Java异常处理

传统面向过程的编程语言如C语言都是通过函数返回值来处理错误，这种方式有以下缺点：

• 代码可读性差，需要对每个函数调用的返回值进行错误判断，如果出错了需要添加错误处理的逻辑，这种错误处理方式使正常业务逻辑和错误逻辑混在一起，降低了代码的可读性。
• 错误修复困难，如果想要通过这种方式修复错误是很困难的，因为出错点可能完全不知道怎么修复错误。
• 错误处理不是必须的，没有强制性，函数使用者可以不判断函数的返回值，从而绕过错误处理，影响程序健壮性。

Java异常处理系统是一种错误处理系统，它解决了传统错误处理方式的缺点。在异常处理系统中错误用异常来表示，错误通过抛出异常返回给调用者，调用者通过异常捕获来处理错误。

抛出异常

当方法里面有错误发生时，通过抛出一个异常对象来向外层调用者传递异常，抛出异常的示例如下：

public void doSomthing() throws Exception{
    throw new Exception("error msg");
}

与不抛异常的方法相比，抛出异常的方法在末尾多了throws关键字，用来声明方法可能会抛出的所有异常类型，如果一个方法可能抛出多种异常，异常间使用逗号分隔，本例中doSomthing只抛出Exception这一种异常。在错误发生位置使用throw关键字抛出一个Exception对象，抛出的异常必须是throws声明的类的对象或者子类对象。 Exception类将在后面说明。

异常处理

异常处理系统捕获方法抛出的各种异常，然后进行错误处理或错误恢复操作，下面是Java异常处理概貌代码：

try{
    //正常业务逻辑代码
}catch(Exception e){
    //错误处理代码
}finally {
    //清理代码
}

异常处理包括三个部分try、catch、finally。try里面用来放置正常的业务逻辑代码即方法调用。catch里面用来放置异常处理代码，每个catch后面都申明了一个异常对象，表示catch可以处理的异常，每个try后面可以包含多个catch块，表示不同的异常类型有不同的处理流程。finally里面的代码总是会被执行，所以一般用来放置资源清理的代码。可以看到异常机制把正常的业务逻辑和错误处理逻辑分离开了，代码的可读性非常高，同时可以在catch块里面修复错误，让程序继续正常运行。

检查类型（checked type）异常和非检查类型 （unchecked type）异常

异常分为检查类型异常和非检查类型异常两种。检查和非检查是相对于编译器来说的，当一个方法抛出检查类型异常时，编译器在编译期间会检查方法的调用者是否处理了该异常，如果发现异常没有被处理则编译器报错。非检查类型表示编译器在编译期间不会检查异常是否被处理。相比于没有异常机制的编程语言，Java异常机制强制用户必须处理检查类型的异常，这种强制性提升了程序的健壮性。

异常

Java中的错误有三类：Error、Exception、RuntimeException。Exception属于检查类型异常，Error和RuntimeException属于非检查类型异常，它们的关系如下图所示：

可以看到，Error和Exception继承自Throwable， RuntimeException继承自Exception，只有继承自 Throwable的类才能被异常处理系统捕获。

Error表示比较严重的错误，这类错误发生以后将无法被恢复，应用程序不应该捕获这类错误，而是让程序异常终止，Error属于运行时错误，它是非检查类型异常，例如内存不足错误、系统奔溃错误等。

Exception和RuntimeException属于运行时错误，这类错误发生后可以被恢复，应用程序可以继续执行，Exception属于检查类型异常，RuntimeException属于非检查类型异常。

Throwable类封装了一些错误信息，有错误描述信息和调用堆栈信息等，调用堆栈信息会在Throwable 对象创建时自动填充，错误信息可以通过构造方法传入，如：

throw new Exception("error msg");

通过getMessage方法可以获取错误描述信息，使用printStackTrace方法可以打印堆栈调用信息。如果Throwable不足以描述出错信息，可以通过继承Exception类来自定义错误描述信息。

异常匹配

每个try块后面可以跟随多个catch块用来处理不同的异常，当一个异常抛出时决定使用哪一个catch来处理异常的过程称为异常匹配。

异常处理系统会按照catch的书写顺序来找出处理程序，找到匹配的处理程序之后，它就认为异常将得到处理，然后就不再继续查找。当一个异常抛出时，如果catch里面申明的类型和异常一致或者是其父类型时，异常系统认为找到了处理程序，匹配结束。

finally

finally块里面的代码总是会被执行，即使try块或者catch块调用了return，或者catch里面有新的异常产生，或者try块捕获的异常不能匹配到catch，继续向外层抛出异常时，finally一样会被执行。示例如下：

try{
    return;
}catch (Exception e){
    return;
}finally {
    //总是会被执行
    System.out.println("finally");
}

try{
    //后面的catch无法处理此异常
    throw new Error("Error");
}catch (Exception e){
    //catch块产生异常
    throw new Exception("Exception");
}finally {
    //总是会被执行
    System.out.println("finally");
}

坑

如果在finally块里面使用return会导致try或者catch里面的异常无法抛出，示例如下：

public class Test {
    public void ExceptionTest() throws Exception{
        try{
            throw new Exception("Exception in try");
        }catch (Exception e){
            throw new Exception("Exception in catch");
        }finally {
            //return 会导致catch块里面的异常无法抛出
            return;
        }
    }

    public static void main(String[] args){
        Test t = new Test();
        try {
            t.ExceptionTest();
        }catch (Exception e){
            //ExceptionTest的catch块里面产生的异常无法捕获
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}

上例中main函数里面无法捕获到ExceptionTest方法的catch块里面抛出的异常，导致异常丢失了，所以finally块里面使用return时需要特别注意。

最后

异常处理机制有一个作用是当错误发生时可以恢复错误，但是在实际开发中的一些错误往往很难恢复，异常处理程序所能做的工作仅仅是记录错误信息及堆栈信息。

【水煮Java】