异常.docx
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异常
Java中的异常Exception
一、异常概述
异常指不期而至的各种状况，如：
文件找不到、网络连接失败、非法参数等。
异常是一个事件，它发生在程序运行期间，干扰了正常的指令流程。
Java通过API中Throwable类的众多子类描述各种不同的异常。
因而，Java异常都是对象，是Throwable子类的实例，描述了出现在一段编码中的错误条件。
当条件生成时，错误将引发异常。
Java异常类层次结构图：
在Java中，所有的异常都有一个共同的祖先Throwable（可抛出）。
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。
Throwable：
有两个重要的子类：
Exception（异常）和Error（错误），二者都是Java异常处理的重要子类，各自都包含大量子类。
Error（错误）:
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（Java虚拟机）出现的问题。
例如，Java虚拟机运行错误（VirtualMachineError），当JVM不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现OutOfMemoryError。
这些异常发生时，Java虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。
这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时，如Java虚拟机运行错误（VirtualMachineError）、类定义错误（NoClassDefFoundError）等。
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，而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。
对于设计合理的应用程序来说，即使确实发生了错误，本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。
在Java中，错误通过Error的子类描述。
Exception（异常）:
是程序本身可以处理的异常。
Exception类有一个重要的子类RuntimeException，RuntimeException类及其子类表示“JVM常用操作”引发的错误。
例如，若试图使用空值对象引用、除数为零或数组越界，则分别引发运行时异常（NullPointerException、ArithmeticException）和ArrayIndexOutOfBoundException。
java.lang.Exception类是Java中所有异常的直接或间接父类。
即Exception类是所有异常的根类。
注意：
异常和错误的区别：
异常能被程序本身可以处理，错误是无法处理。
二、异常处理的流程：
1.如果程序中才出现了异常，那么会自动地由JVM根据异常的类型，实例化一个指定异常类的对象；如果这个时候程序中没有任何的异常处理操作，则这个异常类的实例化对象将交给JVM进行处理，而JVM的默认处理方式就是进行异常信息的输出，而后中断程序运行。
2.如果程序中存在了异常处理，则会由try语句捕获产生的异常类对象；然后将该对象与try之后的catch进行匹配，如果匹配成功，则使用指定的catch进行处理，如果没有匹配成功，则向后面的catch继续匹配，如果没有任何的catch匹配成功，则这个时候交给JVM执行默认处理。
3.不管是否有异常，都会执行finally程序，如果此时没有异常，执行完finally，则会继续执行程序之中的其他程序，如果此时有异常没有能够处理（没有catch匹配），那么也会执行finally，但是执行完finally之后，将默认交给JVM进行异常的信息输出，并且程序中端。
三、Java中的异常分为两大类：
3.1.CheckedException可查异常（非RuntimeException）
可查异常（编译器要求必须处置的异常）：
正确的程序在运行中，很容易出现的、情理可容的异常状况。
可查异常虽然是异常状况，但在一定程度上它的发生是可以预计的，而且一旦发生这种异常状况，就必须采取某种方式进行处理。
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。
这种异常的特点是Java编译器会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常，要么用try-catch语句捕获它，要么用throws子句声明抛出它，否则编译不会通过。
3.2.UncheckedException不可查异常（RuntimeException）
不可查异常（编译器不要求强制处置的异常）:
包括运行时异常（RuntimeException与其子类）和错误（Error）
运行时异常：
都是RuntimeException类及其子类异常，如NullPointerException（空指针异常）、IndexOutOfBoundsException（下标越界异常）等，这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。
这些异常一般是由程序逻辑错误引起的，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。
Java中的所有运行时异常都会直接或者间接地继承自RuntimeException类。
运行时异常的特点是Java编译器不会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常，即使没有用try-catch语句捕获它，也没有用throws子句声明抛出它，也会编译通过。
非运行时异常（编译异常）：
是RuntimeException以外的异常，类型上都属于Exception类及其子类。
从程序语法角度讲是必须进行处理的异常，如果不处理，程序就不能编译通过。
如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常，一般情况下不自定义检查异常。
四、异常处理机制
抛出异常、捕获异常
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。
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（exceptionhandler）。
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。
对于运行时异常、错误或可查异常，Java技术所要求的异常处理方式有所不同。
由于运行时异常的不可查性，为了更合理、更容易地实现应用程序，Java规定，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。
因为，大多数Error异常属于永远不能被允许发生的状况，也属于合理的应用程序不该捕捉的异常。
