Java 异常处理

异常就是指程序执行时发生的问题。
异常发生的原因有很多，通常包含以下几大类：

• 用户输入了非法数据。
• 要打开的文件不存在。
• 网络通信时连接中断，或者JVM内存溢出。

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。
• 运行时异常： 运行时异常是可能被程序员避免的异常。与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时被忽略。
• 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。

Exception类的层次：

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 。
Java程序通常不捕获错误。错误一般发生在严重故障时，它们在Java程序处理的范畴之外。
Error用来指示运行时环境发生的错误。
例如，JVM内存溢出。一般地，程序不会从错误中恢复。
异常类有两个主要的子类：IOException类和RuntimeException类。 在Java 内置类中，有大部分常用检查性和非检查性异常。

异常方法：

下面的列表是Throwable 类的主要方法：

序号	方法及说明
1	public String getMessage() 返回关于发生的异常的详细信息。这个消息在Throwable 类的构造函数中初始化了。
2	public Throwable getCause() 返回一个Throwable 对象代表异常原因。
3	public String toString() 使用getMessage()的结果返回类的串级名字。
4	public void printStackTrace() 打印toString()结果和栈层次到System.err，即错误输出流。
5	public StackTraceElement [] getStackTrace() 返回一个包含堆栈层次的数组。下标为0的元素代表栈顶，最后一个元素代表方法调用堆栈的栈底。
6	public Throwable fillInStackTrace() 用当前的调用栈层次填充Throwable 对象栈层次，添加到栈层次任何先前信息中。

捕获异常：

使用try和catch关键字可以捕获异常。try/catch代码块放在异常可能发生的地方。
try/catch代码块中的代码称为保护代码，使用 try/catch的语法如下：

try
{
   //Protected code
}catch(ExceptionName e1)
{
   //Catch block
}

Catch语句包含要捕获异常类型的声明。当保护代码块中发生一个异常时，try后面的catch块就会被检查。
如果发生的异常包含在catch块中，异常会被传递到该catch块，这和传递一个参数到方法是一样。

示例：

下面的例子中声明有两个元素的一个数组，当代码试图访问数组的第三个元素的时候就会抛出一个异常。

// File Name : ExcepTest.java
import java.io.*;
public class ExcepTest{
 
   public static void main(String args[]){
      try{
         int a[] = new int[2];
         System.out.println("Access element three :" + a[3]);
      }catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){
         System.out.println("Exception thrown  :" + e);
      }
      System.out.println("Out of the block");
   }
}

运行结果如下：

Exception thrown  :java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
Out of the block

多重捕获块：

一个try代码块后面跟随多个catch代码块的情况就叫多重捕获。
多重捕获块的语法如下所示：

try
{
   //Protected code
}catch(ExceptionType1 e1)
{
   //Catch block
}catch(ExceptionType2 e2)
{
   //Catch block
}catch(ExceptionType3 e3)
{
   //Catch block
}

上面的代码段包含了3个catch块。
可以在ry语句后面添加任意数量的catch块。
如果保护代码中发生异常，异常被抛给第一个catch块。
如果抛出异常的数据类型与ExceptionType1匹配，它在这里就会被捕获。
如果不匹配，它会被传递给第二个catch块。
如此，直到异常被捕获或者通过所有的catch块。

示例：

该实例展示了怎么使用多重try/catch。

try
{
   file = new FileInputStream(fileName);
   x = (byte) file.read();
}catch(IOException i)
{
   i.printStackTrace();
   return -1;
}catch(FileNotFoundException f) //Not valid!
{
   f.printStackTrace();
   return -1;
}

throws/throw关键字：

如果一个方法没有捕获一个检查性异常，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，无论它是新实例化的还是刚捕获到的。
下面方法的声明抛出一个RemoteException异常：

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

一个方法可以声明抛出多个异常，多个异常之间用逗号隔开。
例如，下面的方法声明抛出RemoteException和InsufficientFundsException：

