JavaSE（基础篇）——异常机制（一）

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);
      }
   } 
}