異常分類

Java將異常分為兩種流酬，Checked異常和Runtime異常旨怠。Java認(rèn)為Checked異常都是可以在編譯階段被處理的異常任岸，所以它強(qiáng)制程序處理所有的Checked異常渤闷；而Runtime異常則無須處理惶桐。

try-catch塊

如果執(zhí)行try塊里的業(yè)務(wù)邏輯代碼時(shí)出現(xiàn)異常，系統(tǒng)自動(dòng)生成一個(gè)異常對(duì)象淀歇，該異常對(duì)象被提交給Java運(yùn)行時(shí)環(huán)境易核，這個(gè)過程被稱為拋出異常，同時(shí)try塊后續(xù)代碼通常將得不到執(zhí)行浪默。當(dāng)Java運(yùn)行時(shí)環(huán)境收到異常對(duì)象時(shí)牡直，會(huì)尋找能處理該異常對(duì)象的catch塊，如果找到合適的catch塊纳决，則把該異常對(duì)象交給該catch塊處理碰逸，這個(gè)過程被稱為捕獲異常：如果Java運(yùn)行時(shí)環(huán)境找不到捕獲異常的catch塊，則運(yùn)行時(shí)環(huán)境終止阔加，Java程序也將退出饵史。

注意不管程序代碼塊是否處于try塊中，甚至包括catch塊中的代碼，只要執(zhí)行該代碼塊時(shí)出現(xiàn)了異常胳喷，系統(tǒng)總會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)異常對(duì)象湃番。如果程序沒有為這段代碼定義任何的catch塊，則Java運(yùn)行時(shí)環(huán)境無法找到處理該異常的catch塊厌蔽，程序就在此退出牵辣。

當(dāng)Java運(yùn)行時(shí)環(huán)境接收到異常對(duì)象后摔癣，會(huì)依次判斷該異常對(duì)象是否是catch塊后異常類或其子類的實(shí)例奴饮，如果是，Java運(yùn)行時(shí)環(huán)境將調(diào)用該catch塊來處理該異常择浊，否則再次拿該異常對(duì)象和下一個(gè)catch塊里的異常類進(jìn)行比較戴卜。try塊后可以有多個(gè)catch塊，這是為了針對(duì)不同的異常類提供不同的異常處理方式琢岩。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不同的意外情況時(shí)投剥，系統(tǒng)會(huì)生成不同的異常對(duì)象，Java運(yùn)行時(shí)就會(huì)根據(jù)該異常對(duì)象所屬的異常類來決定使用哪個(gè)catch塊來處理該異常担孔。

注意：try塊里聲明的變量是代碼塊內(nèi)局部變量江锨，它只在try塊內(nèi)有效，在catch塊中不能訪問該變量糕篇。

異常類的繼承體系

Java提供了豐富的異常類啄育，這些異常類之間有嚴(yán)格的繼承關(guān)系。

異常類繼承關(guān)系

Java把所有的非正常情況分成兩種：異常和錯(cuò)誤拌消，它們都繼承Throwable父類挑豌。Error錯(cuò)誤一般是指與虛擬機(jī)相關(guān)的問題，如系統(tǒng)崩潰墩崩、虛擬機(jī)錯(cuò)誤氓英、動(dòng)態(tài)鏈接失敗等，這種錯(cuò)誤無法恢復(fù)或不可能捕獲鹦筹，將導(dǎo)致應(yīng)用程序中斷铝阐。通常應(yīng)用程序無法處理這些錯(cuò)誤，因此應(yīng)用程序不應(yīng)該試圖使用catch塊來捕獲Error對(duì)象铐拐。在定義該方法時(shí)饰迹，也無須在其throws子句中聲明該方法可能拋出Error異常及其任何子類。

進(jìn)行異常捕獲時(shí)不僅應(yīng)該把Exception類對(duì)應(yīng)的catch塊放在最后余舶，而且所有父類異常的catch塊都應(yīng)該排在子類異常catch塊的后面啊鸭，否則將出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤。

