Java异常

一、Java异常简介

Java异常是Java提供的一种识别及响应错误的一致性机制。
Java异常机制可以使程序中异常处理代码和正常业务代码分离，保证程序代码更加优雅，并提高程序健壮性。在有效使用异常的情况下，异常能清晰的回答what, where, why这3个问题：异常类型回答了“什么”被抛出，异常堆栈跟踪回答了“在哪“抛出，异常信息回答了“为什么“会抛出。

Java异常机制用到的几个关键字：try、catch、finally、throw、throws。

一、了解try和catch基本用法

• try -- 用于监听。将要被监听的代码(可能抛出异常的代码)放在try语句块之内，当try语句块内发生异常时，异常就被抛出。
• catch -- 用于捕获异常。catch用来捕获try语句块中发生的异常。

示例代码：

public class Demo1{
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int i = 10/0;
            System.out.println("i="+i); 
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("Caught Exception"); 
            System.out.println("e.getMessage(): " + e.getMessage()); 
            System.out.println("e.toString(): " + e.toString()); 
            System.out.println("e.printStackTrace():");
            e.printStackTrace(); 
        }
    }
}

运行结果：

Caught Exception
e.getMessage(): / by zero
e.toString(): java.lang.ArithmeticException: / by zero
e.printStackTrace():
java.lang.ArithmeticException: / by zero
    at Demo1.main(Demo1.java:6)

结果说明：

在try语句块中有除数为0的操作，该操作会抛出java.lang.ArithmeticException异常。通过catch，对该异常进行捕获。
观察结果我们发现，并没有执行System.out.println("i="+i)。这说明try语句块发生异常之后，try语句块中的剩余内容就不会再被执行了。

二、了解finally的基本用法　

• finally  -- finally语句块总是会被执行。它主要用于回收在try块里打开的物力资源(如数据库连接、网络连接和磁盘文件)。只有finally块，执行完成之后，才会回来执行try或者catch块中的return或者throw语句，如果finally中使用了return或者throw等终止方法的语句，则就不会跳回执行，直接停止。

示例代码：

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int i = 10/0;
            System.out.println("i="+i); 
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("Caught Exception"); 
            System.out.println("e.getMessage(): " + e.getMessage()); 
            System.out.println("e.toString(): " + e.toString()); 
            System.out.println("e.printStackTrace():");
            e.printStackTrace(); 
        } finally {
            System.out.println("run finally");
        }
    }
}

运行结果：

Caught Exception
e.getMessage(): / by zero
e.toString(): java.lang.ArithmeticException: / by zero
e.printStackTrace():
java.lang.ArithmeticException: / by zero
    at Demo2.main(Demo2.java:6)
run finally

结果说明：最终执行了finally语句块。

三、了解throws和throw的基本用法

• throw -- 用于抛出异常。
• throws -- 用在方法签名中，用于声明该方法可能抛出的异常。

示例代码：

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

public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            test();
        } catch (MyException e) {
            System.out.println("Catch My Exception");
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void test() throws MyException{
        try {
            int i = 10/0;
            System.out.println("i="+i); 
        } catch (ArithmeticException e) {
            throw new MyException("This is MyException"); 
        }
    }
}

输出结果：

Catch My Exception
MyException: This is MyException
    at Demo3.test(Demo3.java:24)
    at Demo3.main(Demo3.java:13)

结果说明：

　　MyException是继承于Exception的子类。test()的try语句块中产生ArithmeticException异常(除数为0)，并在catch中捕获该异常；接着抛出MyException异常。main()方法对test()中抛出的MyException进行捕获处理。

二、Java异常框架

Exception 类的层次

所有的异常类是从java.lang.Exception类继承的子类。
Exception 类是Throwable类的子类。除了Exception类外，Throwable还有一个子类Error 。
Java程序通常不捕获错误。错误一般发生在严重故障时，它们在Java程序处理的范畴之外。
Error用来指示运行时环境发生的错误。
例如，JVM 内存溢出。一般地，程序不会从错误中恢复。
异常类有两个主要的子类：IOException 类和 RuntimeException 类。

