简介
Java异常的分类和类结构图
Java标准裤内建了一些通用的异常，这些类以Throwable为顶层父类。
Throwable又派生出Error类和Exception类。
错误：Error类以及他的子类的实例，代表了JVM本身的错误。错误不能被程序员通过代码处理，Error很少出现。因此，程序员应该关注Exception为父类的分支下的各种异常类。
异常：Exception以及他的子类，代表程序运行时发送的各种不期望发生的事件。可以被Java异常处理机制使用，是异常处理的核心。
总体上我们根据Javac对异常的处理要求，将异常类分为2类。
非检查异常（unckecked exception）：Error 和 RuntimeException 以及他们的子类。javac在编译时，不会提示和发现这样的异常，不要求在程序处理这些异常。所以如果愿意，我们可以编写代码处理（使用try...catch...finally）这样的异常，也可以不处理。对于这些异常，我们应该修正代码，而不是去通过异常处理器处理 。这样的异常发生的原因多半是代码写的有问题。如除0错误ArithmeticException，错误的强制类型转换错误ClassCastException，数组索引越界ArrayIndexOutOfBoundsException，使用了空对象NullPointerException等等。
检查异常（checked exception）：除了Error 和 RuntimeException的其它异常。javac强制要求程序员为这样的异常做预备处理工作（使用try...catch...finally或者throws）。在方法中要么用try-catch语句捕获它并处理，要么用throws子句声明抛出它，否则编译不会通过。这样的异常一般是由程序的运行环境导致的。因为程序可能被运行在各种未知的环境下，而程序员无法干预用户如何使用他编写的程序，于是程序员就应该为这样的异常时刻准备着。如SQLException , IOException,ClassNotFoundException 等。
需要明确的是：检查和非检查是对于javac来说的，这样就很好理解和区分了。
初识异常
下面的代码会演示2个异常类型：ArithmeticException 和 InputMismatchException。前者由于整数除0引发，后者是输入的数据不能被转换为int类型引发。
package com.example; import java. util .Scanner ; public class AllDemo { public static void main (String [] args ) { System . out. println( "----欢迎使用命令行除法计算器----" ) ; CMDCalculate (); } public static void CMDCalculate () { Scanner scan = new Scanner ( System. in ); int num1 = scan .nextInt () ; int num2 = scan .nextInt () ; int result = devide (num1 , num2 ) ; System . out. println( "result:" + result) ; scan .close () ; } public static int devide (int num1, int num2 ){ return num1 / num2 ; } } /***************************************** ----欢迎使用命令行除法计算器---- 2 0 Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException : / by zero at com.example.AllDemo.devide( AllDemo.java:30 ) at com.example.AllDemo.CMDCalculate( AllDemo.java:22 ) at com.example.AllDemo.main( AllDemo.java:12 ) ----欢迎使用命令行除法计算器---- 1 r Exception in thread "main" java.util.InputMismatchException at java.util.Scanner.throwFor( Scanner.java:864 ) at java.util.Scanner.next( Scanner.java:1485 ) at java.util.Scanner.nextInt( Scanner.java:2117 ) at java.util.Scanner.nextInt( Scanner.java:2076 ) at com.example.AllDemo.CMDCalculate( AllDemo.java:20 ) at com.example.AllDemo.main( AllDemo.java:12 ) *****************************************/
异常是在执行某个函数时引发的，而函数又是层级调用，形成调用栈的，因为，只要一个函数发生了异常，那么他的所有的caller都会被异常影响。当这些被影响的函数以异常信息输出时，就形成的了异常追踪栈。
异常最先发生的地方，叫做异常抛出点。
从上面的例子可以看出，当devide函数发生除0异常时，devide函数将抛出ArithmeticException异常，因此调用他的CMDCalculate函数也无法正常完成，因此也发送异常，而CMDCalculate的caller——main 因为CMDCalculate抛出异常，也发生了异常，这样一直向调用栈的栈底回溯。这种行为叫做异常的冒泡，异常的冒泡是为了在当前发生异常的函数或者这个函数的caller中找到最近的异常处理程序。由于这个例子中没有使用任何异常处理机制，因此异常最终由main函数抛给JRE，导致程序终止。
上面的代码不使用异常处理机制，也可以顺利编译，因为2个异常都是非检查异常。但是下面的例子就必须使用异常处理机制，因为异常是检查异常。
