Java異常
異常指不期而至的各種狀況，如：文件找不到在扰、網(wǎng)絡(luò)連接失敗、非法參數(shù)等雷客。異常是一個(gè)事件芒珠，它發(fā)生在程序運(yùn)行期間，干擾了正常的指令流程搅裙。Java通 過API中Throwable類的眾多子類描述各種不同的異常皱卓。因而，Java異常都是對(duì)象部逮，是Throwable子類的實(shí)例娜汁，描述了出現(xiàn)在一段編碼中的 錯(cuò)誤條件。當(dāng)條件生成時(shí)兄朋，錯(cuò)誤將引發(fā)異常掐禁。
Java異常類層次結(jié)構(gòu)圖：
圖1 Java異常類層次結(jié)構(gòu)圖
在 Java 中，所有的異常都有一個(gè)共同的祖先 Throwable（可拋出）颅和。Throwable 指定代碼中可用異常傳播機(jī)制通過 Java 應(yīng)用程序傳輸?shù)娜魏螁栴}的共性傅事。 Throwable： 有兩個(gè)重要的子類：Exception（異常）和 Error（錯(cuò)誤），二者都是 Java 異常處理的重要子類峡扩，各自都包含大量子類蹭越。
Error（錯(cuò)誤）:是程序無法處理的錯(cuò)誤，表示運(yùn)行應(yīng)用程序中較嚴(yán)重問題教届。大多數(shù)錯(cuò)誤與代碼編寫者執(zhí)行的操作無關(guān)响鹃，而表示代碼運(yùn)行時(shí) JVM（Java 虛擬機(jī)）出現(xiàn)的問題。例如案训，Java虛擬機(jī)運(yùn)行錯(cuò)誤（Virtual MachineError）买置，當(dāng) JVM 不再有繼續(xù)執(zhí)行操作所需的內(nèi)存資源時(shí)，將出現(xiàn) OutOfMemoryError萤衰。這些異常發(fā)生時(shí)堕义，Java虛擬機(jī)（JVM）一般會(huì)選擇線程終止。
這些錯(cuò)誤表示故障發(fā)生于虛擬機(jī)自身脆栋、或者發(fā)生在虛擬機(jī)試圖執(zhí)行應(yīng)用時(shí)，如Java虛擬機(jī)運(yùn)行錯(cuò)誤（Virtual MachineError）洒擦、類定義錯(cuò)誤（NoClassDefFoundError）等椿争。這些錯(cuò)誤是不可查的，因?yàn)樗鼈冊趹?yīng)用程序的控制和處理能力之 外熟嫩，而且絕大多數(shù)是程序運(yùn)行時(shí)不允許出現(xiàn)的狀況秦踪。對(duì)于設(shè)計(jì)合理的應(yīng)用程序來說，即使確實(shí)發(fā)生了錯(cuò)誤，本質(zhì)上也不應(yīng)該試圖去處理它所引起的異常狀況椅邓。在 Java中柠逞，錯(cuò)誤通過Error的子類描述。
Exception（異常）:是程序本身可以處理的異常景馁。
Exception 類有一個(gè)重要的子類 RuntimeException板壮。RuntimeException 類及其子類表示“JVM 常用操作”引發(fā)的錯(cuò)誤。例如合住，若試圖使用空值對(duì)象引用绰精、除數(shù)為零或數(shù)組越界，則分別引發(fā)運(yùn)行時(shí)異常（NullPointerException透葛、ArithmeticException）和 ArrayIndexOutOfBoundException笨使。
注意：異常和錯(cuò)誤的區(qū)別：異常能被程序本身可以處理，錯(cuò)誤是無法處理僚害。
通常硫椰，Java的異常(包括Exception和Error)分為可查的異常（checked exceptions）和不可查的異常（unchecked exceptions）。
可查異常（編譯器要求必須處置的異常）：正確的程序在運(yùn)行中萨蚕，很容易出現(xiàn)的最爬、情理可容的異常狀況∶挪恚可查異常雖然是異常狀況爱致，但在一定程度上它的發(fā)生是可以預(yù)計(jì)的，而且一旦發(fā)生這種異常狀況寒随，就必須采取某種方式進(jìn)行處理糠悯。
除了RuntimeException及其子類以外，其他的Exception類及其子類都屬于可查異常妻往。這種異常的特點(diǎn)是Java編譯器會(huì)檢查它互艾，也就是說，當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常讯泣，要么用try-catch語句捕獲它纫普，要么用throws子句聲明拋出它，否則編譯不會(huì)通過好渠。
不可查異常(編譯器不要求強(qiáng)制處置的異常):包括運(yùn)行時(shí)異常（RuntimeException與其子類）和錯(cuò)誤（Error）昨稼。
Exception 這種異常分兩大類運(yùn)行時(shí)異常和非運(yùn)行時(shí)異常(編譯異常)。程序中應(yīng)當(dāng)盡可能去處理這些異常拳锚。
