
            System.out.println("I am finally block.");
        }
    }
}

注意下面事项

• catch 不能独立于 try 存在。
• 在 try/catch 后面添加 finally 块并非强制性要求的。
• try 代码后不能既没 catch 块也没 finally 块。
• try, catch, finally 块之间不能添加任何代码。
• finally 很有用，主要用户关闭资源。无论是否发生异常，资源都必须进行关闭

捕获多个异常

在一段代码中，可能会由于各种原因抛出多种不同的异常，而对于不同的异常，我们希望用不同的方式来处理它们，而不是笼统的使用同一个方式处理，在这种情况下，可以使用异常匹配，当匹配到对应的异常后，后面的异常将不再进行匹配。

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        try{
            new FileInputStream("");
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("IO 异常");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("发生异常");
        }
    }
}

在处理异常时，并不要求抛出的异常同 catch 所声明的异常完全匹配，子类的对象也可以匹配父类的处理程序。比如异常 A 继承于异常 B，那么在处理多个异常时，一定要将异常 A 放在异常 B 之前捕获，如果将异常 B 放在异常 A 之前，那么将永远匹配到异常 B，异常 A 将永远不可能执行，并且编译器将会报错。

父类的异常捕获语句不可以写在子类异常捕获语句前面

自定义异常

自定义一个异常类非常简单，只需要让它继承 Exception 或其子类就行。在自定义异常类的时候，建议同时提供无参构造方法和带字符串参数的构造方法，后者可以为你在调试时提供更加详细的信息。

在 Java 中你可以自定义异常。编写自己的异常类时需要记住下面的几点。

Throwable
Exception
RuntimeException

public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        int number = 5;
        for(int i = 4; i > -1; i--) {
            if (i == 0) {
                throw new MyException("这是一个异常");
            }
            System.out.println(number / i);
        }
    }
}

//自定义异常类 ，继承于ArithmeticException
class MyException extends ArithmeticException {
    //实现无参构造器
    public MyException() {

    }
    //实现参数构造器，可将提示信息作为异常结果输出
    public MyException(String msg) {
        super(msg);
    }
}

异常堆栈

当异常抛出后，我们可以通过异常堆栈追踪程序的运行轨迹，以便我们更好的 DEBUG 。

public class Demo4 {
    public static void method1() {
        method2();
    }

    public static void method2() {
        throw new NullPointerException();
    }

    public static void main(String[] args) {
        try{
            method1();
        } catch (Exception e) {
            // 打印堆栈轨迹
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

打印结果：
java.lang.NullPointerException
    at Demo4.method2(Demo4.java:10)
    at Demo4.method1(Demo4.java:6)
    at Demo4.main(Demo4.java:15)

通过上面的异常堆栈轨迹，在对比我们方法的调用过程，可以得出异常信息中首先打印的是距离抛出异常最近的语句，接着是调用该方法的方法，一直到最开始被调用的方法。 从下往上看 ，就可以得出程序运行的轨迹。

什么时候定义try，什么时候定义throws呢？

try

总结

异常的捕获、抛出和异常处理是维持代码健壮性的重要条件。灵活使用异常及处理，不仅能最大限度的避免出错，也能增加软件的容错机制。

相关代码记录于 GitHub 中，欢迎各位伙伴 Star ！

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