前言

本文是異常內(nèi)容的集大成者，力求全面，深入的異常知識(shí)研究與分析。本文由金絲燕網(wǎng)獨(dú)家撰寫，參考眾多網(wǎng)上資源，經(jīng)過內(nèi)容辨別取舍，文字格式校驗(yàn)等步驟編輯而成，以饗讀者。對(duì)于本文的內(nèi)容，建議小白需要多多思考力求掌握，對(duì)于老手只需意會(huì)溫故知新。對(duì)于本文的內(nèi)容，屬于基礎(chǔ)知識(shí)研究范疇，切勿以為讀完此文就能將異常知識(shí)掌握到家。切記：操千曲而后曉聲，觀千劍而后識(shí)器，所以我覺得沒有大量的源碼閱讀經(jīng)驗(yàn)，你很難知道什么時(shí)候需要自定義異常，什么時(shí)候需要拋出異常。

異常機(jī)制概述

異常機(jī)制是指當(dāng)程序出現(xiàn)錯(cuò)誤后，程序如何處理。具體來說，異常機(jī)制提供了程序退出的安全通道。當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤后，程序執(zhí)行的流程發(fā)生改變，程序的控制權(quán)轉(zhuǎn)移到異常處理器。

異常處理的流程

當(dāng)程序中拋出一個(gè)異常后，程序從程序中導(dǎo)致異常的代碼處跳出，java虛擬機(jī)檢測(cè)尋找和try關(guān)鍵字匹配的處理該異常的catch塊，如果找到，將控制權(quán)交到catch塊中的代碼，然后繼續(xù)往下執(zhí)行程序，try塊中發(fā)生異常的代碼不會(huì)被重新執(zhí)行。如果沒有找到處理該異常的catch塊，在所有的finally塊代碼被執(zhí)行和當(dāng)前線程的所屬的ThreadGroup的uncaughtException方法被調(diào)用后，遇到異常的當(dāng)前線程被中止。

異常的結(jié)構(gòu)

異常的繼承結(jié)構(gòu)：Throwable為基類，Error和Exception繼承Throwable，RuntimeException和IOException等繼承Exception。Error和RuntimeException及其子類成為未檢查異常(unchecked)，其它異常成為已檢查異常(checked)。

Error異常

Error表示程序在運(yùn)行期間出現(xiàn)了十分嚴(yán)重、不可恢復(fù)的錯(cuò)誤，在這種情況下應(yīng)用程序只能中止運(yùn)行，例如JAVA 虛擬機(jī)出現(xiàn)錯(cuò)誤。Error是一種unchecked Exception，編譯器不會(huì)檢查Error是否被處理，在程序中不用捕獲Error類型的異常。一般情況下，在程序中也不應(yīng)該拋出Error類型的異常。

RuntimeException異常

Exception異常包括RuntimeException異常和其他非RuntimeException的異常。RuntimeException 是一種Unchecked Exception，即表示編譯器不會(huì)檢查程序是否對(duì)RuntimeException作了處理，在程序中不必捕獲RuntimException類型的異常，也不必在方法體聲明拋出RuntimeException類。RuntimeException發(fā)生的時(shí)候，表示程序中出現(xiàn)了編程錯(cuò)誤，所以應(yīng)該找出錯(cuò)誤修改程序，而不是去捕獲RuntimeException。

Checked Exception異常

Checked Exception異常，這也是在編程中使用最多的Exception，所有繼承自Exception并且不是RuntimeException的異常都是checked Exception，上圖中的IOException和ClassNotFoundException。JAVA 語(yǔ)言規(guī)定必須對(duì)checked Exception作處理，編譯器會(huì)對(duì)此作檢查，要么在方法體中聲明拋出checked Exception，要么使用catch語(yǔ)句捕獲checked Exception進(jìn)行處理，不然不能通過編譯。

在聲明方法時(shí)候拋出異常

語(yǔ)法：throws(略)

為什么要在聲明方法拋出異常?

方法是否拋出異常與方法返回值的類型一樣重要。假設(shè)方法拋出異常卻沒有聲明該方法將拋出異常，那么客戶程序員可以調(diào)用這個(gè)方法而且不用編寫處理異常的代碼。那么，一旦出現(xiàn)異常，那么這個(gè)異常就沒有合適的異常控制器來解決。

為什么拋出的異常一定是已檢查異常?RuntimeException與Error可以在任何代碼中產(chǎn)生，它們不需要由程序員顯示的拋出，一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤，那么相應(yīng)的異常會(huì)被自動(dòng)拋出。遇到Error，程序員一般是無能為力的;遇到RuntimeException，那么一定是程序存在邏輯錯(cuò)誤，要對(duì)程序進(jìn)行修改;只有已檢查異常才是程序員所關(guān)心的，程序應(yīng)該且僅應(yīng)該拋出或處理已檢查異常。而已檢查異常是由程序員拋出的，這分為兩種情況：客戶程序員調(diào)用會(huì)拋出異常的庫(kù)函數(shù);客戶程序員自己使用throw語(yǔ)句拋出異常。