Java7提供的多異常捕獲

在Java7以前匿值，每個(gè)?catch塊只能捕獲一種類型的異常赠制，但從Java7開始，一個(gè)catch塊可以捕獲多種類型的異常。使用一個(gè)catch塊捕獲多種類型的異常時(shí)需要注意如下兩個(gè)地方：1.捕獲多種類型的異常時(shí)钟些，多種異常類型之間用豎線|隔開烟号。2.捕獲多種類型的異常時(shí)，異常變量有隱式的final修飾政恍，因此程序不能對(duì)異常變量重新賦值汪拥。

多異常捕獲舉例

使用finally回收資源

有些時(shí)候，程序在try塊里打開了一些物理資源(例如數(shù)據(jù)庫(kù)連接篙耗、網(wǎng)絡(luò)連接和磁盤文件等)迫筑，這些物理資源都必須顯式回收。Java的垃圾回收機(jī)制不會(huì)回收任何物理資源宗弯，垃圾回收機(jī)制只能回收堆內(nèi)存中對(duì)象所占用的內(nèi)存脯燃。為了保證一定能回收try塊中打開的物理資源，異常處理機(jī)制提供了finally塊蒙保。不管try塊中的代碼是否出現(xiàn)異常辕棚，也不管哪一個(gè)catch塊被執(zhí)行，甚至在try塊或catch塊中執(zhí)行了return語(yǔ)句邓厕，finally塊總會(huì)被執(zhí)行(程序?qū)⒁\(yùn)行到return語(yǔ)句之前逝嚎，會(huì)跳轉(zhuǎn)到finally塊中執(zhí)行，執(zhí)行完畢后會(huì)再執(zhí)行之前的return語(yǔ)句)详恼。在通常情況下补君，一旦在方法里執(zhí)行到return語(yǔ)句的地方，程序?qū)⒘⒓唇Y(jié)束該方法单雾，現(xiàn)在不會(huì)了赚哗，雖然return語(yǔ)句也強(qiáng)制方法結(jié)束，但一定會(huì)先執(zhí)行finally塊里的代碼硅堆，然后再執(zhí)行前面的return語(yǔ)句屿储。但是如果在異常處理的catch塊或者try塊中執(zhí)行System.exit(1)語(yǔ)句來退出虛擬機(jī)，finally塊將失去執(zhí)行的機(jī)會(huì)渐逃。

異常處理語(yǔ)法結(jié)構(gòu)中只有try塊是必需的够掠，catch塊和finally塊都是可選的，但catch塊和finally塊至少出現(xiàn)其中之一茄菊。

當(dāng)Java程序執(zhí)行try塊或catch塊時(shí)遇到了return或throw語(yǔ)句時(shí)疯潭，這兩個(gè)語(yǔ)句本都會(huì)導(dǎo)致該方法立即結(jié)束，但是系統(tǒng)并不會(huì)立即執(zhí)行這兩個(gè)語(yǔ)句面殖，而是去尋找該異常處理流程中是否包含finally塊竖哩，如果沒有finally塊，程序立即執(zhí)行return或throw語(yǔ)句脊僚，方法終止相叁；如果有finally塊，系統(tǒng)立即開始執(zhí)行finally塊，只有當(dāng)finally塊執(zhí)行完成后增淹，系統(tǒng)才會(huì)再次跳回來執(zhí)行try塊或catch塊里的return或throw語(yǔ)句椿访；如果finally塊里也使用了return或throw等導(dǎo)致方法終止的語(yǔ)句，finally塊已經(jīng)終止了方法虑润，系統(tǒng)將不會(huì)跳回去執(zhí)行try塊或catch塊里的任何代碼成玫。

Java7的自動(dòng)關(guān)閉資源的try語(yǔ)句

當(dāng)程序使用finally塊關(guān)閉資源時(shí)，程序顯得異常臃腫拳喻。

Java7增強(qiáng)了try語(yǔ)句的功能哭当，它允許在try關(guān)鍵字后緊跟一對(duì)圓括號(hào)，圓括號(hào)中可以聲明和初始化一個(gè)或多個(gè)資源舞蔽。此處的資源指的是那些必須在程序結(jié)束時(shí)顯式關(guān)閉的資源(比如數(shù)據(jù)庫(kù)連接或網(wǎng)絡(luò)連接等)荣病，try語(yǔ)句在自身結(jié)束時(shí)自動(dòng)關(guān)閉這些資源码撰。

