Java异常处理

2017/03/24 Java

Java提供的异常处理机制能够降低错误处理代码的复杂度,如果不使用异常,那么就必须检查特定的错误,并在程序中的许多地方去处理它,而如果使用异常,那就不必在方法调用处进行检查,因为异常机制将保证能够捕获这个错误,并且,只需在一个地方处理错误,即所谓的异常处理程序中。

这种方式不仅节约代码,而且把“概述在正常执行过程中做什么事”的代码和“出了问题怎么办”的代码相分离。总之,与以前的错误处理方法相比,异常机制使代码的阅读、编写和调试工作更加井井有条。

什么是异常?

异常是指阻止当前方法或者作用域继续执行的问题。

在当前的环境下程序无法正常运行下去,程序就会从当前环境中跳出,并抛出异常。抛出异常后。

  • new创建一个异常对象。
  • 在产生异常的位置终止程序,并且从当前环境中弹出对异常对象的引用
  • 异常处理机制就会接管程序,并开始寻找一个恰当的地方(异常处理程序)来继续执行程序。
    • 负责将程序从错误状态恢复,以使程序要么换一种方法执行,要么继续执行下去。

Java异常体系

Throwable

Throwable是java语言中所有错误和异常的超类,它有两个子类:Error、Exception。

  • 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。

Error

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执行的操作无关,而表示代码运行时 JVM出现的问题。

  • 这些异常发生时,JVM一般会选择线程终止。
  • 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,程序也不应该试图去处理Error。

Exception

Exception是程序可以处理的异常。

分类

Java的异常(包括Exception和Error)分为可查的异常(checked exceptions)和不可查的异常(unchecked exceptions)

CheckedException

编译器要求必须处置CheckedException。

  • 除了RuntimeException及其子类以外,其他的Exception类及其子类都属于可查异常。

  • CheckException发生在编译阶段,必须要使用try…catch(或者throws子句声明抛出)否则编译不通过。

UncheckedException

UncheckedException发生在运行期,具有不确定性,主要是由于程序的逻辑问题所引起的。

  • 包括运行时异常(RuntimeException与其子类)和错误(Error)。

如何自定义异常?

Java允许我们自定义异常来表现程序中可能会遇到的特定问题。步骤如下:

  1. 定义一个类继承Throwable或其子类。
  2. 添加构造方法(也可以不用添加,使用默认构造方法)。
  3. 在某个方法类抛出该异常。
  4. 捕捉该异常。

如何处理异常?

Java 的异常处理机制为:抛出异常,捕捉异常。

抛出异常

当一个方法出现错误引发异常时,方法创建异常对象并交付运行时系统,异常对象中包含了异常类型和异常出现时的程序状态等异常信息。运行时系统负责寻找处置异常的代码并执行。

  • 运行时异常将由Java运行时系统自动抛出,允许应用程序忽略运行时异常。
  • 对于方法运行中可能出现的Error,当运行方法不欲捕捉时,Java允许该方法不做任何抛出声明。

如何抛出异常?

throws

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子句来声明抛出异常。

  • 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。
  • 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。
  • 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
  • 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。
  • 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。
throw

throw关键字可以抛出一个异常,无论它是新实例化的还是刚捕获到的。

捕获异常

在方法抛出异常之后,运行时系统将转为寻找合适的异常处理器(exception handler)。潜在的异常处理器是异常发生时依次存留在调用栈中的方法的集合。当异常处理器所能处理的异常类型与方法抛出的异常类型相符时,即为合适的异常处理器。运行时系统从发生异常的方法开始,依次回查调用栈中的方法,直至找到含有合适异常处理器的方法并执行。当运行时系统遍历调用栈而未找到合适 的异常处理器,则运行时系统终止。同时,意味着Java程序的终止。

  • 捕捉异常通过try-catch语句或者try-catch-finally语句实现。

try-catch-finally

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。

  • 多重捕获块中JVM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
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。
  • 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。
  • 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。
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