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

finally关键字

finally关键字用来创建在try代码块后面执行的代码块。
无论是否发生异常，finally代码块中的代码总会被执行。
在finally代码块中，可以运行清理类型等收尾善后性质的语句。
finally代码块出现在catch代码块最后，语法如下：

try
{
   //Protected code
}catch(ExceptionType1 e1)
{
   //Catch block
}catch(ExceptionType2 e2)
{
   //Catch block
}catch(ExceptionType3 e3)
{
   //Catch block
}finally
{
   //The finally block always executes.
}

示例：

public class ExcepTest{
 
   public static void main(String args[]){
      int a[] = new int[2];
      try{
         System.out.println("Access element three :" + a[3]);
      }catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){
         System.out.println("Exception thrown  :" + e);
      }
      finally{
         a[0] = 6;
         System.out.println("First element value: " +a[0]);
         System.out.println("The finally statement is executed");
      }
   }
}

运行结果如下：

Exception thrown  :java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
First element value: 6
The finally statement is executed

注意下面事项：

• catch不能独立于try存在。
• 在try/catch后面添加finally块并非强制性要求的。
• try代码后不能既没catch块也没finally块。
• try, catch, finally块之间不能添加任何代码。

声明自定义异常：

在Java中你可以自定义异常。编写自己的异常类时需要记住下面的几点。

• 所有异常都必须是Throwable的子类。
• 如果希望写一个检查性异常类，则需要继承Exception类。
• 如果你想写一个运行时异常类，那么需要继承RuntimeException 类。

可以像下面这样定义自己的异常类：

class MyException extends Exception{
}

只继承Exception 类来创建的异常类是检查性异常类。
下面的InsufficientFundsException类是用户定义的异常类，它继承自Exception。
一个异常类和其它任何类一样，包含有变量和方法。

示例：

// File Name InsufficientFundsException.java
import java.io.*;
 
public class InsufficientFundsException extends Exception
{
   private double amount;
   public InsufficientFundsException(double amount)
   {
      this.amount = amount;
   } 
   public double getAmount()
   {
      return amount;
   }
}

为了展示如何使用我们自定义的异常类，
在下面的CheckingAccount 类中包含一个withdraw()方法抛出一个InsufficientFundsException异常。

// File Name CheckingAccount.java
import java.io.*;
 
public class CheckingAccount
{
   private double balance;
   private int number;
   public CheckingAccount(int number)
   {
      this.number = number;
   }
   public void deposit(double amount)
   {
      balance += amount;
   }
   public void withdraw(double amount) throws
                              InsufficientFundsException
   {
      if(amount <= balance)
      {
         balance -= amount;
      }
      else
      {
         double needs = amount - balance;
         throw new InsufficientFundsException(needs);
      }
   }
   public double getBalance()
   {
      return balance;
   }
   public int getNumber()
   {
      return number;
   }
}

下面的BankDemo程序示范了如何调用CheckingAccount类的deposit() 和withdraw()方法。

// File Name BankDemo.java
public class BankDemo
{
   public static void main(String [] args)
   {
      CheckingAccount c = new CheckingAccount(101);
      System.out.println("Depositing $500...");
      c.deposit(500.00);
      try
      {
         System.out.println("
Withdrawing $100...");
         c.withdraw(100.00);
         System.out.println("
Withdrawing $600...");
         c.withdraw(600.00);
      }catch(InsufficientFundsException e)
      {
         System.out.println("Sorry, but you are short $"
                                  + e.getAmount());
         e.printStackTrace();
      }
    }
}

编译上面三个文件，并运行程序BankDemo，得到结果如下所示：

Depositing $500...
Withdrawing $100...
Withdrawing $600...
Sorry, but you are short $200.0
InsufficientFundsException
        at CheckingAccount.withdraw(CheckingAccount.java:25)
        at BankDemo.main(BankDemo.java:13)

通用异常：

在Java中定义了两种类型的异常和错误。

• JVM(Java虚拟机)异常：由JVM抛出的异常或错误。例如：NullPointerException类，ArrayIndexOutOfBoundsException类，ClassCastException类。
• 程序级异常：由程序或者API程序抛出的异常。例如IllegalArgumentException类，IllegalStateException类。