深入理解java異常處理機(jī)制
try…catch…finally恐怕是大家再熟悉不過(guò)的語(yǔ)句了,而且感覺(jué)用起來(lái)也是很簡(jiǎn)單,邏輯上似乎也是很容易理解。不過(guò),我親自體驗(yàn)的“教訓(xùn)”告訴我,這個(gè)東西可不是想象中的那么簡(jiǎn)單、聽話。不信?那你看看下面的代碼,“猜猜”它執(zhí)行后的結(jié)果會(huì)是什么?不要往后看答案、也不許執(zhí)行代碼看真正答案哦。如果你的答案是正確,那么這篇文章你就不用浪費(fèi)時(shí)間看啦。
package Test; public class TestException { public TestException() { }boolean testEx() throws Exception { boolean ret = true; try { ret = testEx1(); } catch (Exception e) { System.out.println("testEx, catch exception"); ret = false; throw e; } finally { System.out.println("testEx, finally; return value=" + ret); return ret; } }boolean testEx1() throws Exception { boolean ret = true; try { ret = testEx2(); if (!ret) { return false; } System.out.println("testEx1, at the end of try"); return ret; } catch (Exception e) { System.out.println("testEx1, catch exception"); ret = false; throw e; } finally { System.out.println("testEx1, finally; return value=" + ret); return ret; } }boolean testEx2() throws Exception { boolean ret = true; try { int b = 12; int c; for (int i = 2; i >= -2; i--) { c = b / i; System.out.println("i=" + i); } return true; } catch (Exception e) { System.out.println("testEx2, catch exception"); ret = false; throw e; } finally { System.out.println("testEx2, finally; return value=" + ret); return ret; } }public static void main(String[] args) { TestException testException1 = new TestException(); try { testException1.testEx(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }
你的答案是什么?是下面的答案嗎?
i=2i=1testEx2, catch exceptiontestEx2, finally; return value=falsetestEx1, catch exceptiontestEx1, finally; return value=falsetestEx, catch exceptiontestEx, finally; return value=false
如果你的答案真的如上面所說(shuō),那么你錯(cuò)啦。^_^,那就建議你仔細(xì)看一看這篇文章或者拿上面的代碼按各種不同的情況修改、執(zhí)行、測(cè)試,你會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多事情不是原來(lái)想象中的那么簡(jiǎn)單的?,F(xiàn)在公布正確答案:
i=2i=1testEx2, catch exceptiontestEx2, finally; return value=falsetestEx1, finally; return value=falsetestEx, finally; return value=false
注意說(shuō)明:
finally語(yǔ)句塊不應(yīng)該出現(xiàn) 應(yīng)該出現(xiàn)return。上面的return ret最好是其他語(yǔ)句來(lái)處理相關(guān)邏輯。
2.JAVA異常異常指不期而至的各種狀況,如:文件找不到、網(wǎng)絡(luò)連接失敗、非法參數(shù)等。異常是一個(gè)事件,它發(fā)生在程序運(yùn)行期間,干擾了正常的指令流程。Java通 過(guò)API中Throwable類的眾多子類描述各種不同的異常。因而,Java異常都是對(duì)象,是Throwable子類的實(shí)例,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),錯(cuò)誤將引發(fā)異常。
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)。Throwable 指定代碼中可用異常傳播機(jī)制通過(guò) Java 應(yīng)用程序傳輸?shù)娜魏螁?wèn)題的共性。
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,各自都包含大量子類。
Error(錯(cuò)誤):是程序無(wú)法處理的錯(cuò)誤,表示運(yùn)行應(yīng)用程序中較嚴(yán)重問(wèn)題。大多數(shù)錯(cuò)誤與代碼編寫者執(zhí)行的操作無(wú)關(guān),而表示代碼運(yùn)行時(shí) JVM(Java 虛擬機(jī))出現(xiàn)的問(wèn)題。例如,Java虛擬機(jī)運(yùn)行錯(cuò)誤(Virtual MachineError),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。這些異常發(fā)生時(shí),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、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)、類定義錯(cuò)誤(NoClassDefFoundError)等。這些錯(cuò)誤是不可查的,因?yàn)樗鼈冊(cè)趹?yīng)用程序的控制和處理能力之 外,而且絕大多數(shù)是程序運(yùn)行時(shí)不允許出現(xiàn)的狀況。對(duì)于設(shè)計(jì)合理的應(yīng)用程序來(lái)說(shuō),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。在 Java中,錯(cuò)誤通過(guò)Error的子類描述。
Exception(異常):是程序本身可以處理的異常。