代码中我选择使用throws声明异常，让函数的调用者去处理可能发生的异常。但是为什么只throws了IOException呢？因为FileNotFoundException是IOException的子类，在处理范围内。
@Test public void testException() throws IOException { //FileInputStream的构造函数会抛出FileNotFoundException FileInputStream fileIn = new FileInputStream("E:\\a.txt"); int word; //read方法会抛出IOException while((word = fileIn.read())!=-1) { System.out.print((char)word); } //close方法会抛出IOException fileIn.clos }
异常处理的基本语法
try...catch...finally语句块
try{ //try块中放可能发生异常的代码。 //如果执行完try且不发生异常，则接着去执行finally块和finally后面的代码（如果有的话）。 //如果发生异常，则尝试去匹配catch块。 }catch(SQLException SQLexception){ //每一个catch块用于捕获并处理一个特定的异常，或者这异常类型的子类。Java7中可以将多个异常声明在一个catch中。 //catch后面的括号定义了异常类型和异常参数。如果异常与之匹配且是最先匹配到的，则虚拟机将使用这个catch块来处理异常。 //在catch块中可以使用这个块的异常参数来获取异常的相关信息。异常参数是这个catch块中的局部变量，其它块不能访问。 //如果当前try块中发生的异常在后续的所有catch中都没捕获到，则先去执行finally，然后到这个函数的外部caller中去匹配异常处理器。 //如果try中没有发生异常，则所有的catch块将被忽略。 }catch(Exception exception){ //... }finally{ //finally块通常是可选的。 //无论异常是否发生，异常是否匹配被处理，finally都会执行。 //一个try至少要有一个catch块，否则， 至少要有1个finally块。但是finally不是用来处理异常的，finally不会捕获异常。 //finally主要做一些清理工作，如流的关闭，数据库连接的关闭等。 }
需要注意的地方
public static void main(String[] args){ try { foo(); }catch(ArithmeticException ae) { System.out.println("处理异常"); } } public static void foo(){ int a = 5/0; //异常抛出点 System.out.println("为什么还不给我涨工资!!!"); //////////////////////不会执行 }
throws 函数声明
throws声明：如果一个方法内部的代码会抛出检查异常（checked exception），而方法自己又没有完全处理掉，则javac保证你必须在方法的签名上使用throws关键字声明这些可能抛出的异常，否则编译不通过。
throws是另一种处理异常的方式，它不同于try...catch...finally，throws仅仅是将函数中可能出现的异常向调用者声明，而自己则不具体处理。
采取这种异常处理的原因可能是：方法本身不知道如何处理这样的异常，或者说让调用者处理更好，调用者需要为可能发生的异常负责。
public void foo() throws ExceptionType1 , ExceptionType2 ,ExceptionTypeN { //foo内部可以抛出 ExceptionType1 , ExceptionType2 ,ExceptionTypeN 类的异常，或者他们的子类的异常对象。 }
finally块
finally块不管异常是否发生，只要对应的try执行了，则它一定也执行。只有一种方法让finally块不执行：System.exit()。因此finally块通常用来做资源释放操作：关闭文件，关闭数据库连接等等。
良好的编程习惯是：在try块中打开资源，在finally块中清理释放这些资源。
需要注意的地方:
1、finally块没有处理异常的能力。处理异常的只能是catch块。
2、在同一try...catch...finally块中 ，如果try中抛出异常，且有匹配的catch块，则先执行catch块，再执行finally块。如果没有catch块匹配，则先执行finally，然后去外面的调用者中寻找合适的catch块。
3、在同一try...catch...finally块中 ，try发生异常，且匹配的catch块中处理异常时也抛出异常，那么后面的finally也会执行：首先执行finally块，然后去外围调用者中寻找合适的catch块。
这是正常的情况，但是也有特例。关于finally有很多恶心，偏、怪、难的问题，我在本文最后统一介绍了，电梯速达->：finally块和return
throw 异常抛出语句
throw exceptionObject
程序员也可以通过throw语句手动显式的抛出一个异常。throw语句的后面必须是一个异常对象。
throw 语句必须写在函数中，执行throw 语句的地方就是一个异常抛出点，它和由JRE自动形成的异常抛出点没有任何差别。
public void save(User user) { if(user == null) throw new IllegalArgumentException("User对象为空"); //...... }
异常的链化
在一些大型的，模块化的软件开发中，一旦一个地方发生异常，则如骨牌效应一样，将导致一连串的异常。假设B模块完成自己的逻辑需要调用A模块的方法，如果A模块发生异常，则B也将不能完成而发生异常，但是B在抛出异常时，会将A的异常信息掩盖掉，这将使得异常的根源信息丢失。异常的链化可以将多个模块的异常串联起来，使得异常信息不会丢失。