对于所有的可查异常，Java规定：
一个方法必须捕捉，或者声明抛出方法之外。
也就是说，当一个方法选择不捕捉可查异常时，它必须声明将抛出异常。
能够捕捉异常的方法，需要提供相符类型的异常处理器。
所捕捉的异常，可能是由于自身语句所引发并抛出的异常，也可能是由某个调用的方法或者Java运行时系统等抛出的异常。
也就是说，一个方法所能捕捉的异常，一定是Java代码在某处所抛出的异常。
简单地说，异常总是先被抛出，后被捕捉的。
任何Java代码都可以抛出异常，如：
自己编写的代码、来自Java开发环境包中代码，或者Java运行时系统。
无论是谁，都可以通过Java的throw语句抛出异常。
从方法中抛出的任何异常都必须使用throws子句。
捕捉异常通过try-catch语句或者try-catch-finally语句实现。
总体来说，Java规定：
对于可查异常必须捕捉、或者声明抛出。
允许忽略不可查的RuntimeException和Error。
4.1异常处理的一般结构：
try、catch和finally:
1.try-catch语句
在Java中，异常通过try-catch语句捕获。
其一般语法形式为：
try{
//可能会发生异常的程序代码
}
catch（Type1id1）{
//捕获并处置try抛出的异常类型Type1
}
catch（Type2id2）{
//捕获并处置try抛出的异常类型Type2
}
例1捕捉throw语句抛出的“除数为0”异常。
关键词try后的一对大括号将一块可能发生异常的代码包起来，称为监控区域。
Java方法在运行过程中出现异常，则创建异常对象。
将异常抛出监控区域之外，由Java运行时系统试图寻找匹配的catch子句以捕获异常。
若有匹配的catch子句，则运行其异常处理代码，try-catch语句结束。
匹配的原则是：
如果抛出的异常对象属于catch子句的异常类，或者属于该异常类的子类，则认为生成的异常对象与catch块捕获的异常类型相匹配。
运行结果：
程序出现异常，变量b不能为0。
程序正常结束。
例1 在try监控区域通过if语句进行判断，当“除数为0”的错误条件成立时引发ArithmeticException异常，创建ArithmeticException异常对象，并由throw语句将异常抛给Java运行时系统，由系统寻找匹配的异常处理器catch并运行相应异常处理代码，打印输出“程序出现异常，变量b不能为0。
”try-catch语句结束，继续程序流程。
事实上，“除数为0”等ArithmeticException，是RuntimException的子类。
而运行时异常将由运行时系统自动抛出，不需要使用throw语句。
例2 捕捉运行时系统自动抛出“除数为0”引发的ArithmeticException异常。
运行结果：
程序出现异常，变量b不能为0。
程序正常结束。
例2 中的语句：
System.out.println（"a/b的值是：
"+a/b）;
在运行中出现“除数为0”错误，引发ArithmeticException异常。
运行时系统创建异常对象并抛出监控区域，转而匹配合适的异常处理器catch，并执行相应的异常处理代码。
由于检查运行时异常的代价远大于捕捉异常所带来的益处，运行时异常不可查。
Java编译器允许忽略运行时异常，一个方法可以既不捕捉，也不声明抛出运行时异常。
例3 不捕捉、也不声明抛出运行时异常。
运行结果：
Exceptioninthread"main"java.lang.ArithmeticException:
/byzero
atTest.TestException.main（TestException.java:
8）
例4 程序可能存在除数为0异常和数组下标越界异常。
publicclassTestException{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
int[]intArray=newint[3];
try{
for（inti=0;i<=intArray.length;i++）{
intArray[i]=i;
System.out.println（"intArray["+i+"]="+intArray[i]）;
System.out.println（"intArray["+i+"]模"+（i-2）+"的值:
"
+intArray[i]%（i-2））;
}
}catch（ArrayIndexOutOfBoundsExceptione）{
System.out.println（"intArray数组下标越界异常。
"）;
}catch（ArithmeticExceptione）{
System.out.println（"除数为0异常。
"）;
}
System.out.println（"程序正常结束。
"）;
}
}
运行结果：
intArray[0]=0
intArray[0]模-2的值:
0
intArray[1]=1
intArray[1]模-1的值:
0
intArray[2]=2
除数为0异常。
程序正常结束。
例4 程序可能会出现除数为0异常，还可能会出现数组下标越界异常。
程序运行过程中ArithmeticException异常类型是先行匹配的，因此执行相匹配的catch语句：
1.catch （ArithmeticException e）{
2. System.out.println（"除数为0异常。
"）;
3. }
需要注意的是，一旦某个catch捕获到匹配的异常类型，将进入异常处理代码。
一经处理结束，就意味着整个try-catch语句结束。
其他的catch子句不再有匹配和捕获异常类型的机会。
Java通过异常类描述异常类型，异常类的层次结构如图1所示。
对于有多个catch子句的异常程序而言，应该尽量将捕获底层异常类的catch子句放在前面，同时尽量将捕获相对高层的异常类的catch子句放在后面。
否则，捕获底层异常类的catch子句将可能会被屏蔽。
RuntimeException异常类包括运行时各种常见的异常，ArithmeticException类和ArrayIndexOutOfBoundsException类都是它的子类。
因此，RuntimeException异常类的catch子句应该放在最后面，否则可能会屏蔽其后的特定异常处理或引起编译错误。
2.try－catch-finally语句
try-catch语句还可以包括第三部分，就是finally子句。
它表示无论是否出现异常，都应当执行的内容。
try-catch-finally语句的一般语法形式为：
try
{
//可能发生异常的代码
//如果发生了异常，那么异常之后的代码都不会被执行
}
catch（Exceptione）
{
//异常处理代码
}
finally
{
//不管有没有发生异常，finally语句块都会被执行
}
例5 带finally子句的异常处理程序。
publicclassTestException{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
inti=0;
Stringgreetings[]={"Helloworld!
