在了解了面向对象的相关技术后，我们就开始正式合规的写Java代码了，但是实际上，在写代码的过程种会经常有一些错误抛出来，我们称这些运行时抛出的错误为异常，我们要做的就是捕获并处理。

异常定义

异常是程序中的一些错误，但并不是所有的错误都是异常，并且错误有时候是可以避免的。这些异常有的是因为用户错误引起，有的是程序错误引起的，还有其它一些是因为物理错误引起的。要理解Java异常处理是如何工作的，你需要掌握以下三种类型的异常：

检查性异常：最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常，这是程序员无法预见的。例如要打开一个不存在文件时，一个异常就发生了，这些异常在编译时不能被简单地忽略。非运行时异常
运行时异常：运行时异常是可能被程序员避免的异常。例如用户输入了非法数据RunTimeException，运行时异常
错误：错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。错误在代码中通常被忽略。例如，当栈溢出时，一个错误就发生了，它们在编译也检查不到的。错误

异常指不期而至的各种状况，如：文件找不到、网络连接失败、除0操作、非法参数等。异常是一个事件，它发生在程序运行期间，干扰了正常的指令流程。

综合日常的实战，我可以这么定义异常处理：异常处理通常和日志紧密配合，在可能出现问题的地方捕获系统抛出的异常然后打出对应的日志，方便系统稳定运行和程序员排查问题，搞明白了基础定位和作用之后，再来详细看看异常体系怎么运作。

异常分类

所有的异常类是从 java.lang.Exception 类继承的子类。Exception 类是 Throwable 类的子类。除了Exception类外Throwable还有一个子类Error 。

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

Error，错误类对象由 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。例如，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，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。处理不了
Exception：Exception异常分为两类，一类时运行时异常，一类是非运行时异常。

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，不处理，运行会报错
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。不处理，编译不能通过

还有依据是否是受检查异常而做的一个分类：什么是检查异常呢？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。

检查异常：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。
不受检查异常：包括RuntimeException及其子类和Error。

总结而言，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

异常处理

上文我们定位到异常有哪些，而且确定不处理错误，不推荐处理运行时异常（因为运行时异常一般为逻辑错误，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生），必须处理非运行时异常，如何处理异常呢？Java的异常处理本质上是抛出异常和捕获异常，有五个关键字来搭配使用进行异常处理：

try，用于监听异常。将要被监听的代码(可能抛出异常的代码)放在try语句块之内，当try语句块内发生异常时，异常就被抛出。
catch，用于捕获异常。catch用来捕获try语句块中发生的异常。每个try后边可能有一个或多个catch，当异常发生时，程序会中止当前流程，依据获取异常类型去执行相应catch代码块。
finally，finally语句块总是会被执行。它主要用于回收在try块里打开的物理资源(如数据库连接、网络连接和磁盘文件)。只有finally块执行完成之后，才会回来执行try或者catch块中的return或者throw语句，如果finally中使用了return或者throw等终止方法的语句，则就不会跳回执行，直接停止。
throw，用于抛出异常。
throws ，用在方法签名中，用于声明该方法可能抛出的异常。

接下来详细的了解下异常处理的语法

try-catch-finally

try-catch-finally为一个完整的异常捕获到处理的流程，一个完整的异常处理和捕获的范例代码如下：

try{
  // 程序代码
}catch(异常类型1 异常的变量名1){
  // 程序代码
}catch(异常类型2 异常的变量名2){
  // 程序代码
}finally{
  // 程序代码
}

以下为有无异常的执行流程：

在发现语句1出错，后边的语句不会执行，也就是说语句2不会被执行了，而是执行finally之后的 try-catch之外的其它语句

语法示例

try-catch-finally分别就检查异常和运行时异常举个例子：

public class Fileexception {
  public static void main(String[] args) {
    FileInputStream in = null;  //一定要定义在try外边，记住作用域是在大括号之间
    try {
      in = new FileInputStream("myfile.txt");
      int b;
      b = in.read();
      while (b != -1) {
        System.out.print((char) b);
        b = in.read();
      }
//一定要先写FileNotFoundException,因为FileNotFoundException是IOException的子类，因为写catch是先小后大，
//否则，捕获底层异常类的catch子句将可能会被屏蔽
    } catch (FileNotFoundException e) {   
      e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
      System.out.println(e.getMessage());
    } finally {
      try {
        in.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }
}