需要指出的是渗柿，為了保證try語(yǔ)句可以正常關(guān)閉資源，這些資源實(shí)現(xiàn)類必須實(shí)現(xiàn)AutoCloseable或Closeable接口脖岛，實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)接口就必須實(shí)現(xiàn)close()方法朵栖。Closeable是AutoCloseable的子接口，可以被自動(dòng)關(guān)閉的資源類要么實(shí)現(xiàn)AutoCloseable接口柴梆，要么實(shí)現(xiàn)Closeable接口陨溅。Closeable接口里的close()方法聲明拋出了IOException，因此它的實(shí)現(xiàn)類在實(shí)現(xiàn)close()方法時(shí)只能聲明拋出IOException或其子類绍在；AutoCloseable接口里的close()方法聲明拋出了Exception门扇，因此它的實(shí)現(xiàn)類在實(shí)現(xiàn)close()方法時(shí)可以聲明拋出任何異常。

自動(dòng)關(guān)閉資源的try語(yǔ)句舉例

自動(dòng)關(guān)閉資源的try語(yǔ)句相當(dāng)于包含了隱式的finally塊(這個(gè)finally塊用于關(guān)閉資源)偿渡，因此這個(gè)try語(yǔ)句可以既沒有catch塊也沒有finally塊臼寄。如果程序需要，自動(dòng)關(guān)閉資源的try語(yǔ)句后也可以帶多個(gè)catch塊和一個(gè)finally塊溜宽。

~Checked異常和Runtime異常

Java的異常被分為兩大類：Checked異常和Runtime異常吉拳。

Java認(rèn)為Checked異常都是可以被處理的異常，所以Java程序必須顯式處理Checked異常适揉。如果程序沒有處理Checked異常留攒，將無法通過編譯。對(duì)于Checked異常的處理方式有如下兩種：1.當(dāng)前方法明確知道如何處理該異常嫉嘀，程序應(yīng)該使用try...catch塊來捕獲該異常炼邀，然后在catch塊中處理該異常。2.當(dāng)前方法不知道如何處理這種異常剪侮，應(yīng)該在定義該方法時(shí)聲明拋出異常拭宁。即對(duì)于Checked異常，要么顯式聲明拋出，要么顯式捕獲并處理它红淡。

Runtime異常則更加靈活不狮，Runtime異常無須顯式聲明拋出，如果程序需要捕獲Runtime異常在旱，也可以使用try...catch塊來實(shí)現(xiàn)摇零。

Runtime異常非必須try...catch處理或顯式聲明拋出

使用throws聲明拋出異常

使用throws聲明拋出異常的思路是，當(dāng)前方法不知道如何處理這種類型的異常桶蝎，該異常應(yīng)該由上級(jí)調(diào)用者處理驻仅；如果main方法也不知道如何處理這種類型的異常，也可以使用throws聲明拋出異常登渣，該異常將交給JVM處理噪服。JVM對(duì)異常的處理方法是，打印異常的跟蹤棧信息胜茧，并中止程序運(yùn)行粘优，這就是前面程序在遇到異常后自動(dòng)結(jié)束的原因。

throws聲明拋出的語(yǔ)法格式如下：throws ExceptionClass1,ExceptionClass2...

一旦使用throws語(yǔ)句聲明拋出該異常呻顽，程序就無須使用try...catch塊來捕獲該異常了雹顺。如果某段代碼中調(diào)用了一個(gè)帶throws聲明的方法，該方法聲明拋出了Checked異常廊遍，則表明該方法希望它的調(diào)用者來處理該異常嬉愧。也就是說調(diào)用該方法時(shí)要么放在try塊中顯式捕獲該異常，要么放在另一個(gè)帶throws聲明拋出的方法中喉前。

throws示例

使用throws聲明拋出異常時(shí)有一個(gè)限制没酣，就是方法重寫時(shí)的一條規(guī)則：子類方法(重寫了父類的方法)聲明拋出的異常類型應(yīng)該是父類方法聲明拋出的異常類型的子類或相同，子類方法(重寫了父類的方法)聲明拋出的異常不允許比父類方法聲明拋出的異常多卵迂。