异常链化:以一个异常对象为参数构造新的异常对象。新的异对象将包含先前异常的信息。这项技术主要是异常类的一个带Throwable参数的函数来实现的。这个当做参数的异常，我们叫他根源异常（cause）。
查看Throwable类源码，可以发现里面有一个Throwable字段cause，就是它保存了构造时传递的根源异常参数。这种设计和链表的结点类设计如出一辙，因此形成链也是自然的了。
public class Throwable implements Serializable { private Throwable cause = this; public Throwable(String message, Throwable cause) { fillInStackTrace(); detailMessage = message; this.cause = cause; } public Throwable(Throwable cause) { fillInStackTrace(); detailMessage = (cause==null ? null : cause.toString()); this.cause = cause; } //........ }
下面是一个例子，演示了异常的链化：从命令行输入2个int，将他们相加，输出。输入的数不是int，则导致getInputNumbers异常，从而导致add函数异常，则可以在add函数中抛出
一个链化的异常。
public static void main(String[] args) { System.out.println("请输入2个加数"); int result; try { result = add(); System.out.println("结果:"+result); } catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } } //获取输入的2个整数返回 private static List<Integer> getInputNumbers() { List<Integer> nums = new ArrayList<>(); Scanner scan = new Scanner(System.in); try { int num1 = scan.nextInt(); int num2 = scan.nextInt(); nums.add(new Integer(num1)); nums.add(new Integer(num2)); }catch(InputMismatchException immExp){ throw immExp; }finally { scan.close(); } return nums; } //执行加法计算 private static int add() throws Exception { int result; try { List<Integer> nums =getInputNumbers(); result = nums.get(0) + nums.get(1); }catch(InputMismatchException immExp){ throw new Exception("计算失败",immExp); /////////////////////////////链化:以一个异常对象为参数构造新的异常对象。 } return result; } /* 请输入2个加数 r 1 java.lang.Exception: 计算失败 at practise.ExceptionTest.add(ExceptionTest.java:53) at practise.ExceptionTest.main(ExceptionTest.java:18) Caused by: java.util.InputMismatchException at java.util.Scanner.throwFor(Scanner.java:864) at java.util.Scanner.next(Scanner.java:1485) at java.util.Scanner.nextInt(Scanner.java:2117) at java.util.Scanner.nextInt(Scanner.java:2076) at practise.ExceptionTest.getInputNumbers(ExceptionTest.java:30) at practise.ExceptionTest.add(ExceptionTest.java:48) ... 1 more */
自定义异常
如果要自定义异常类，则扩展Exception类即可，因此这样的自定义异常都属于检查异常（checked exception）。如果要自定义非检查异常，则扩展自RuntimeException。
按照国际惯例，自定义的异常应该总是包含如下的构造函数：
- 一个无参构造函数
- 一个带有String参数的构造函数，并传递给父类的构造函数。
- 一个带有String参数和Throwable参数，并都传递给父类构造函数
- 一个带有Throwable 参数的构造函数，并传递给父类的构造函数。
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); } }
异常的注意事项
1、当子类重写父类的带有 throws声明的函数时，其throws声明的异常必须在父类异常的可控范围内——用于处理父类的throws方法的异常处理器，必须也适用于子类的这个带throws方法 。这是为了支持多态。
例如，父类方法throws 的是2个异常，子类就不能throws 3个及以上的异常。父类throws IOException，子类就必须throws IOException或者IOException的子类。
至于为什么？我想，也许下面的例子可以说明。
View Code
2、Java程序可以是多线程的。每一个线程都是一个独立的执行流，独立的函数调用栈。如果程序只有一个线程，那么没有被任何代码处理的异常 会导致程序终止。如果是多线程的，那么没有被任何代码处理的异常仅仅会导致异常所在的线程结束。
