异常体系结构
Java把异常当作对象来处理,并定义一个基类 java.lang.Throwable 作为所有异常的超类。
在Java API中已经定义了许多异常类,这些异常类分为两大类,错误Error和异常Exception。
Java异常层次结构图:
从图中可以看出所有异常类型都是内置类 Throwable 的子类,因而 Throwable 在异常类的层次结 构的顶层。
接下来Throwable 分成了两个不同的分支,一个分支是Error,它表示不希望被程序捕获或者是程序 无法处理的错误。另一个分支是Exception,它表示用户程序可能捕捉的异常情况或者说是程序可以处理的异常。
其中异常类 Exception 又分为运行时异常( RuntimeException )和非运行时异常。Java异常又可以 分为不受检查异常( Unchecked Exception )和检查异常( Checked Exception )。
异常之间的区别与联系
1.Error
error类对象由 Java 虚拟机生成并抛出,大多数错误与代码编写者所执行的操作无关。
比如所:
Java虚拟机运行错误( Virtual MachineError ),当JVM不再有继续执行操作所需的内存资源时, 将出现 OutOfMemoryError 。这些异常发生时,Java虚拟机(JVM)一般会选择线程终止;
还有发生在虚拟机试图执行应用时,如类定义错误( NoClassDefFoundError )、链接错误 ( LinkageError )。这些错误是不可查的,因为它们在应用程序的控制和处理能力之 外,而且绝大 多数是程序运行时不允许出现的状况。
对于设计合理的应用程序来说,即使确实发生了错误,本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在Java中,错误通常是使用 Error 的子类描述。
2.Exception
在Exception 分支中有一个重要的子类 RuntimeException (运行时异常),该类型的异常自动 为你所编写的程序定义 ArrayIndexOutOfBoundsException (数组下标越界)NullPointerException (空指针异常)、ArithmeticException (算术异常)、 MissingResourceException (丢失资源)、 ClassNotFoundException (找不到类)等异常,这些异常是不检查异常,程序中可以选择捕获处理,也可以不处理。
这些异常一般是由程序逻辑错误引起的,程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生;而 RuntimeException 之外的异常我们统称为非运行时异常,类型上属于 Exception 类及其子类, 从程序语法角度讲是必须进行处理的异常,如果不处理,程序就不能编译通过。如IOException 、 SQLException 等以及用户自定义的 Exception 异常,一般情况下不自定义检查异常。
注意:Error 和 Exception 的区别: Error 通常是灾难性的致命的错误,是程序无法控制和处理的,当出现这些异常时,Java虚拟机(JVM)一般会选择终止线程; Exception 通常情况下是可 以被程序处理的,并且在程序中应该尽可能的去处理这些异常。
3.检查异常和不受检查异常
检查异常:在正确的程序运行过程中,很容易出现的、情理可容的异常状况,在一定程度上这种异常的发生是可以预测的,并且一旦发生该种异常,就必须采取某种方式进行处理。
解析:除了RuntimeException及其子类以外,其他的Exception类及其子类都属于检查异常,当程序中可能出现这类异常,要么使用try-catch语句进行捕获,要么用throws子句抛出,否则编译无法通过。
不接受检查异常:包括RuntimeException及其子类和Error。
分析:不受检查异常 为编译器不要求强制处理的异常, 检查异常 则是编译器要求必须处置的异常。
Java处理异常
1.try-catch
try{ //code that might generate exceptions }catch(Exception e){ //the code of handling exception1 }catch(Exception e){ //the code of handling exception2 }
要明白异常捕获,还要理解 监控区域 (guarded region)的概念。它是一段可能产生异常的代码,并且后面跟着处理这些异常的代码。
因而可知,上述 try-catch 所描述的即是监控区域,关键词 try 后的一对大括号将一块可能发生异常的代码包起来,即为监控区域。Java方法在运行过程中发生了异常,则创建异常对象。
将异常抛出监控区域之外,由Java运行时系统负责寻找匹配的 catch 子句来捕获异常。若有一个 catch 语句匹配到了,则执行该 catch 块中的异常处理代码,就不再尝试匹配别的 catch 块了。
匹配原则:如果抛出的异常对象属于 catch 子句的异常类,或者属于该异常类的子类,则认为生成 的异常对象与 catch 块捕获的异常类型相匹配。
public class TestException { public static void main(String[] args) { int a = 1; int b = 0; try { // try监控区域 if (b == 0) throw new ArithmeticException(); // 通过throw语句抛出 异常 System.out.println("a/b的值是:" + a / b); System.out.println("this will not be printed!"); }catch (ArithmeticException e) { // catch捕捉异常 System.out.println("程序出现异常,变量b不能为0!"); } System.out.println("程序正常结束。"); } } //输出 程序出现异常,变量b不能为0! 程序正常结束。
