Java异常处理机制(经典)

         异常处理已经成为衡量一门语言是否成熟的标准之一。目前主流的编程语言如，C++、C#、Java都提供了异常处理机制。增加异常处理机制使程序有更好的兼容性、健壮性。

         异常处理是程序设计中一个非常重要的方面，也是程序设计的一大难点，从C开始，也许已用if...else...来控制异常了，也许是自发的，然而这种控制异常痛苦，同一个异常或者错误如果多个地方出现，都要做相同处理，感觉相当麻烦!

　　Java语言在设计的当初就考虑到这些问题，提出异常处理的框架的方案，所有的异常都可以用一个类型来表示，不同类型的异常对应不同的子类异常(这里的异常包括错误概念)，定义异常处理的规范，在1.4版本以后增加了异常链机制，从而便于跟踪异常!

  

 先从Java异常类继承关系  最顶级Throwable类说起：

Throwable 可抛出的（是Object的子类）
Throwable 类是 Java 语言中所有错误或异常的超类。只有当对象是此类（或其子类之一）的实例时，才能通过 Java 虚拟机或者 Java throw 语句抛出。类似地，只有此类或其子类之一才可以是 catch 子句中的参数类型。 

两个子类的实例，Error 和 Exception，通常用于指示发生了异常情况。通常，这些实例是在异常情况的上下文中新近创建的，因此包含了相关的信息（比如堆栈跟踪数据）。


Throwable类中的常用方法
注意：catch关键字后面括号中的Exception类型的参数e。Exception就是try代码块传递给catch代码块的变量类型，e就是变量名。catch代码块中语句"e.getMessage();"用于输出错误性质。通常异常处理常用3个函数来获取异常的有关信息:


     getCause()：返回抛出异常的原因。如果 cause 不存在或未知，则返回 null。

　 printStackTrace()：对象的堆栈跟踪输出至错误输出流，作为字段 System.err 的值。

     public String getMessage() 返回此 throwable 的详细消息字符串。

     public void printStackTrace()将此 throwable 及其追踪输出至标准错误流。此方法将此Throwable 对象的堆栈跟踪输出至错误输出流，作为字段 System.err 的值。
     public void printStackTrace(PrintWriter s)将此 throwable 及其追踪输出到指定的 PrintWriter。


  
  Error  是不可修复、不可捕获的、致命的；一般是与编译器相关的问题，如系统崩溃、虚拟机错误、动态链接库失败等。 Java虚拟机（JVM）一般会选择线程终止
  
  Exception 是可以避免的；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。
Java中的异常分为两大类：
　　1.Checked Exception（检查型异常）


　　2.Unchecked Exception（Runtime Exception）非可检查型


  1、检查型异常：是编译器要求必须处置的异常，一般 简单的可在编辑时检查出，如拼写错误、包没有导入、括号匹配错误等，这些检查一般的IDE开发工具就能帮我们检测出来。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。如读写文件文件找不到、网络连接失败[事先无法判知]，需要用Try 异常处理语句  或抛出声明。


  2、非可检型查型（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。


      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。但运行时Over。
常见的7类
1、算数异常：针对于除法运算分母为0时
2、空指针异常：对象未初始化时
3、数组下表越界异常
4、数组下标为负异常：数组下标为负数
5、字符串下标越界异常
6、数字格式异常：如将字符串"123a"转化为int 型，格式异常
7、类型转化异常
    java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException 数组索引越界异常。当对数组的索引值为负数或大于等于数组大小时抛出。
    java.lang.ArithmeticException算术条件异常。譬如：整数除零等。
    java.lang.NullPointerException空指针异常。当应用试图在要求使用对象的地方使用了null时，抛出该异常。譬如：调用null对象的实例方
    java.lang.NegativeArraySizeException  数组长度为负异常
    StringIndexOutOfBoundsException 字符串索引超出范围抛出的异常
    ClassCastException    类型转换异常类

异常处理机制


 在 Java 应用程序中，异常处理机制为：1.捕获异常，2.抛出异常。
        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给运行时系统，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。通常是一级一级，向外抛出，异常交给调用它的对象处理。


        捕获异常：采用try...catch语句,在方法调用处捕获异常；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。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。


Java7 提供多异常捕获
在Java7之前，一个catch{}块只能捕获一个异常，Java7开始，一个catch{}可以捕获多个异常，如catch (ArithmeticException e | NullPointerException e1)

try-catch-finally 结构：

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 (Exception e)
    {
        // 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
//常在此关闭物理资源，如连接的数据库、读取的文件等
//面试常考---即使方法已在前面的catch{}中return，finally语句块也会被执行
    }
Java异常处理通过5个关键字try、catch、throw、throws、finally进行管理和实现。基本过程是用try语句块包住要监视的语句[可能出现异常的代码块]，如果在try语句块内出现异常，则异常会被抛出，代码在catch语句块中可以捕获到这个异常并做处理;还有以部分系统生成的异常在Java运行时自动抛出。也可以通过throws关键字在方法上声明该方法要抛出异常，然后在方法内部通过throw抛出异常对象。finally语句块会在方法执行。


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。

抛出异常---见下面的  自定义异常  一起讲解。


自定义异常
　　所谓自定义异常，通常就是自己定义的一个类，继承了Exception类或者它的子类。因为异常必须直接或者间接地继承自Exception类。


　　通常情况下，会直接继承自Exception类，一般不会继承某个运行时的异常类。


　　自定义异常可以用于处理用户登录错误，用户输入错误提示等。


　　自定义异常的例子：


　　自定义一个异常类型：　


public class MyException extends Exception
{
    public MyException()
    {
        super();
    }    
    public MyException(String message)
    {
        super(message);
    }
}


一种异常处理方式：抛出异常；不断一级一级向外抛出，异常交给调用它的对象处理


 public void method(String str) throws MyException          //方法抛出异常
    {
        if(null == str)
        {
            throw new MyException("输入的密码不能为null！");//自定义异常
        }
        else
        {
            System.out.println(str);
        }
    }
//在main方法中调用此方法时，main方法也需throws MyException，继续向外抛出异常
  public static void main(String[] args) throws MyException
 但main方法抛出异常，交给虚拟机处理，结果就是----如果main方法有异常抛出，Java虚拟机直接终止程序




另一种异常处理方式：采用try...catch语句,在方法调用处捕获异常
public static void main(String[] args)
    {
        
        try
        {
            MyException  test = new MyException();
            test.method(null);


        }
        catch (MyException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }    
        finally
        {
            System.out.println("MyException处理完毕");
        }


    }


throws抛出异常：是方法 抛出异常；
如： public void method(String str) throws MyException          //方法抛出异常


throw抛出异常：是出现在函数体中
throw总是出现在函数体中，用来抛出一个Throwable类型的异常。程序会在throw语句后立即终止，它后面的语句执行不到，然后在包含它的所有try块中（可能在上层调用函数中）从里向外寻找含有与其匹配的catch子句的try块。如：throw new MyException("输入的密码不能为null！");



注意：

1.异常捕获时，一定要记住，先捕获小异常，再捕获大异常。也就是说---需要将父类型的catch块放到子类型的catch块之后，这样才能保证后续的catch块可能被执行，否则子类型的catch块将永远无法到达，Java编译器会报错。如果异常类型是独立的，那么它们的前后顺序没有要求。
2.一个try后面可以跟多个catch，但不管多少个，最多只会有一个catch块被执行。也就是说---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。但finally{}语句块一定执行。