Java异常详解

一、异常

１、异常的概述

　　1）异常：就是程序在运行时出现不正常情况。
　　2）异常由来：问题也是现实生活中一个具体的事物，也可以通过java类的形式进行描述。并封装成对象。其实就是java对不正常情况进行描述后的对象体现。

２、异常的体系

　　对于问题的划分有两种：一种是严重的问题，java通过Error类对其进行描述，对于Error一般不编写针对性代码进行处理；一种是非严重的问题，java通过Exception类对其进行描述，对于Exception可以使用针对性的处理方式进行处理。无论Error或者Exception都具有一些共性内容。比如：不正常情况的信息，引发原因等。将它们向上提取，可以得到Java中所以异常的父类Throwable。
　　Throwable
　　　　|–Error
　　　　|–Exception
　　　　　　|–RuntimeException//特殊异常类，抛时不需要声明
　　　　　　|–其他异常类
　　异常体系的特点：
　　　　1、异常体系中的所有类以及建立的对象都具备可抛性。
　　　　2、也就是说可以被throw和throws关键字所操作。
　　　　3、只有异常体系具备这个特点

3、异常的分类

　　unchecked Exception（未检查异常）：任何Error的子类以及RuntimeException的子类都称为未检查异常，编译时不会报错。
　　checked Exception（已检查异常）：其他的异常都被称为已检查异常。该异常如果没有被处理（没有抛也，没有try），编译时会报错。
　　所有运行时异常均继承自RuntimeException类，常见的有：

NullPointerException - 空指针引用异常  ClassCastException - 类型强制转换异常。  IllegalArgumentException - 传递非法参数异常。  ArithmeticException - 算术运算异常  ArrayStoreException - 向数组中存放与声明类型不兼容对象异常  IndexOutOfBoundsException - 下标越界异常  NegativeArraySizeException - 创建一个大小为负数的数组错误异常  NumberFormatException - 数字格式异常  SecurityException - 安全异常  UnsupportedOperationException - 不支持的操作异常

４、声明并抛出异常

　　Java中使用throws关键字用来声明异常，自己并不处理异常，而是将该异常传递给调用者，让调用者去处理这个异常。throw关键字用来抛出异常。throws用在方法头上，后面跟的是异常的类；throw用在方法体中，后面跟的是一个异常的对象。

1)声明异常

　　Java方法使用throws关键字在其方法头中声明可能抛出的异常。例如，Java中的BufferrdReader类中的readLine方法。
　　public String readLine() throws IOException
　　该方法头表明方法会返回一个字符串，同时也可能抛出一个IOException异常对象。如果一个方法要抛出多个异常，可以用逗号将它们分开。
　　public void method() throws IOException,MalformedURIException
　　
　　什么时候需要在方法头中使用throws关键字呢？
　　a、调用了一个会抛出checked Exception的方法，如readLine方法。
　　b、程序运行中发生错误，并且用throw（不是throws）关键字抛出一个checked Exception。
　　
　　注意：a、不需要声明Java的内部错误，也就是那些从Error类继承来的错误。
　　b、不应该声明从RuntimeException继承来的异常。
　　
　　总之，一个方法必须声明它可能抛出的全部checked Exception，而unchecked Exception要么是不可控制的（Error），要么是开发人员应该避免的（RuntimeException）。如果方法没有声明所有checked Exception，则编译器会给出错误信息。

2)抛出异常

　　假设有一个ShenXian类，类中有一个shiFa方法。正常情况下，每个神仙都可以变法术，但法术也有偶尔失灵的情况（异常）。此时，可以有shiFa这个方法抛出一个Exception异常对象。

class ShenXian{    //连续五次施法则法术失灵    public  void shiFa(int i) throws Exception{//使用throw关键字在shiFa这个方法头上声明异常        if(i == 5){            throw new Exception();//使用throw关键字抛出自定义异常对象。        }        System.out.println("第"+i+"次施法成功");    }    public static void main(String [] args) throws Exception{//使用throws关键字声明异常并将异常传给JVM        ShenXian shenxian = new ShenXian();//建立一个ShenXian类的对象        for (int i = 1; i < 7;i++){            shenxian.shiFa(i);        }    }}