1. Throwable
　　Throwable是 Java 语言中所有错误或异常的超类。
　　Throwable包含两个子类: Error 和 Exception。它们通常用于指示发生了异常情况。
　　Throwable包含了其线程创建时线程执行堆栈的快照，它提供了printStackTrace()等接口用于获取堆栈跟踪数据等信息。
2. Exception
　　Exception及其子类是 Throwable 的一种形式，它指出了合理的应用程序想要捕获的条件。
3. RuntimeException
　　RuntimeException是那些可能在 Java 虚拟机正常运行期间抛出的异常的超类。
　　编译器不会检查RuntimeException异常。例如，除数为零时，抛出ArithmeticException异常。RuntimeException是ArithmeticException的超类。当代码发生除数为零的情况时倘若既"没有通过throws声明抛出ArithmeticException异常"，也"没有通过try...catch...处理该异常"，也能通过编译。这就是我们所说的"编译器不会检查RuntimeException异常"！
　　如果代码会产生RuntimeException异常，则需要通过修改代码进行避免。例如，若会发生除数为零的情况，则需要通过代码避免该情况的发生！
4. Error
　　和Exception一样，Error也是Throwable的子类。它用于指示合理的应用程序不应该试图捕获的严重问题，大多数这样的错误都是异常条件。和RuntimeException一样，编译器也不会检查Error。

Java将可抛出(Throwable)的结构分为三种类型:被检查的异常(Checked Exception)，运行时异常(RuntimeException)和错误(Error)。

(01) 运行时异常
定义: RuntimeException及其子类都被称为运行时异常。
特点: 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时，倘若既"没有通过throws声明抛出它"，也"没有用try-catch语句捕获它"，还是会编译通过。例如，除数为零时产生的ArithmeticException异常，数组越界时产生的IndexOutOfBoundsException异常，fail-fail机制产生的ConcurrentModificationException异常等，都属于运行时异常。虽然Java编译器不会检查运行时异常，但是我们也可以通过throws进行声明抛出，也可以通过try-catch对它进行捕获处理。如果产生运行时异常，则需要通过修改代码来进行避免。例如，若会发生除数为零的情况，则需要通过代码避免该情况的发生！

(02) 被检查的异常
定义: Exception类本身，以及Exception的子类中除了"运行时异常"之外的其它子类都属于被检查异常。
特点: Java编译器会检查它。此类异常，要么通过throws进行声明抛出，要么通过try-catch进行捕获处理，否则不能通过编译。例如，CloneNotSupportedException就属于被检查异常。当通过clone()接口去克隆一个对象，而该对象对应的类没有实现Cloneable接口，就会抛出CloneNotSupportedException异常。被检查异常通常都是可以恢复的。

(03) 错误
定义: Error类及其子类。
特点: 和运行时异常一样，编译器也不会对错误进行检查。当资源不足、约束失败、或是其它程序无法继续运行的条件发生时，就产生错误。程序本身无法修复这些错误的。例如，VirtualMachineError就属于错误。按照Java惯例，我们是不应该是实现任何新的Error子类的！

三、异常的分类

（1）、声明自定义异常
在 Java 中你可以自定义异常。编写自己的异常类时需要记住下面的几点。

• 所有异常都必须是 Throwable 的子类。
• 如果希望写一个检查性异常类，则需要继承 Exception 类。
• 如果你想写一个运行时异常类，那么需要继承 RuntimeException 类。

可以像下面这样定义自己的异常类：

class MyException extends Exception{
}

只继承Exception 类来创建的异常类是检查性异常类。
下面的 InsufficientFundsException 类是用户定义的异常类，它继承自 Exception。
一个异常类和其它任何类一样，包含有变量和方法。

（2）、通用异常

在Java中定义了两种类型的异常和错误。

• JVM(Java虚拟机) 异常：由 JVM 抛出的异常或错误。例如：NullPointerException 类，ArrayIndexOutOfBoundsException 类，ClassCastException 类。
• 程序级异常：由程序或者API程序抛出的异常。例如 IllegalArgumentException 类，IllegalStateException 类。