運(yùn)行時(shí)異常：都是RuntimeException類及其子類異常假栓，如NullPointerException(空指針異常)、IndexOutOfBoundsException(下標(biāo)越界異常)等霍掺，這些異常是不檢查異常匾荆，程序中可以選擇捕獲處理拌蜘，也可以不處理。這些異常一般是由程序邏輯錯(cuò)誤引起的牙丽，程序應(yīng)該從邏輯角度盡可能避免這類異常的發(fā)生简卧。
運(yùn)行時(shí)異常的特點(diǎn)是Java編譯器不會(huì)檢查它，也就是說烤芦，當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常举娩，即使沒有用try-catch語句捕獲它，也沒有用throws子句聲明拋出它拍棕，也會(huì)編譯通過晓铆。 非運(yùn)行時(shí)異常 （編譯異常）：是RuntimeException以外的異常，類型上都屬于Exception類及其子類绰播。從程序語法角度講是必須進(jìn)行處理的異常骄噪，如果不處理，程序就不能編譯通過蠢箩。如IOException链蕊、SQLException等以及用戶自定義的Exception異常，一般情況下不自定義檢查異常谬泌。
4.處理異常機(jī)制
在 Java 應(yīng)用程序中滔韵，異常處理機(jī)制為：拋出異常，捕捉異常掌实。
拋出異常：當(dāng)一個(gè)方法出現(xiàn)錯(cuò)誤引發(fā)異常時(shí)陪蜻，方法創(chuàng)建異常對(duì)象并交付運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)，異常對(duì)象中包含了異常類型和異常出現(xiàn)時(shí)的程序狀態(tài)等異常信息贱鼻。運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)負(fù)責(zé)尋找處置異常的代碼并執(zhí)行宴卖。
捕獲異常 ：在方法拋出異常之后，運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)將轉(zhuǎn)為尋找合適的異常處理器（exception handler）邻悬。潛在的異常處理器是異常發(fā)生時(shí)依次存留在調(diào)用棧中的方法的集合症昏。當(dāng)異常處理器所能處理的異常類型與方法拋出的異常類型相符時(shí)，即為合適 的異常處理器父丰。運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)從發(fā)生異常的方法開始肝谭，依次回查調(diào)用棧中的方法，直至找到含有合適異常處理器的方法并執(zhí)行蛾扇。當(dāng)運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)遍歷調(diào)用棧而未找到合適 的異常處理器攘烛，則運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)終止。同時(shí)屁桑，意味著Java程序的終止医寿。
對(duì)于運(yùn)行時(shí)異常、錯(cuò)誤或可查異常蘑斧，Java技術(shù)所要求的異常處理方式有所不同。
由于運(yùn)行時(shí)異常的不可查性，為了更合理竖瘾、更容易地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序沟突，Java規(guī)定，運(yùn)行時(shí)異常將由Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)拋出捕传，允許應(yīng)用程序忽略運(yùn)行時(shí)異常惠拭。
對(duì)于方法運(yùn)行中可能出現(xiàn)的Error，當(dāng)運(yùn)行方法不欲捕捉時(shí)庸论，Java允許該方法不做任何拋出聲明职辅。因?yàn)椋蠖鄶?shù)Error異常屬于永遠(yuǎn)不能被允許發(fā)生的狀況聂示，也屬于合理的應(yīng)用程序不該捕捉的異常域携。
對(duì)于所有的可查異常，Java規(guī)定：一個(gè)方法必須捕捉鱼喉，或者聲明拋出方法之外秀鞭。也就是說，當(dāng)一個(gè)方法選擇不捕捉可查異常時(shí)扛禽，它必須聲明將拋出異常锋边。
能夠捕捉異常的方法，需要提供相符類型的異常處理器编曼。所捕捉的異常豆巨，可能是由于自身語句所引發(fā)并拋出的異常，也可能是由某個(gè)調(diào)用的方法或者Java運(yùn)行時(shí) 系統(tǒng)等拋出的異常掐场。也就是說往扔，一個(gè)方法所能捕捉的異常，一定是Java代碼在某處所拋出的異常刻肄。簡單地說瓤球，異常總是先被拋出敏弃，后被捕捉的卦羡。