注意：覆蓋父類某方法的子類方法不能拋出比父類方法更多的異常，所以，有時(shí)設(shè)計(jì)父類的方法時(shí)會(huì)聲明拋出異常，但實(shí)際的實(shí)現(xiàn)方法的代碼卻并不拋出異常，這樣做的目的就是為了方便子類方法覆蓋父類方法時(shí)可以拋出異常。

在方法中如何拋出異常

語(yǔ)法：throw(略)拋出什么異常?

對(duì)于一個(gè)異常對(duì)象，真正有用的信息是異常的對(duì)象類型，而異常對(duì)象本身毫無意義。比如一個(gè)異常對(duì)象的類型是ClassCastException，那么這個(gè)類名就是唯一有用的信息。所以，在選擇拋出什么異常時(shí)，最關(guān)鍵的就是選擇異常的類名能夠明確說明異常情況的類。

異常對(duì)象通常有兩種構(gòu)造函數(shù)：一種是無參數(shù)的構(gòu)造函數(shù);另一種是帶一個(gè)字符串的構(gòu)造函數(shù)，這個(gè)字符串將作為這個(gè)異常對(duì)象除了類型名以外的額外說明。

為什么要?jiǎng)?chuàng)建自己的異常?

當(dāng)Java內(nèi)置的異常都不能明確的說明異常情況的時(shí)候，需要?jiǎng)?chuàng)建自己的異常。需要注意的是，唯一有用的就是類型名這個(gè)信息，所以不要在異常類的設(shè)計(jì)上花費(fèi)精力。

throw和throws的區(qū)別

public class TestThrow 
 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        try 
        { 
            //調(diào)用帶throws聲明的方法，必須顯式捕獲該異常 
            //否則，必須在main方法中再次聲明拋出 
            throwChecked(-3);             
        } 
        catch (Exception e) 
        { 
            System.out.println(e.getMessage()); 
        } 
        //調(diào)用拋出Runtime異常的方法既可以顯式捕獲該異常， 
        //也可不理會(huì)該異常 
        throwRuntime(3); 
    } 
    public static void throwChecked(int a)throws Exception 
    { 
        if (a > 0) 
        { 
            //自行拋出Exception異常 
            //該代碼必須處于try塊里，或處于帶throws聲明的方法中 
            throw new Exception("a的值大于0，不符合要求"); 
        } 
    } 
    public static void throwRuntime(int a) 
    { 
        if (a > 0) 
        { 
            //自行拋出RuntimeException異常，既可以顯式捕獲該異常 
            //也可完全不理會(huì)該異常，把該異常交給該方法調(diào)用者處理 
            throw new RuntimeException("a的值大于0，不符合要求"); 
        } 
    } 
}  

補(bǔ)充：throwChecked函數(shù)的另外一種寫法如下所示：

public static void throwChecked(int a) 
    { 
        if (a > 0) 
        { 
            //自行拋出Exception異常 
            //該代碼必須處于try塊里，或處于帶throws聲明的方法中 
            try 
            { 
                throw new Exception("a的值大于0，不符合要求"); 
            } 
            catch (Exception e) 
            { 
                // TODO Auto-generated catch block 
                e.printStackTrace(); 
            } 
        } 
    }  

注意：此時(shí)在main函數(shù)里面throwChecked就不用try異常了。

應(yīng)該在聲明方法拋出異常還是在方法中捕獲異常?

處理原則：捕捉并處理哪些知道如何處理的異常，而傳遞哪些不知道如何處理的異常

使用finally塊釋放資源

finally關(guān)鍵字保證無論程序使用任何方式離開try塊，finally中的語(yǔ)句都會(huì)被執(zhí)行。在以下三種情況下會(huì)進(jìn)入finally塊：

(1) try塊中的代碼正常執(zhí)行完畢。

(2) 在try塊中拋出異常。

(3) 在try塊中執(zhí)行return、break、continue。

因此，當(dāng)你需要一個(gè)地方來執(zhí)行在任何情況下都必須執(zhí)行的代碼時(shí)，就可以將這些代碼放入finally塊中。當(dāng)你的程序中使用了外界資源，如數(shù)據(jù)庫(kù)連接，文件等，必須將釋放這些資源的代碼寫入finally塊中。