以下为一个运行时算数异常，不推荐使用，要在逻辑执行时避免。

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。");  
    }  
}

嵌套try

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。

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);   //数组越界异常
            }    
        }catch(ArithmeticException e){
            System.out.println("Divide by 0"+ e);    //除0异常
        }
    }
}

输出结果为

a=0：Divide by 0java.lang.ArithmeticException: / by zero
a=1：Divide by 0java.lang.ArithmeticException: / by zero
a=2：ArrayIndexOutOfBounds :java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException

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。

a=0时，外面的try块将产生一个被0除的异常。
a=1时，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。
a=2时，内部try块产生一个数组边界异常

整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。

try-catch-finally组合情况

我们都说这个组合来处理异常，那么这几个关键字都是必须的么？关键字组合有如下几种：

try+catch后有没有finally无所谓，try+catch+finally可以使用；try+catch可以使用
try必不可少，try+finally可以，try+catch可以
三个关键字不能单独使用任何一个，即使是try如果不加catch也必须有finally（声明了异常就一定要处理，不管是在catch还是finally中）

总结就是必须有try+（catch，finally，catch+finally）三个组合中的一种

return的执行时机

我们知道不管有没有出现异常，finally块中代码都会执行，但是如果说在以上三种关键字所管辖的块内包含return，代码该按照何种顺序执行呢？

finally没有return

finally里没有return的场景，但try或catch里有，finally仍然会执行，因此在return返回时不是直接返回变量的值，而是复制一份，然后返回，因此，对于基本类型的，finally的改变没有影响，对于引用类型的就有影响了

package test;
/
 * @author 田茂林
 * @data 2017年9月6日 下午9:46:42
 */
public class TestFinally{
    //基本类型
  public static int testFinally1(){ 
    int result =1;
    try {
      result = 2;
      return result;
    } catch (Exception e) {
      return 0;
    }finally{
      result =3;
      System.out.println("execult Finally1");
    }
  }
     //引用类型
  public static StringBuffer testFinally2(){       
    StringBuffer s = new StringBuffer("Hello");
    try {
      return s;
    } catch (Exception e) {
      return null;
    }finally{
      s.append("world");
      System.out.println("execult Finally2");
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
              int result1 = testFinally1();
              System.out.println(result1);
              StringBuffer result2 = testFinally2();
              System.out.println(result2);
  }
}

输出结果

execult Finally1
2
execult Finally2
Helloworld

对于finally块中没有return语句的情况，方法在返回之前会先将返回值保存在局部变量表中的某个slot中，然后执行finally块中的语句，之后再将保存在局部变量表中某个slot中的数据放入操作数栈的栈顶并进行返回，因此对于基本数据类型而言，若在finally块中改变其值，并不会影响最后return的值

finally里有return

finally中最好不要包含return，否则程序会提前退出，返回值不是try或catch中保存的返回值。返回值是finally里的return返回的值

package test;
/**
 * @author 田茂林
 * @data 2017年9月6日 下午9:46:42
 */
public class TestFinally {
  @SuppressWarnings("finally")
  public static int testFinally() { // 基本类型
    int i = 1;
    try {
      ++i;
      return i;
    } catch (Exception e) {
    } finally {
      return i++; // 2
      // return ++i; //3
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    int result1 = testFinally();
    System.out.println(result1);
  }
}

如果是return i++返回i的值，return ++i返回的是++i的值，也就是永远返回当前值，对于finally块中包含了return语句的情况，则在try块中的return执行之前，会先goto到finally块中，而在goto之前并不会对try块中要返回的值进行保护，而是直接去执行finally块中的语句，并最终执行finally块中的return语句，而忽略try块中的return语句，因此最终返回的值是在finally块中改变之后的值。

throws和throw

如果一个方法没有捕获到一个检查性异常，那么该方法必须使用 throws 关键字来声明。throws 关键字放在方法签名的尾部。也可以使用 throw 关键字抛出一个异常，一个throws子句列举了一个方法可能引发的所有异常类型。