任何Java代碼都可以拋出異常，如：自己編寫的代碼麦到、來自Java開發(fā)環(huán)境包中代碼绿饵，或者Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)。無論是誰瓶颠，都可以通過Java的throw語句拋出異常拟赊。
從方法中拋出的任何異常都必須使用throws子句。
捕捉異常通過try-catch語句或者try-catch-finally語句實(shí)現(xiàn)粹淋。
總體來說吸祟，Java規(guī)定：對(duì)于可查異常必須捕捉瑟慈、或者聲明拋出。允許忽略不可查的RuntimeException和Error屋匕。
4.1 捕獲異常：try葛碧、catch 和 finally
1.try-catch語句
在Java中，異常通過try-catch語句捕獲过吻。其一般語法形式為：
try {
// 可能會(huì)發(fā)生異常的程序代碼
} catch (Type1 id1){
// 捕獲并處置try拋出的異常類型Type1
}
catch (Type2 id2){
//捕獲并處置try拋出的異常類型Type2
}
關(guān)鍵詞try后的一對(duì)大括號(hào)將一塊可能發(fā)生異常的代碼包起來进泼，稱為監(jiān)控區(qū)域。Java方法在運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常纤虽，則創(chuàng)建異常對(duì)象乳绕。將異常拋出監(jiān)控區(qū)域之 外，由Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)試圖尋找匹配的catch子句以捕獲異常逼纸。若有匹配的catch子句洋措，則運(yùn)行其異常處理代碼，try-catch語句結(jié)束樊展。
匹配的原則是：如果拋出的異常對(duì)象屬于catch子句的異常類呻纹，或者屬于該異常類的子類，則認(rèn)為生成的異常對(duì)象與catch塊捕獲的異常類型相匹配专缠。
例1 捕捉throw語句拋出的“除數(shù)為0”異常雷酪。
public class TestException {
public static void main(String[] args) {
int a = 6;
int b = 0;
try { // try監(jiān)控區(qū)域
if (b == 0) throw new ArithmeticException(); // 通過throw語句拋出異常
System.out.println("a/b的值是：" + a / b);
}
catch (ArithmeticException e) { // catch捕捉異常
System.out.println("程序出現(xiàn)異常，變量b不能為0涝婉。");
}
System.out.println("程序正常結(jié)束哥力。");
}
}
運(yùn)行結(jié)果：程序出現(xiàn)異常，變量b不能為0墩弯。
程序正常結(jié)束吩跋。
例1 在try監(jiān)控區(qū)域通過if語句進(jìn)行判斷，當(dāng)“除數(shù)為0”的錯(cuò)誤條件成立時(shí)引發(fā)ArithmeticException異常渔工，創(chuàng)建 ArithmeticException異常對(duì)象锌钮，并由throw語句將異常拋給Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)，由系統(tǒng)尋找匹配的異常處理器catch并運(yùn)行相應(yīng)異 常處理代碼引矩，打印輸出“程序出現(xiàn)異常梁丘，變量b不能為0⊥拢”try-catch語句結(jié)束氛谜，繼續(xù)程序流程。
事實(shí)上区端，“除數(shù)為0”等ArithmeticException值漫，是RuntimException的子類。而運(yùn)行時(shí)異常將由運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)拋出织盼，不需要使用throw語句杨何。
例2 捕捉運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)拋出“除數(shù)為0”引發(fā)的ArithmeticException異常酱塔。
public static void main(String[] args) {
int a = 6;
int b = 0;
try {
System.out.println("a/b的值是：" + a / b);
} catch (ArithmeticException e) {
System.out.println("程序出現(xiàn)異常，變量b不能為0晚吞。");
}