Exception 類有一個(gè)重要的子類 RuntimeException。RuntimeException 類及其子類表示“JVM 常用操作”引發(fā)的錯(cuò)誤。例如,若試圖使用空值對(duì)象引用、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、ArithmeticException)和 ArrayIndexOutOfBoundException。
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(wú)法處理。
通常,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,很容易出現(xiàn)的、情理可容的異常狀況??刹楫惓km然是異常狀況,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,就必須采取某種方式進(jìn)行處理。
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。這種異常的特點(diǎn)是Java編譯器會(huì)檢查它,也就是說(shuō),當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常,要么用try-catch語(yǔ)句捕獲它,要么用throws子句聲明拋出它,否則編譯不會(huì)通過(guò)。
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)。
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。
運(yùn)行時(shí)異常:都是RuntimeException類及其子類異常,如NullPointerException(空指針異常)、IndexOutOfBoundsException(下標(biāo)越界異常)等,這些異常是不檢查異常,程序中可以選擇捕獲處理,也可以不處理。這些異常一般是由程序邏輯錯(cuò)誤引起的,程序應(yīng)該從邏輯角度盡可能避免這類異常的發(fā)生。
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(shuō),當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常,即使沒(méi)有用try-catch語(yǔ)句捕獲它,也沒(méi)有用throws子句聲明拋出它,也會(huì)編譯通過(guò)。
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。從程序語(yǔ)法角度講是必須進(jìn)行處理的異常,如果不處理,程序就不能編譯通過(guò)。如IOException、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。
3.處理異常機(jī)制在 Java 應(yīng)用程序中,異常處理機(jī)制為:拋出異常,捕捉異常。
拋出異常:當(dāng)一個(gè)方法出現(xiàn)錯(cuò)誤引發(fā)異常時(shí),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。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。
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)。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。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。運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)從發(fā)生異常的方法開始,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。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,則運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)終止。同時(shí),意味著Java程序的終止。
對(duì)于運(yùn)行時(shí)異常、錯(cuò)誤或可查異常,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、更容易地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序,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,允許應(yīng)用程序忽略運(yùn)行時(shí)異常。
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),Java允許該方法不做任何拋出聲明。因?yàn)?,大多?shù)Error異常屬于永遠(yuǎn)不能被允許發(fā)生的狀況,也屬于合理的應(yīng)用程序不該捕捉的異常。
對(duì)于所有的可查異常,Java規(guī)定:一個(gè)方法必須捕捉,或者聲明拋出方法之外。也就是說(shuō),當(dāng)一個(gè)方法選擇不捕捉可查異常時(shí),它必須聲明將拋出異常。
能夠捕捉異常的方法,需要提供相符類型的異常處理器。所捕捉的異常,可能是由于自身語(yǔ)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。也就是說(shuō),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。簡(jiǎn)單地說(shuō),異??偸窍缺粧伋?,后被捕捉的。
任何Java代碼都可以拋出異常,如:自己編寫的代碼、來(lái)自Java開發(fā)環(huán)境包中代碼,或者Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)。無(wú)論是誰(shuí),都可以通過(guò)Java的throw語(yǔ)句拋出異常。
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(guò)try-catch語(yǔ)句或者try-catch-finally語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)。
總體來(lái)說(shuō),Java規(guī)定:對(duì)于可查異常必須捕捉、或者聲明拋出。允許忽略不可查的RuntimeException和Error。
3.1 捕獲異常:try、catch 和 finally
1.try-catch語(yǔ)句
在Java中,異常通過(guò)try-catch語(yǔ)句捕獲。其一般語(yǔ)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(lái),稱為監(jiān)控區(qū)域。Java方法在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常,則創(chuàng)建異常對(duì)象。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。若有匹配的catch子句,則運(yùn)行其異常處理代碼,try-catch語(yǔ)句結(jié)束。