必須注意的是：在finally塊中不能拋出異常。JAVA異常處理機(jī)制保證無論在任何情況下必須先執(zhí)行finally塊然后再離開try塊，因此在try塊中發(fā)生異常的時(shí)候，JAVA虛擬機(jī)先轉(zhuǎn)到finally塊執(zhí)行finally塊中的代碼，finally塊執(zhí)行完畢后，再向外拋出異常。如果在finally塊中拋出異常，try塊捕捉的異常就不能拋出，外部捕捉到的異常就是finally塊中的異常信息，而try塊中發(fā)生的真正的異常堆棧信息則丟失了。請(qǐng)看下面的代碼：

Connection  con = null; 
try 
{ 
    con = dataSource.getConnection(); 
    …… 
} 
catch(SQLException e) 
{ 
    …… 
    throw e;//進(jìn)行一些處理后再將數(shù)據(jù)庫(kù)異常拋出給調(diào)用者處理 
} 
finally 
{ 
    try 
    { 
        con.close(); 
    } 
    catch(SQLException e) 
{ 
    e.printStackTrace(); 
    …… 
} 
}  

運(yùn)行程序后，調(diào)用者得到的信息如下

java.lang.NullPointerException

at myPackage.MyClass.method1(methodl.java:266)

而不是我們期望得到的數(shù)據(jù)庫(kù)異常。這是因?yàn)檫@里的con是null的關(guān)系，在finally語(yǔ)句中拋出了NullPointerException，在finally塊中增加對(duì)con是否為null的判斷可以避免產(chǎn)生這種情況。

丟失的異常

請(qǐng)看下面的代碼：

public void method2() 
{ 
try 
{ 
    …… 
    method1();  //method1進(jìn)行了數(shù)據(jù)庫(kù)操作 
} 
catch(SQLException e) 
{ 
    …… 
    throw new MyException("發(fā)生了數(shù)據(jù)庫(kù)異常:"+e.getMessage); 
} 
} 
public void method3() 
{ 
    try 
{ 
    method2(); 
} 
catch(MyException e) 
{ 
    e.printStackTrace(); 
    …… 
} 
}  

上面method2的代碼中，try塊捕獲method1拋出的數(shù)據(jù)庫(kù)異常SQLException后，拋出了新的自定義異常MyException。這段代碼是否并沒有什么問題，但看一下控制臺(tái)的輸出：

MyException:發(fā)生了數(shù)據(jù)庫(kù)異常：對(duì)象名稱'MyTable' 無效。 
 at MyClass.method2(MyClass.java:232) 
 at MyClass.method3(MyClass.java:255)  

原始異常SQLException的信息丟失了，這里只能看到method2里面定義的MyException的堆棧情況;而method1中發(fā)生的數(shù)據(jù)庫(kù)異常的堆棧則看不到，如何排錯(cuò)呢，只有在method1的代碼行中一行行去尋找數(shù)據(jù)庫(kù)操作語(yǔ)句了。

JDK的開發(fā)者們也意識(shí)到了這個(gè)情況，在JDK1.4.1中，Throwable類增加了兩個(gè)構(gòu)造方法,public Throwable(Throwable cause)和public Throwable(String message,Throwable cause)，在構(gòu)造函數(shù)中傳入的原始異常堆棧信息將會(huì)在printStackTrace方法中打印出來。但對(duì)于還在使用JDK1.3的程序員，就只能自己實(shí)現(xiàn)打印原始異常堆棧信息的功能了。實(shí)現(xiàn)過程也很簡(jiǎn)單，只需要在自定義的異常類中增加一個(gè)原始異常字段，在構(gòu)造函數(shù)中傳入原始異常，然后重載printStackTrace方法，首先調(diào)用類中保存的原始異常的printStackTrace方法，然后再調(diào)用super.printStackTrace方法就可以打印出原始異常信息了。可以這樣定義前面代碼中出現(xiàn)的MyException類：

import java.io.PrintStream; 
import java.io.PrintWriter; 
public class MyException extends Exception 
{ 
 
    private static final long serialVersionUID = 1L; 
    //原始異常 
    private Throwable cause; 
    //構(gòu)造函數(shù) 
    public MyException(Throwable cause) 
    { 
        this.cause = cause; 
    } 
    public MyException(String s,Throwable cause) 
    { 
        super(s); 
        this.cause = cause; 
    } 
    //重載printStackTrace方法，打印出原始異常堆棧信息 
    public void printStackTrace() 
    { 
        if (cause != null) 
        { 
            cause.printStackTrace(); 
        } 
        super.printStackTrace(); 
    } 
 
    public void printStackTrace(PrintStream s) 
    { 
        if (cause != null) 
        { 
            cause.printStackTrace(s); 
        } 
        super.printStackTrace(s); 
    } 
 
    public void printStackTrace(PrintWriter s) 
    { 
        if (cause != null) 
        { 
            cause.printStackTrace(s); 
        } 
        super.printStackTrace(s); 
    } 
}