System.out.println("程序正常結(jié)束延旧。");
}
}
運(yùn)行結(jié)果：程序出現(xiàn)異常谋国，變量b不能為0槽地。
程序正常結(jié)束。
例2 中的語句：
System.out.println("a/b的值是：" + a/b);
在運(yùn)行中出現(xiàn)“除數(shù)為0”錯(cuò)誤芦瘾，引發(fā)ArithmeticException異常捌蚊。運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)創(chuàng)建異常對(duì)象并拋出監(jiān)控區(qū)域，轉(zhuǎn)而匹配合適的異常處理器catch近弟，并執(zhí)行相應(yīng)的異常處理代碼缅糟。
由于檢查運(yùn)行時(shí)異常的代價(jià)遠(yuǎn)大于捕捉異常所帶來的益處，運(yùn)行時(shí)異常不可查祷愉。Java編譯器允許忽略運(yùn)行時(shí)異常窗宦，一個(gè)方法可以既不捕捉，也不聲明拋出運(yùn)行時(shí)異常二鳄。
例3 不捕捉赴涵、也不聲明拋出運(yùn)行時(shí)異常。
public class TestException {
public static void main(String[] args) {
int a, b;
a = 6;
b = 0; // 除數(shù)b 的值為0
System.out.println(a / b);
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero at Test.TestException.main(TestException.java:8)
例4 程序可能存在除數(shù)為0異常和數(shù)組下標(biāo)越界異常订讼。
public class TestException {
public static void main(String[] args) {
int[] intArray = new int[3];
try {
for (int i = 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 (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
System.out.println("intArray數(shù)組下標(biāo)越界異常髓窜。");
} catch (ArithmeticException e) {
System.out.println("除數(shù)為0異常。");
}
System.out.println("程序正常結(jié)束欺殿。");
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
intArray[0] = 0
intArray[0]模 -2的值: 0
intArray[1] = 1
intArray[1]模 -1的值: 0
intArray[2] = 2
除數(shù)為0異常寄纵。
程序正常結(jié)束。
例4 程序可能會(huì)出現(xiàn)除數(shù)為0異常脖苏，還可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)組下標(biāo)越界異常程拭。程序運(yùn)行過程中ArithmeticException異常類型是先行匹配的，因此執(zhí)行相匹配的catch語句：
catch (ArithmeticException e){
System.out.println("除數(shù)為0異常棍潘。");
}
需要注意的是恃鞋，一旦某個(gè)catch捕獲到匹配的異常類型，將進(jìn)入異常處理代碼蜒谤。一經(jīng)處理結(jié)束山宾，就意味著整個(gè)try-catch語句結(jié)束。其他的catch子句不再有匹配和捕獲異常類型的機(jī)會(huì)鳍徽。
Java通過異常類描述異常類型资锰，異常類的層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。對(duì)于有多個(gè)catch子句的異常程序而言阶祭，應(yīng)該盡量將捕獲底層異常類的catch子 句放在前面绷杜，同時(shí)盡量將捕獲相對(duì)高層的異常類的catch子句放在后面直秆。否則，捕獲底層異常類的catch子句將可能會(huì)被屏蔽鞭盟。
RuntimeException異常類包括運(yùn)行時(shí)各種常見的異常圾结，ArithmeticException類和ArrayIndexOutOfBoundsException類都是它的子類。因此齿诉，RuntimeException異常類的catch子句應(yīng)該放在 最后面筝野，否則可能會(huì)屏蔽其后的特定異常處理或引起編譯錯(cuò)誤。