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,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。
例1 捕捉throw語(yǔ)句拋出的“除數(shù)為0”異常。
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(guò)throw語(yǔ)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。"); } System.out.println("程序正常結(jié)束。"); } }
運(yùn)行結(jié)果:
程序出現(xiàn)異常,變量b不能為0。
程序正常結(jié)束。
例1 在try監(jiān)控區(qū)域通過(guò)if語(yǔ)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,創(chuàng)建 ArithmeticException異常對(duì)象,并由throw語(yǔ)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,打印輸出“程序出現(xiàn)異常,變量b不能為0。”try-catch語(yǔ)句結(jié)束,繼續(xù)程序流程。
事實(shí)上,“除數(shù)為0”等ArithmeticException,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,不需要使用throw語(yǔ)句。
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。
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。"); } System.out.println("程序正常結(jié)束。"); } }
運(yùn)行結(jié)果:
程序出現(xiàn)異常,變量b不能為0。
程序正常結(jié)束。
例2 中的語(yǔ)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,引發(fā)ArithmeticException異常。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,并執(zhí)行相應(yīng)的異常處理代碼。
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(lái)的益處,運(yùn)行時(shí)異常不可查。Java編譯器允許忽略運(yùn)行時(shí)異常,一個(gè)方法可以既不捕捉,也不聲明拋出運(yùn)行時(shí)異常。
例3 不捕捉、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 zeroat 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。
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。"); } catch (ArithmeticException e) { System.out.println("除數(shù)為0異常。"); } System.out.println("程序正常結(jié)束。"); } }
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。
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,還可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)組下標(biāo)越界異常。程序運(yùn)行過(guò)程中ArithmeticException異常類型是先行匹配的,因此執(zhí)行相匹配的catch語(yǔ)句:
catch (ArithmeticException e){System.out.println("除數(shù)為0異常。"); }
需要注意的是,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。一經(jīng)處理結(jié)束,就意味著整個(gè)try-catch語(yǔ)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)。
Java通過(guò)異常類描述異常類型,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,應(yīng)該盡量將捕獲底層異常類的catch子 句放在前面,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。否則,捕獲底層異常類的catch子句將可能會(huì)被屏蔽。
RuntimeException異常類包括運(yùn)行時(shí)各種常見的異常,ArithmeticException類和ArrayIndexOutOfBoundsException類都是它的子類。因此,RuntimeException異常類的catch子句應(yīng)該放在 最后面,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。
2. try-catch-finally語(yǔ)句
try-catch語(yǔ)句還可以包括第三部分,就是finally子句。它表示無(wú)論是否出現(xiàn)異常,都應(yīng)當(dāng)執(zhí)行的內(nèi)容。try-catch-finally語(yǔ)句的一般語(yǔ)法形式為:
try { // 可能會(huì)發(fā)生異常的程序代碼 } catch (Type1 id1) { // 捕獲并處理try拋出的異常類型Type1 } catch (Type2 id2) { // 捕獲并處理try拋出的異常類型Type2 } finally { // 無(wú)論是否發(fā)生異常,都將執(zhí)行的語(yǔ)句塊 }
例5 帶finally子句的異常處理程序。
public class TestException { public static void main(String args[]) { int i = 0; String greetings[] = { " Hello world !", " Hello World !! ", " HELLO WORLD !!!" }; while (i < 4) { try { // 特別注意循環(huán)控制變量i的設(shè)計(jì),避免造成無(wú)限循環(huán) System.out.println(greetings[i++]); } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) { System.out.println("數(shù)組下標(biāo)越界異常"); } finally { System.out.println("--------------------------"); } } } }
運(yùn)行結(jié)果:
Hello world !
————————–
Hello World !!
————————–
HELLO WORLD !!!