使用Checked異常至少存在如下兩大不便之處：1.對(duì)于程序中的Checked異常裕便，Java要求必須顯式捕獲并處理該異常或者顯式聲明拋出該異常狭握，這樣就增加了編程復(fù)雜度闪金。2.如果在方法中顯式聲明拋出Checked異常，將會(huì)導(dǎo)致方法簽名與異常耦合论颅，如果該方法是重寫父類的方法哎垦，則該方法拋出的異常還會(huì)受到被重寫方法所拋出異常的限制。

在大部分時(shí)候推薦使用Runtime異常恃疯，而不使用Checked異常漏设。尤其當(dāng)程序需要自行拋出異常時(shí)，使用Runtime異常將更加簡(jiǎn)潔今妄。當(dāng)使用Runtime異常時(shí)郑口，程序無須在方法中聲明拋出Checked異常鸳碧，一旦發(fā)生了自定義錯(cuò)誤，程序只管拋出Runtime異常即可犬性。如果程序需要在合適的地方捕獲異常并對(duì)異常進(jìn)行處理瞻离，則一樣可以使用try…catch塊來捕獲Runtime異常。

使用throw拋出異常

當(dāng)程序出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)乒裆，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)拋出異常套利；除此之外，Java也允許程序自行拋出異常鹤耍，自行拋出異常使用throw語(yǔ)句來完成肉迫。 throw語(yǔ)句拋出的是一個(gè)異常實(shí)例，而且每次只能拋出一個(gè)異常實(shí)例稿黄。當(dāng)Java運(yùn)行時(shí)接收到開發(fā)者自行拋出的異常時(shí)喊衫，同樣會(huì)中止當(dāng)前的執(zhí)行流，跳到該異常對(duì)應(yīng)的catch塊杆怕，由該catch塊來處理該異常族购。也就是說，不管是系統(tǒng)自動(dòng)拋出的異常财著，還是程序員手動(dòng)拋出的異常联四，Java運(yùn)行時(shí)環(huán)境對(duì)異常的處理沒有任何差別撑碴。

如果throw語(yǔ)句拋出的異常是Checked異常撑教，則該throw語(yǔ)句要么處于try塊里，顯式捕獲該異常醉拓，要么放在一個(gè)帶throws聲明拋出的方法中伟姐，即把該異常交給該方法的調(diào)用者處理；如果throw語(yǔ)句拋出的異常是Runtime異常亿卤，則該語(yǔ)句無須放在try塊里愤兵，也無須放在帶throws聲明拋出的方法中；程序既可以顯式使用try...catch來捕獲并處理該異常排吴，也可以完全不理會(huì)該異常秆乳，把該異常交給該方法調(diào)用者處理。拋出Checked異常則可以讓編譯器提醒程序員必須處理該異常钻哩。

throw示例

自定義異常類

用戶自定義異常都應(yīng)該繼承Exception基類屹堰，如果希望自定義Runtime異常，則應(yīng)該繼承Runtime Exception基類街氢。定義異常類時(shí)通常需要提供兩個(gè)構(gòu)造器：一個(gè)是無參數(shù)的構(gòu)造器扯键，另一個(gè)是帶一個(gè)字符串參數(shù)的構(gòu)造器，這個(gè)字符串將作為該異常對(duì)象的描述信息(也就是異常對(duì)象的getMessage()方法的返回值)珊肃。

catch和throw同時(shí)使用

前面介紹的異常處理方式有如下兩種：1.在出現(xiàn)異常的方法內(nèi)捕獲并處理異常荣刑，該方法的調(diào)用者將不能再次捕獲該異常馅笙。2.該方法簽名中聲明拋出該異常，將該異常完全交給方法調(diào)用者處理厉亏。