finally块和return
首先一个不容易理解的事实：在 try块中即便有return，break，continue等改变执行流的语句，finally也会执行。
public static void main(String[] args)
{
int re = bar(); System.out.println(re); } private static int bar() { try{ return 5; } finally{ System.out.println("finally"); } } /*输出： finally 5 */
很多人面对这个问题时，总是在归纳执行的顺序和规律，不过我觉得还是很难理解。我自己总结了一个方法。用如下GIF图说明。
也就是说：try...catch...finally中的return 只要能执行，就都执行了，他们共同向同一个内存地址（假设地址是0x80）写入返回值，后执行的将覆盖先执行的数据，而真正被调用者取的返回值就是最后一次写入的。那么，按照这个思想，下面的这个例子也就不难理解了。
finally中的return 会覆盖 try 或者catch中的返回值。
public static void main(String[] args) { int result; result = foo(); System.out.println(result); /////////2 result = bar(); System.out.println(result); /////////2 } @SuppressWarnings("finally") public static int foo() { trz{ int a = 5 / 0; } catch (Exception e){ return 1; } finally{ return 2; } } @SuppressWarnings("finally") public static int bar() { try { return 1; }finally { return 2; } }
finally中的return会抑制（消灭）前面try或者catch块中的异常
class TestException { public static void main(String[] args) { int result; try{ result = foo(); System.out.println(result); //输出100 } catch (Exception e){ System.out.println(e.getMessage()); //没有捕获到异常 } try{ result = bar(); System.out.println(result); //输出100 } catch (Exception e){ System.out.println(e.getMessage()); //没有捕获到异常 } } //catch中的异常被抑制 @SuppressWarnings("finally") public static int foo() throws Exception { try { int a = 5/0; return 1; }catch(ArithmeticException amExp) { throw new Exception("我将被忽略，因为下面的finally中使用了return"); }finally { return 100; } } //try中的异常被抑制 @SuppressWarnings("finally") public static int bar() throws Exception { try { int a = 5/0; return 1; }finally { return 100; } } }
finally中的异常会覆盖（消灭）前面try或者catch中的异常
class TestException { public static void main(String[] args) { int result; try{ result = foo(); } catch (Exception e){ System.out.println(e.getMessage()); //输出：我是finaly中的Exception } try{ result = bar(); } catch (Exception e){ System.out.println(e.getMessage()); //输出：我是finaly中的Exception } } //catch中的异常被抑制 @SuppressWarnings("finally") public static int foo() throws Exception { try { int a = 5/0; return 1; }catch(ArithmeticException amExp) { throw new Exception("我将被忽略，因为下面的finally中抛出了新的异常"); }finally { throw new Exception("我是finaly中的Exception"); } } //try中的异常被抑制 @SuppressWarnings("finally") public static int bar() throws Exception { try { int a = 5/0; return 1; }finally { throw new Exception("我是finaly中的Exception"); } } }
上面的3个例子都异于常人的编码思维，因此我建议：
- 不要在fianlly中使用return。
- 不要在finally中抛出异常。
- 减轻finally的任务，不要在finally中做一些其它的事情，finally块仅仅用来释放资源是最合适的。
- 将尽量将所有的return写在函数的最后面，而不是try ... catch ... finally中。
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