————————–
數(shù)組下標(biāo)越界異常
————————–
在例5中,請(qǐng)?zhí)貏e注意try子句中語(yǔ)句塊的設(shè)計(jì),如果設(shè)計(jì)為如下,將會(huì)出現(xiàn)死循環(huán)。如果設(shè)計(jì)為:
try {System.out.println (greetings[i]); i++; }
小結(jié):
try 塊:用于捕獲異常。其后可接零個(gè)或多個(gè)catch塊,如果沒(méi)有catch塊,則必須跟一個(gè)finally塊。catch 塊:用于處理try捕獲到的異常。finally 塊:無(wú)論是否捕獲或處理異常,finally塊里的語(yǔ)句都會(huì)被執(zhí)行。當(dāng)在try塊或catch塊中遇到return語(yǔ)句時(shí),finally語(yǔ)句塊將在方法返回之前被執(zhí)行。在以下4種特殊情況下,finally塊不會(huì)被執(zhí)行:1)在finally語(yǔ)句塊中發(fā)生了異常。2)在前面的代碼中用了System.exit()退出程序。3)程序所在的線程死亡。4)關(guān)閉CPU。
3. try-catch-finally 規(guī)則(異常處理語(yǔ)句的語(yǔ)法規(guī)則):
1) 必須在 try 之后添加 catch 或 finally 塊。try 塊后可同時(shí)接 catch 和 finally 塊,但至少有一個(gè)塊。2) 必須遵循塊順序:若代碼同時(shí)使用 catch 和 finally 塊,則必須將 catch 塊放在 try 塊之后。3) catch 塊與相應(yīng)的異常類的類型相關(guān)。4) 一個(gè) try 塊可能有多個(gè) catch 塊。若如此,則執(zhí)行第一個(gè)匹配塊。即Java虛擬機(jī)會(huì)把實(shí)際拋出的異常對(duì)象依次和各個(gè)catch代碼塊聲明的異常類型匹配,如果異常對(duì)象為某個(gè)異常類型或其子類的實(shí)例,就執(zhí)行這個(gè)catch代碼塊,不會(huì)再執(zhí)行其他的 catch代碼塊5) 可嵌套 try-catch-finally 結(jié)構(gòu)。6) 在 try-catch-finally 結(jié)構(gòu)中,可重新拋出異常。7) 除了下列情況,總將執(zhí)行 finally 做為結(jié)束:JVM 過(guò)早終止(調(diào)用 System.exit(int));在 finally 塊中拋出一個(gè)未處理的異常;計(jì)算機(jī)斷電、失火、或遭遇病毒攻擊。
4. try、catch、finally語(yǔ)句塊的執(zhí)行順序:
1)當(dāng)try沒(méi)有捕獲到異常時(shí):try語(yǔ)句塊中的語(yǔ)句逐一被執(zhí)行,程序?qū)⑻^(guò)catch語(yǔ)句塊,執(zhí)行finally語(yǔ)句塊和其后的語(yǔ)句;
2)當(dāng)try捕獲到異常,catch語(yǔ)句塊里沒(méi)有處理此異常的情況:當(dāng)try語(yǔ)句塊里的某條語(yǔ)句出現(xiàn)異常時(shí),而沒(méi)有處理此異常的catch語(yǔ)句塊時(shí),此異常將會(huì)拋給JVM處理,finally語(yǔ)句塊里的語(yǔ)句還是會(huì)被執(zhí)行,但finally語(yǔ)句塊后的語(yǔ)句不會(huì)被執(zhí)行;
3)當(dāng)try捕獲到異常,catch語(yǔ)句塊里有處理此異常的情況:在try語(yǔ)句塊中是按照順序來(lái)執(zhí)行的,當(dāng)執(zhí)行到某一條語(yǔ)句出現(xiàn)異常時(shí),程序?qū)⑻絚atch語(yǔ)句塊,并與catch語(yǔ)句塊逐一匹配,找到與之對(duì)應(yīng)的處理程序,其他的catch語(yǔ)句塊將不會(huì)被執(zhí)行,而try語(yǔ)句塊中,出現(xiàn)異常之后的語(yǔ)句也不會(huì)被執(zhí)行,catch語(yǔ)句塊執(zhí)行完后,執(zhí)行finally語(yǔ)句塊里的語(yǔ)句,最后執(zhí)行finally語(yǔ)句塊后的語(yǔ)句;
圖示try、catch、finally語(yǔ)句塊的執(zhí)行:
圖2 圖示try、catch、finally語(yǔ)句塊的執(zhí)行
3.2 拋出異常
任何Java代碼都可以拋出異常,如:自己編寫的代碼、來(lái)自Java開發(fā)環(huán)境包中代碼,或者Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)。無(wú)論是誰(shuí),都可以通過(guò)Java的throw語(yǔ)句拋出異常。從方法中拋出的任何異常都必須使用throws子句。
1. throws拋出異常
如果一個(gè)方法可能會(huì)出現(xiàn)異常,但沒(méi)有能力處理這種異常,可以在方法聲明處用throws子句來(lái)聲明拋出異常。例如汽車在運(yùn)行時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)故障,汽車本身沒(méi)辦法處理這個(gè)故障,那就讓開車的人來(lái)處理。