在實(shí)際應(yīng)用中往往需要更復(fù)雜的處理方式董习，當(dāng)一個(gè)異常出現(xiàn)時(shí)，單靠某個(gè)方法無法完全處理該異常爱只，必須由幾個(gè)方法協(xié)作才可完全處理該異常阱飘。也就是說，在異常出現(xiàn)的當(dāng)前方法中虱颗，程序只對(duì)異常進(jìn)行部分處理沥匈，還有些處理需要在該方法的調(diào)用者中才能完成，所以應(yīng)該再次拋出異常忘渔，讓該方法的調(diào)用者也能捕獲到異常高帖。為了實(shí)現(xiàn)這種通過多個(gè)方法協(xié)作處理同一個(gè)異常的情形，可以在catch塊中結(jié)合throw語(yǔ)句來完成畦粮。

catch與throw同時(shí)使用示例

Java7增強(qiáng)的throw語(yǔ)句

增強(qiáng)throw語(yǔ)句

異常鏈

對(duì)于一個(gè)真實(shí)的企業(yè)級(jí)應(yīng)用來說散址，當(dāng)業(yè)務(wù)邏輯層訪問數(shù)據(jù)持久層出現(xiàn)SQLException異常時(shí)，程序不應(yīng)該把底層的SQLException異常傳到用戶界面宣赔。通常的做法是：程序先捕獲原始異常预麸，然后在catch塊中再throw一個(gè)新的業(yè)務(wù)異常，新的業(yè)務(wù)異常中包含了對(duì)用戶的提示信息儒将，這種處理方式被稱為異常轉(zhuǎn)譯吏祸。

這種捕獲一個(gè)異常然后接著拋出另一個(gè)異常，并把原始異常信息保存下來是一種典型的鏈?zhǔn)教幚?23種設(shè)計(jì)模式之一：職責(zé)鏈模式)钩蚊，也被稱為"異常鏈"贡翘。

在JDK4以前，程序員必須自己編寫代碼來保持原始異常信息砰逻。從JDK4以后鸣驱，所有Throwable的子類在構(gòu)造器中都可以接收一個(gè)cause對(duì)象作為參數(shù)。這個(gè)cause就用來表示原始異常蝠咆，這樣可以把原始異常傳遞給新的異常踊东，使得即使在當(dāng)前位置創(chuàng)建并拋出了新的異常，你也能通過這個(gè)異常鏈追蹤到異常最初發(fā)生的位置刚操。例如希望通過SalException去追蹤到最原始的異常信息闸翅，則可以將該方法改寫為如下形式。

異常鏈?zhǔn)纠?/div>

上面程序代碼創(chuàng)建SalException對(duì)象時(shí)赡茸，傳入了一個(gè)SQLException和Exception對(duì)象缎脾，而不是傳入了一個(gè)String對(duì)象，這就需要SalException類有相應(yīng)的構(gòu)造器占卧。從JDK4以后遗菠，Throwable基類已有了一個(gè)可以接收Exception參數(shù)的方法联喘，所以可以采用如下代碼來定義SalException類。

SalException示例

Java異常跟蹤棧

異常對(duì)象的printStackTrace()方法用于打印異常的跟蹤棧信息辙纬，根據(jù)printStackTrace()方法的輸出結(jié)果豁遭，開發(fā)者可以找到異常的源頭，并跟蹤異常觸發(fā)的過程贺拣。

面向?qū)ο蟮膽?yīng)用程序運(yùn)行時(shí)蓖谢，經(jīng)常會(huì)發(fā)生一系列方法調(diào)用，從而形成"方法調(diào)用棧"譬涡，異常的傳播則相反：只要異常沒有被完全捕獲(包括異常沒有被捕獲或異常被處理后重新拋出了新異常)闪幽，異常從發(fā)生異常的方法逐漸向外傳播，首先傳給該方法的調(diào)用者涡匀，該方法調(diào)用者再次傳給其調(diào)用者…...直至最后傳到main方法盯腌，如果main方法依然沒有處理該異常，JVM會(huì)中止該程序陨瘩，并打印異常的跟蹤棧信息腕够。

異常跟蹤棧示例

異常跟蹤棧

一行行地往下看，跟蹤椛嗬停總是最內(nèi)部的被調(diào)用方法逐漸上傳直到最外部業(yè)務(wù)操作的起點(diǎn)帚湘，通常就是程序的入口main方法或Thread類的run()方法(多線程的情形)。

多線程情形示例

多線程下異常跟蹤棧

異常傳播到Thread類的run方法就會(huì)結(jié)束(如果該異常沒有得到處理甚淡，將會(huì)導(dǎo)致該線程中止運(yùn)行)大诸。