　　运行结果：

第1次施法成功第2次施法成功第3次施法成功第4次施法成功Exception in thread "main" java.lang.Exception        at ShenXian.shiFa(ShenXian.java:5)        at ShenXian.main(ShenXian.java:12)

　　shiFa这个方法头上用throws声明了可能发生的异常，并将该异常交给它的调用者去处理，它的调用者是主函数，也就是说让主函数去处理。但是主函数也用throws关键字声明了异常，并将该异常交给它的调用者去处理，它的调用者是JVM。也就是说，如果shiFa这个方法运行时发生了异常，它会用throw关键字抛出一个异常对象，这个对象最后会被传给虚拟机，交由虚拟机去处理。从打印出来的代码来看，前四次施法都成功了，打印出了代表施法成功的语句，当准备进行第5次时施法时，发现i == 5 这个条件满足，然后开始执行throw new Exception();这条语句，抛出了一个异常对象，交给了主函数，主函数又将该异常对象交给了JVM，JVM调用默认处理异常的方法，在屏幕上打印出相关的异常信息。

5、处理异常

　　如果一个Java方法碰到异常，有两种处理方式：一是在方法内捕获（try-catch）这个异常，二是将异常声明（throws），由调用该方法的上级方法处理。对于第一种处理方式，一般采用try-catch-finally三段论的方式，代码格式如下：

try{    需要被检测的代码；}catch(异常类 变量){    处理异常的代码（处理方式）}finally{    无论是否发生异常都会执行的代码    释放资源，如关闭I/O流，断开数据库连接。}

结合下面代码进行分析：

class Demo{    int div(int a,int b) throws ArithmeticException{        return a/b;                         }}class Test{    public static void main(String [] args){        Demo d = new Demo();        System.out.println("除法运算开始");        try{            int x = d.div(4,0);            System.out.println("运算结果x="+x);        }        catch(Exception e){            System.out.println("Exception：除数不能为零");        }        finally{            System.out.println("清理除法运算后的垃圾");        }    }}

运行结果：

除法运算开始Exception：除数不能为零清理除法运算后的垃圾

　　Demo类中的div方法头中用throws声明了ArithmeticException异常，也就是说如果div方法运行时出现了异常，会将该异常交给它的调用者（主函数）去处理，主函数处理的方式就是使用try-catch-finally三段论方式。结合打印结果来分析，虚拟机执行完System.out.println("除法运算开始");这条语句后，开始执行try代码块中的被检测语句，首先执行的是int x = d.div(4,0);这条语句，因为要调用div方法，且div方法有throws声明了异常，所以div方法会抛出一个ArithmeticException异常对象给try代码块，try代码块会结合该异常对象来分析被检测代码是否属于这类异常，由于Java中的ArithmeticException异常类定义了除数不能为零，所以检测结果是int x = d.div(4,0);这条语句确实属于ArithmeticException异常，这时候JVM就不在继续执行异常代码下面的代码了，也就是不执行System.out.println("运算结果x="+x);这条语句了，并且会将由int x = d.div(4,0);引起的异常交给相对应参数的catch代码块，然后JVM就会执行catch代码块中的处理该异常的方法。
　　处理语句的其他格式：
　　a、

try{}catch{}

b、

try{}finally{}

6、自定义异常类

　　虽然Java语言提供了许多异常种类，但是有些时候这些异常仍然不够用。例如，假设要设计一个给小学低年级学生使用的计算器，该计算器在执行减法运算时要保证减数不能大于被减数，如果发生了这种错误，则要抛出一个异常。但是Java异常体系中没有定义这样一个异常，此时就有必要建立一个自己的异常类。
　　建立一个自己的异常类很简单，步骤是新建一个类，并使该类继承Exception（一般都会选择直接继承Exception，或者继承RuntimeException以及它的子类这两种情况）。先来看下IOException源码是如何继承Exception的？

public class IOException extends Exception{    static final long serialVersionUID = 7818375828146090155L;    public IOException(){        super();    }    public IOException(String message){        super(message);    }    public IOException(String message,Throwable cause){        super(message,cause);    }    public IOException(Throwable cause){        super(cause);    }}