throws語(yǔ)句用在方法定義時(shí)聲明該方法要拋出的異常類型,如果拋出的是Exception異常類型,則該方法被聲明為拋出所有的異常。多個(gè)異常可使用逗號(hào)分割。throws語(yǔ)句的語(yǔ)法格式為:
methodname throws Exception1,Exception2,..,ExceptionN { }
方法名后的throws Exception1,Exception2,…,ExceptionN 為聲明要拋出的異常列表。當(dāng)方法拋出異常列表的異常時(shí),方法將不對(duì)這些類型及其子類類型的異常作處理,而拋向調(diào)用該方法的方法,由他去處理。例如:
import java.lang.Exception; public class TestException { static void pop() throws NegativeArraySizeException { // 定義方法并拋出NegativeArraySizeException異常 int[] arr = new int[-3]; // 創(chuàng)建數(shù)組 }public static void main(String[] args) { // 主方法 try { // try語(yǔ)句處理異常信息 pop(); // 調(diào)用pop()方法 } catch (NegativeArraySizeException e) { System.out.println("pop()方法拋出的異常");// 輸出異常信息 } } }
使用throws關(guān)鍵字將異常拋給調(diào)用者后,如果調(diào)用者不想處理該異常,可以繼續(xù)向上拋出,但最終要有能夠處理該異常的調(diào)用者。
pop方法沒(méi)有處理異常NegativeArraySizeException,而是由main函數(shù)來(lái)處理。
Throws拋出異常的規(guī)則:
1) 如果是不可查異常(unchecked exception),即Error、RuntimeException或它們的子類,那么可以不使用throws關(guān)鍵字來(lái)聲明要拋出的異常,編譯仍能順利通過(guò),但在運(yùn)行時(shí)會(huì)被系統(tǒng)拋出。
2)必須聲明方法可拋出的任何可查異常(checked exception)。即如果一個(gè)方法可能出現(xiàn)受可查異常,要么用try-catch語(yǔ)句捕獲,要么用throws子句聲明將它拋出,否則會(huì)導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤
3)僅當(dāng)拋出了異常,該方法的調(diào)用者才必須處理或者重新拋出該異常。當(dāng)方法的調(diào)用者無(wú)力處理該異常的時(shí)候,應(yīng)該繼續(xù)拋出,而不是囫圇吞棗。
4)調(diào)用方法必須遵循任何可查異常的處理和聲明規(guī)則。若覆蓋一個(gè)方法,則不能聲明與覆蓋方法不同的異常。聲明的任何異常必須是被覆蓋方法所聲明異常的同類或子類。
例如:
void method1() throws IOException{} //合法 //編譯錯(cuò)誤,必須捕獲或聲明拋出IOException void method2(){ method1(); } //合法,聲明拋出IOException void method3()throws IOException { method1(); } //合法,聲明拋出Exception,IOException是Exception的子類 void method4()throws Exception { method1(); } //合法,捕獲IOException void method5(){ try{method1(); }catch(IOException e){…} } //編譯錯(cuò)誤,必須捕獲或聲明拋出Exception void method6(){ try{method1(); }catch(IOException e){throw new Exception();} } //合法,聲明拋出Exception void method7()throws Exception{ try{ method1(); }catch(IOException e){throw new Exception();} }
判斷一個(gè)方法可能會(huì)出現(xiàn)異常的依據(jù)如下:
1)方法中有throw語(yǔ)句。例如,以上method7()方法的catch代碼塊有throw語(yǔ)句。
2)調(diào)用了其他方法,其他方法用throws子句聲明拋出某種異常。例如,method3()方法調(diào)用了method1()方法,method1()方法聲明拋出IOException,因此,在method3()方法中可能會(huì)出現(xiàn)IOException。
2. 使用throw拋出異常
throw總是出現(xiàn)在函數(shù)體中,用來(lái)拋出一個(gè)Throwable類型的異常。程序會(huì)在throw語(yǔ)句后立即終止,它后面的語(yǔ)句執(zhí)行不到,然后在包含它的所有try塊中(可能在上層調(diào)用函數(shù)中)從里向外尋找含有與其匹配的catch子句的try塊。
我們知道,異常是異常類的實(shí)例對(duì)象,我們可以創(chuàng)建異常類的實(shí)例對(duì)象通過(guò)throw語(yǔ)句拋出。該語(yǔ)句的語(yǔ)法格式為:
throw new exceptionname;
例如拋出一個(gè)IOException類的異常對(duì)象:
throw new IOException;
要注意的是,throw 拋出的只能夠是可拋出類Throwable 或者其子類的實(shí)例對(duì)象。下面的操作是錯(cuò)誤的:
throw new String(“exception”);
這是因?yàn)镾tring 不是Throwable 類的子類。
如果拋出了檢查異常,則還應(yīng)該在方法頭部聲明方法可能拋出的異常類型。該方法的調(diào)用者也必須檢查處理拋出的異常。
如果所有方法都層層上拋獲取的異常,最終JVM會(huì)進(jìn)行處理,處理也很簡(jiǎn)單,就是打印異常消息和堆棧信息。如果拋出的是Error或RuntimeException,則該方法的調(diào)用者可選擇處理該異常。
package Test; import java.lang.Exception; public class TestException { static int quotient(int x, int y) throws MyException { // 定義方法拋出異常 if (y < 0) { // 判斷參數(shù)是否小于0 throw new MyException("除數(shù)不能是負(fù)數(shù)"); // 異常信息 } return x/y; // 返回值 } public static void main(String args[]) { // 主方法 int a =3; int b =0; try { // try語(yǔ)句包含可能發(fā)生異常的語(yǔ)句 int result = quotient(a, b); // 調(diào)用方法quotient() } catch (MyException e) { // 處理自定義異常 System.out.println(e.getMessage()); // 輸出異常信息 } catch (ArithmeticException e) { // 處理ArithmeticException異常 System.out.println("除數(shù)不能為0"); // 輸出提示信息 } catch (Exception e) { // 處理其他異常 System.out.println("程序發(fā)生了其他的異常"); // 輸出提示信息 } } } class MyException extends Exception { // 創(chuàng)建自定義異常類 String message; // 定義String類型變量 public MyException(String ErrorMessagr) { // 父類方法 message = ErrorMessagr; }public String getMessage() { // 覆蓋getMessage()方法 return message; } }
3.3 異常鏈
1) 如果調(diào)用quotient(3,-1),將發(fā)生MyException異常,程序調(diào)轉(zhuǎn)到catch (MyException e)代碼塊中執(zhí)行;
2) 如果調(diào)用quotient(5,0),將會(huì)因“除數(shù)為0”錯(cuò)誤引發(fā)ArithmeticException異常,屬于運(yùn)行時(shí)異常類,由Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)拋出。quotient()方法沒(méi)有捕捉ArithmeticException異常,Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)將沿方法調(diào)用棧查到main方法,將拋出的異常上傳至quotient()方法的調(diào)用者:
int result = quotient(a, b); // 調(diào)用方法quotient()
由于該語(yǔ)句在try監(jiān)控區(qū)域內(nèi),因此傳回的“除數(shù)為0”的ArithmeticException異常由Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)拋出,并匹配catch子句:
catch (ArithmeticException e) { // 處理ArithmeticException異常System.out.println(“除數(shù)不能為0″); // 輸出提示信息}
處理結(jié)果是輸出“除數(shù)不能為0”。Java這種向上傳遞異常信息的處理機(jī)制,形成異常鏈。
Java方法拋出的可查異常將依據(jù)調(diào)用棧、沿著方法調(diào)用的層次結(jié)構(gòu)一直傳遞到具備處理能力的調(diào)用方法,最高層次到main方法為止。如果異常傳遞到main方法,而main不具備處理能力,也沒(méi)有通過(guò)throws聲明拋出該異常,將可能出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤。
3)如還有其他異常發(fā)生,將使用catch (Exception e)捕捉異常。由于Exception是所有異常類的父類,如果將catch (Exception e)代碼塊放在其他兩個(gè)代碼塊的前面,后面的代碼塊將永遠(yuǎn)得不到執(zhí)行,就沒(méi)有什么意義了,所以catch語(yǔ)句的順序不可掉換。