import java.io.*;
public class className
{
  public void deposit(double amount) throws RemoteException
  {
    // Method implementation
    throw new RemoteException();
  }
  //Remainder of class definition
}

throws异常抛出示例

下面是用throws关键字抛出异常的举例，异常从f2()抛出并层层上抛，直到main方法处理异常

public class ManangeException {
    //直到抛到main方法里，不要再main方法里写throws，main方法会打印堆栈信息，但最好在main方法里处理异常
    //main方法调用了f2()方法，并监控和捕获可能抛出的异常
  public static void main(String[] args) {  
         ManangeException m=new ManangeException();
         try {
      m.f2();
    } catch (IOException e) {
      System.out.println("没有找到该文件");
    }
  }
    //f()方法调用了f2()方法，并抛出可能的异常
  public void f2() throws IOException{  //一级一级往外抛
    f();
  }
  //f2()方法抛出可能的异常
  public void f() throws FileNotFoundException,IOException{   //不处理只抛出
    FileInputStream in = null; 
    in = new FileInputStream("myfile.txt");
    int b;
    b = in.read();
    while (b != -1) {
      System.out.print((char) b);
      b = in.read();
    }
  }

如果在main方法中也不处理并继续向上抛的话，可以看到如下的异常堆栈信息：

Exception in thread "main" java.io.FileNotFoundException: myfile.txt (系统找不到指定的文件。)
  at java.io.FileInputStream.open0(Native Method)
  at java.io.FileInputStream.open(FileInputStream.java:195)
  at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:138)
  at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:93)
  at packageB.Person.f(Person.java:24)
  at packageB.Person.f2(Person.java:19)
  at packageB.Person.main(Person.java:14)

throw异常抛出示例

除了对可能的异常抛出在方法上声明，还可以通过指定异常抛出直接手动抛出异常

class TestThrow{
      static void proc(){
            try{
                throw new NullPointerException("demo");
            }catch(NullPointerException e){
                System.out.println("Caught inside proc");
                throw e;
            }
        }
        public static void main(String [] args){
            try{
                proc();
            }catch(NullPointerException e){
                System.out.println("Recaught outside ");
            }
        }
}

返回结果如下：

Caught inside proc
Recaught outside

自定义异常

使用Java内置的异常类可以描述在编程时出现的大部分异常情况。除此之外，用户还可以自定义异常。用户自定义异常类，只需继承Exception类即可。在程序中使用自定义异常类，大体可分为以下几个步骤:

创建自定义异常类，必须继承Exception类
在方法中通过throw关键字抛出异常对象。如果在当前抛出异常的方法中处理异常，可以使用try-catch语句捕获并处理；
如果当前方法不处理，那么在方法的声明处通过throws关键字指明要抛出给方法调用者的异常，继续进行下一步操作。

自定义异常举例如下：

class MyException extends Exception {
  private int id;
  public MyException(String message, int id) {
    super(message);
    this.id = id;
  }
  public int getId() {
    return id;
  }
}
public class TestMyException {
    public static void main(String[] args) {
    TestMyException t=new TestMyException();
    t.m(1);
  }
     public void m(int i){
       try {
      regist(i);               //方法体里边不能再写方法，但是可以直接调用就好
    } catch (MyException e) {
      System.out.println("出现故障");
    }
     }
     public void regist(int num) throws MyException{
       if(num<0) 
           throw new MyException("不合法的人数", 1);    //这要是异常抛出，则不会打印下边的那句话,因为没有捕获处理
       System.out.println(num);
     }
}

【Java SE基础五】Java异常处理机制

异常定义

异常分类

异常处理

try-catch-finally

语法示例

嵌套try

try-catch-finally组合情况

return的执行时机

finally没有return

finally里有return

throws和throw

throws异常抛出示例

throw异常抛出示例

自定义异常

热门文章

最新文章

相关课程

相关电子书

相关实验场景

【Java SE基础 五】Java异常处理机制

异常定义

异常分类

异常处理

try-catch-finally

语法示例

嵌套try

try-catch-finally组合情况

return的执行时机

finally没有return

finally里有return

throws和throw

throws异常抛出示例

throw异常抛出示例

自定义异常

热门文章

最新文章

相关课程

相关电子书

相关实验场景

【Java SE基础五】Java异常处理机制