注意:显示一个异常的描述, Throwable 重载了 toString() 方法(由 Object 定义),所以它将返回一个包含异常描述的字符串。例如,将前面的 catch 块重写成:
catch (ArithmeticException e) { // catch捕捉异常 System.out.println("程序出现异常"+e); } //输出 程序出现异常java.lang.ArithmeticException
程序正常结束。
算数异常属于运行时异常,因而实际上该异常不需要程序抛出,运行时系统自动抛出。如果不用try-catch程序就不会往下执行了。
public class TestException { public static void main(String[] args) { int a = 1; int b = 0; System.out.println("a/b的值是:" + a / b); System.out.println("this will not be printed!"); } }
结果: Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
at TestException.main(TestException.java:7)
使用多重的catch语句:很多情况下,由单个的代码段可能引起多个异常。处理这种情况,我们需要定义两个或者更多的 catch 子句,每个子句捕获一种类型的异常,当异常被引发时,每个 catch 子句被依次检查,第一个匹配异常类型的子句执行,当一个 catch 子句执行以后,其他的子句将被旁路。
编写多重catch语句块注意事项:
顺序问题:先小后大,即先子类后父类
注意:
Java通过异常类描述异常类型。对于有多个 catch 子句的异常程序而言,应该尽量将捕获底层异常类的 catch 子句放在前面,同时尽量将捕获相对高层的异常类的 catch 子句放在后面。否则,捕获 底层异常类的 catch 子句将可能会被屏蔽。
嵌套 try 语句:try 语句可以被嵌套。也就是说,一个 try 语句可以在另一个 try 块的内部。每次进入 try 语句,异常的前后关系都会被推入堆栈。如果一个内部的 try 语句不含特殊异常的catch 处理程序,堆栈将弹出,下一个 try 语句的 catch 处理程序将检查是否与之匹配。这个过程将继续直到一个 catch 语句被匹配成功,或者是直到所有的嵌套 try 语句被检查完毕。如果没有 catch 语句匹配,Java运行时系统将处理这个异常。
class NestTry{ public static void main(String[] args){ try{ int a = args.length; int b = 42 / a; System.out.println("a = "+ a); try{if(a == 1){ a = a/(a-a); } if(a == 2){ int c[] = {1}; c[42] =99; } }catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){ System.out.println("ArrayIndexOutOfBounds :"+e); } }catch(ArithmeticException e){ System.out.println("Divide by 0"+ e); } } } //分析运行: D:\java>java NestTry one a = 1 Divide by 0java.lang.ArithmeticException: / by zero D:\java>java NestTry one two a = 2 ArrayIndexOutOfBounds :java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 42
分析:正如程序中所显示的,该程序在一个try块中嵌套了另一个 try 块。程序工作如下:当你在没 有命令行参数的情况下执行该程序,外面的 try 块将产生一个被0除的异常。
程序在有一个命令行参数条件下执行,由嵌套的 try 块产生一个被0除的异常,由于内部的 catch 块不匹配这个异常,它将把异常传给外部的 try 块,在外部异常被处理。如果你在具有两个命令行参数的条件下执行该程序,将由内部 try 块产生一个数组边界异常。
注意:当有方法调用时, try 语句的嵌套可以很隐蔽的发生。例如,我们可以将对方法的调用放在一个 try 块中。在该方法的内部,有另一个 try 语句。
在这种情况下,方法内部的 try 仍然是嵌套在外部调用该方法的 try 块中的。下面我们将对上述例子进行修改,嵌套的 try 块移到方法nesttry()的内部:结果依旧相同!
class NestTry{ static void nesttry(int a){ try{if(a == 1){ a = a/(a-a); } if(a == 2){ int c[] = {1}; c[42] =99; } }catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){ System.out.println("ArrayIndexOutOfBounds :"+e); } } public static void main(String[] args){ try{ int a = args.length; int b = 42 / a; System.out.println("a = "+ a); nesttry(a); }catch(ArithmeticException e){ System.out.println("Divide by 0"+ e); } } }