3.4 Throwable類中的常用方法
注意:catch關(guān)鍵字后面括號(hào)中的Exception類型的參數(shù)e。Exception就是try代碼塊傳遞給catch代碼塊的變量類型,e就是變量名。catch代碼塊中語(yǔ)句”e.getMessage();”用于輸出錯(cuò)誤性質(zhì)。通常異常處理常用3個(gè)函數(shù)來(lái)獲取異常的有關(guān)信息:
getCause():返回拋出異常的原因。如果 cause 不存在或未知,則返回 null。
getMeage():返回異常的消息信息。
printStackTrace():對(duì)象的堆棧跟蹤輸出至錯(cuò)誤輸出流,作為字段 System.err 的值。
有時(shí)為了簡(jiǎn)單會(huì)忽略掉catch語(yǔ)句后的代碼,這樣try-catch語(yǔ)句就成了一種擺設(shè),一旦程序在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了異常,就會(huì)忽略處理異常,而錯(cuò)誤發(fā)生的原因很難查找。
4.Java常見異常在Java中提供了一些異常用來(lái)描述經(jīng)常發(fā)生的錯(cuò)誤,對(duì)于這些異常,有的需要程序員進(jìn)行捕獲處理或聲明拋出,有的是由Java虛擬機(jī)自動(dòng)進(jìn)行捕獲處理。Java中常見的異常類:
1. runtimeException子類:
1、 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
數(shù)組索引越界異常。當(dāng)對(duì)數(shù)組的索引值為負(fù)數(shù)或大于等于數(shù)組大小時(shí)拋出。
2、java.lang.ArithmeticException
算術(shù)條件異常。譬如:整數(shù)除零等。
3、java.lang.NullPointerException
空指針異常。當(dāng)應(yīng)用試圖在要求使用對(duì)象的地方使用了null時(shí),拋出該異常。譬如:調(diào)用null對(duì)象的實(shí)例方法、訪問(wèn)null對(duì)象的屬性、計(jì)算null對(duì)象的長(zhǎng)度、使用throw語(yǔ)句拋出null等等
4、java.lang.ClassNotFoundException
找不到類異常。當(dāng)應(yīng)用試圖根據(jù)字符串形式的類名構(gòu)造類,而在遍歷CLASSPAH之后找不到對(duì)應(yīng)名稱的class文件時(shí),拋出該異常。
5、java.lang.NegativeArraySizeException 數(shù)組長(zhǎng)度為負(fù)異常
6、java.lang.ArrayStoreException 數(shù)組中包含不兼容的值拋出的異常
7、java.lang.SecurityException 安全性異常
8、java.lang.IllegalArgumentException 非法參數(shù)異常
2.IOException
IOException:操作輸入流和輸出流時(shí)可能出現(xiàn)的異常。
EOFException 文件已結(jié)束異常
FileNotFoundException 文件未找到異常
3. 其他
ClassCastException 類型轉(zhuǎn)換異常類
ArrayStoreException 數(shù)組中包含不兼容的值拋出的異常
SQLException 操作數(shù)據(jù)庫(kù)異常類
NoSuchFieldException 字段未找到異常
NoSuchMethodException 方法未找到拋出的異常
NumberFormatException 字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)字拋出的異常
StringIndexOutOfBoundsException 字符串索引超出范圍拋出的異常
IllegalAccessException 不允許訪問(wèn)某類異常
InstantiationException 當(dāng)應(yīng)用程序試圖使用Class類中的newInstance()方法創(chuàng)建一個(gè)類的實(shí)例,而指定的類對(duì)象無(wú)法被實(shí)例化時(shí),拋出該異常
5.自定義異常使用Java內(nèi)置的異常類可以描述在編程時(shí)出現(xiàn)的大部分異常情況。除此之外,用戶還可以自定義異常。用戶自定義異常類,只需繼承Exception類即可。
在程序中使用自定義異常類,大體可分為以下幾個(gè)步驟。
(1)創(chuàng)建自定義異常類。(2)在方法中通過(guò)throw關(guān)鍵字拋出異常對(duì)象。(3)如果在當(dāng)前拋出異常的方法中處理異常,可以使用try-catch語(yǔ)句捕獲并處理;否則在方法的聲明處通過(guò)throws關(guān)鍵字指明要拋出給方法調(diào)用者的異常,繼續(xù)進(jìn)行下一步操作。(4)在出現(xiàn)異常方法的調(diào)用者中捕獲并處理異常。
在上面的“使用throw拋出異常”例子已經(jīng)提到了。
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