","HelloWorld!
!
",
"HELLOWORLD!
!
!
"};
while（i<4）{
try{
//特别注意循环控制变量i的设计，避免造成无限循环
System.out.println（greetings[i++]）;
}catch（ArrayIndexOutOfBoundsExceptione）{
System.out.println（"数组下标越界异常"）;
}finally{
System.out.println（"--------------------------"）;
}
}
}
}
运行结果：
Helloworld!
--------------------------
HelloWorld!
!
--------------------------
HELLOWORLD!
!
!
--------------------------
数组下标越界异常
--------------------------
在例5中，请特别注意try子句中语句块的设计，如果设计为如下，将会出现死循环。
如果设计为：
try {
System.out.println （greetings[i]）; i++;
}
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。
3.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。
7）除了下列情况，总将执行finally做为结束：
JVM过早终止（调用System.exit（int））；在finally块中抛出一个未处理的异常；计算机断电、失火、或遭遇病毒攻击。
4.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；
图示try、catch、finally语句块的执行：
4.2抛出异常
任何Java代码都可以抛出异常，如：
自己编写的代码、来自Java开发环境包中代码，或者Java运行时系统。
无论是谁，都可以通过Java的throw语句抛出异常。
从方法中抛出的任何异常都必须使用throws子句。
1.throws抛出异常
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。
例如汽车在运行时可能会出现故障，汽车本身没办法处理这个故障，那就让开车的人来处理。
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。
throws语句的语法格式为：
methodnamethrowsException1,Exception2,..,ExceptionN{
}
方法名后的throwsException1,Exception2,...,ExceptionN为声明要抛出的异常列表。
当方法抛出异常列表的异常时，方法将不对这些类型及其子类类型的异常作处理，而抛向调用该方法的方法，由他去处理。
例如：
比如本文最开始的除法运算代码，加入异常处理之后：
importjava.lang.Exception;
publicclassTestException{
staticvoidpop（）throwsNegativeArraySizeException{
//定义方法并抛出NegativeArraySizeException异常
int[]arr=newint[-3];//创建数组
}
publicstaticvoidmain（String[]args）{//主方法
try{//try语句处理异常信息
pop（）;//调用pop（）方法
}catch（NegativeArraySizeExceptione）{
System.out.println（"pop（）方法抛出的异常"）;//输出异常信息
}
}
}
使用throws关键字将异常抛给调用者后，如果调用者不想处理该异常，可以继续向上抛出，但最终要有能够处理该异常的调用者。
publicclassExceptionTest2{
publicvoidmethod（）throwsException//将异常抛出，由调用这个方法的方法去处理这个异常,如果main方法也将异常抛出，则交给Java虚拟机来处理
{
System.out.println（"HelloWorld"）;
//抛出异常
thrownewException（）;
}
publicstaticvoidmain（String[]args）{
ExceptionTest2test=newExceptionTest2（）;
try{
test.method（）;
}catch（Exceptione）{
e.printStackTrace（）;
}finally{
System.out.println（"Welcome"）;
}
}
}
处理方式2：
将异常继续向外抛出
publicclassExceptionTest2{
publicvoidmethod（）throwsException//将异常抛出，由调用这个方法的方法去处理这个异常,如果main方法也将异常抛出，则交给Java虚拟机来处理
{
System.out.println（"HelloWorld"）;
//抛出异常
thrownewException（）;
}
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsException//main方法选择将异常继续抛出
{
ExceptionTest2test=newExceptionTest2（）;
test.method（）;
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