　　类IOException直接继承了Exception，然后覆盖了Exception中的各个构造方法。我们可以参照它来建立我们自己的异常类。

public class BasicCalculator{    //减法运算    //使用throws关键字声明SubstractException异常，并将异常传给调用者处理。    public int substract(int i,int j) throws SubstractException{        if(i < j){            SubstractException e = new SubstractException();            throw e;//使用throw关键字抛出一个SubstractException异常对象。        }        else{            return i-j;        }    }    //加法运算    //使用throws关键字声明ArithmeticException异常，并将异常传给调用者处理。    public int add(int i,int j) throws NegativeException{        if(i < 0 || j < 0){            throw  new ArithmeticException();        }        return i+j;    }    //减法异常    class SubstractException extends ArithmeticException{        public SubstractException(){            super("减数大于被减数");        }    }    //负数异常    class NegativeException extends ArithmeticException{        public NegativeException(){            super("出现负数的异常");        }    }    public static void main(String [] args){        BasicCalculator cal = new BasicCalculator();        cal.add(2,5);        cal.add(-2,-3);        cal.substract(2,3);    }}

运行结果：

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException        at BasicCalculator.add(BasicCalculator.java:17)        at BasicCalculator.main(BasicCalculator.java:37)

　　从程序运行的结果看，其报错机制与Java语言自带的异常类没有什么不同。

７、异常的其他事项

１）异常的好处：

　　　　a、将问题进行封装。
　　　　b、将正常流程代码和问题处理代码相分离，方便于阅读

2）异常的处理原则：

　　ａ、处理方式有两种：try或者 throws。
　　ｂ、调用到抛出异常的功能时，抛出几个，就处理几个。一个try对应多个catch。
　　ｃ、多个catch时，父类的catch放到最下面。否则编译会报错，因为其余的catch语句执行不到。
　　ｄ、catch内，需要定义针对性的处理方式。不要简单的定义printStackTrace，输出语句。也不要不写。当捕获到的异常，本功能处理不了时，可以继续在catch中抛出。例如，

try{    throw new AException();}catch (AException e){    throw e;}

　　如果该异常处理不了，但并不属于该功能出现的异常。可以将异常转换后，在抛出和该功能相关的异常。或者异常可以处理，当需要将异常产生后和本功能相关的问题提供出去，让调用者知道并处理。也可以将捕获异常处理后，转换新的异常。这样就好比在给别人转账时，如果ATM机出现故障，这时可以另外找地方去转，也可以告诉对方，转账不成功。

try{         throw new AException();}catch (AException e){         对AException处理；         throw new BException();}

2）异常的注意事项：

　　Ａ、异常在子父类覆盖中的体现：
　　　　a,子类抛出的异常必须是父类的异常的子类或者子集。
　　　　b,如果父类或者接口没有异常抛出时，子类覆盖出现异常，只能try不能抛。
　　　　

/*Exception     |--AException        |--BException    |--CException*/class AException extends Exception{}class BException extends AException{}class CException extends Exception{}class Fu{    void show()throws AException{    }}class Test{    void function(Fu f){        try{            f.show();        }        catch (AException e){        }    }}class Zi extends Fu{    void show()throws CException{        //如果这里子类抛出CException，父类中的catch就无法处理，        //这样就会导致编译失败，所以子类只能抛出父类中的异常或子集    }}

　　B、问题在内部被解决就不需要声明。
　　C、catch是用于处理异常。如果没有catch就代表异常没有被处理，如果该异常是checked Exception，那么必须声明。