Java異常機制的詳細介紹

本篇內(nèi)容主要講解“Java異常機制的詳細介紹”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學(xué)習(xí)“Java異常機制的詳細介紹”吧!

1.異常的概述

1.1什么是異常？

異常：程序在運行過程中發(fā)生由于外部問題導(dǎo)致的程序異常事件，發(fā)生的異常會中斷程序的運行。（在Java等面向?qū)ο蟮木幊陶Z言中）異常本身是一個對象，產(chǎn)生異常就是產(chǎn)生了一個異常對象。注意在java中異常不是錯誤，在下文的異常的分類中有解釋。

舉個生活中的栗子來說明異常吧，假如你平時是開車上班，一般情況下你都能按時到公司上班，但是今天遇到特殊情況，就是遇到公路施工了，遇到這種情況，如果你沒有做任何處理，就有可能導(dǎo)致上班遲到。這種“路上施工” 就是程序中的異常了，他是外部問題導(dǎo)致的事件，并不是你本身出現(xiàn)的問題。（題外話：然而老板并不在意你是什么問題導(dǎo)致遲到的，反正你就是遲到了。。。。）

1.2 如何處理異常？

1.2.1 傳統(tǒng)的異常處理

假如現(xiàn)在要求在控制臺中，輸入被除數(shù)和除數(shù)，求商。

傳統(tǒng)做法是這樣的：

public static void main(String[] args) {
        System.out.println("請輸入一個被除數(shù):");
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        if(sc.hasNextInt()) {            
            int num1 = sc.nextInt();
            System.out.println("請輸入一個除數(shù):");
            if(sc.hasNextInt()) {                
                int num2 = sc.nextInt();
                if(0 == num2) {
                    System.out.println("除數(shù)不能為0！");
                }else {
                    int r = num1 / num2;
                    System.out.println("r = " + r);
                }
            }else {
                System.out.println("除數(shù)輸入不合法!");
            }
        }else {
            //在控制臺有可能輸入字符串
            System.out.println("被除數(shù)輸入不合法!");
        }
    }

從上面這個例子可以可以看出，這么簡單的業(yè)務(wù)需求，代碼也要寫得那么長，因為要考慮的問題有很多，這樣寫代碼會覺得很累，而且出現(xiàn)了異常，程序會中斷，不會執(zhí)行后面的代碼。因此，Java編程語言使用異常處理機制為程序提供異常處理的能力。

1.2.2 java的異常處理

在Java中，異常處理的過程：

這種處理過程就像你上班遇到公路施工，你做出了處理——繞路行走，避開施工路段，讓你按時到達公司！

2.異常的分類

在 Java 中，所有的異常都有一個共同的祖先 Throwable（可拋出）。Throwable 指定代碼中可用異常傳播機制通過 Java 應(yīng)用程序傳輸?shù)娜魏螁栴}的共性。

Throwable： 有兩個重要的子類：Exception（異常）和 Error（錯誤），二者都是 Java 異常處理的重要子類，各自都包含大量子類。

Error（錯誤）:是程序無法處理的錯誤，表示運行應(yīng)用程序中較嚴重問題。大多數(shù)錯誤與代碼編寫者執(zhí)行的操作無關(guān)，而表示代碼運行時 JVM（Java 虛擬機）出現(xiàn)的問題。例如，Java虛擬機運行錯誤（Virtual MachineError），當(dāng) JVM 不再有繼續(xù)執(zhí)行操作所需的內(nèi)存資源時，將出現(xiàn) OutOfMemoryError。這些異常發(fā)生時，Java虛擬機（JVM）一般會選擇線程終止。

這些錯誤表示故障發(fā)生于虛擬機自身、或者發(fā)生在虛擬機試圖執(zhí)行應(yīng)用時，如Java虛擬機運行錯誤（Virtual MachineError）、類定義錯誤（NoClassDefFoundError）等。這些錯誤是不可查的，因為它們在應(yīng)用程序的控制和處理能力之 外，而且絕大多數(shù)是程序運行時不允許出現(xiàn)的狀況。對于設(shè)計合理的應(yīng)用程序來說，即使確實發(fā)生了錯誤，本質(zhì)上也不應(yīng)該試圖去處理它所引起的異常狀況。在 Java中，錯誤通過Error的子類描述。

Exception（異常）:是程序本身可以處理的異常。Exception 類有一個重要的子類 RuntimeException。RuntimeException 類及其子類表示“JVM 常用操作”引發(fā)的錯誤。例如，若試圖使用空值對象引用、除數(shù)為零或數(shù)組越界，則分別引發(fā)運行時異常（NullPointerException、ArithmeticException）和 ArrayIndexOutOfBoundException。注意：異常和錯誤的區(qū)別：異常能被程序本身可以處理，錯誤是無法處理。通常，Java的異常(包括Exception和Error)分為可查的異常（checked exceptions）和不可查的異常（unchecked exceptions）。

可查異常（編譯器要求必須處置的異常）：正確的程序在運行中，很容易出現(xiàn)的、情理可容的異常狀況?？刹楫惓ｋm然是異常狀況，但在一定程度上它的發(fā)生是可以預(yù)計的，而且一旦發(fā)生這種異常狀況，就必須采取某種方式進行處理。

除了RuntimeException及其子類以外，其他的Exception類及其子類都屬于可查異常。這種異常的特點是Java編譯器會檢查它，也就是說，當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常，要么用try-catch語句捕獲它，要么用throws子句聲明拋出它，否則編譯不會通過。

不可查異常(編譯器不要求強制處置的異常):包括運行時異常（RuntimeException與其子類）和錯誤（Error）。

Exception 這種異常分兩大類運行時異常和非運行時異常(編譯異常)。程序中應(yīng)當(dāng)盡可能去處理這些異常。

運行時異常：都是RuntimeException類及其子類異常，如NullPointerException(空指針異常)、IndexOutOfBoundsException(下標越界異常)等，這些異常是不檢查異常，程序中可以選擇捕獲處理，也可以不處理。這些異常一般是由程序邏輯錯誤引起的，程序應(yīng)該從邏輯角度盡可能避免這類異常的發(fā)生。運行時異常的特點是Java編譯器不會檢查它，也就是說，當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常，即使沒有用try-catch語句捕獲它，也沒有用throws子句聲明拋出它，也會編譯通過。

非運行時異常 （編譯異常）：是RuntimeException以外的異常，類型上都屬于Exception類及其子類。從程序語法角度講是必須進行處理的異常，如果不處理，程序就不能編譯通過。如IOException、SQLException等以及用戶自定義的Exception異常，一般情況下不自定義檢查異常。

3.異常處理機制

通過上面對異常的解釋，現(xiàn)在應(yīng)該對異常有一定的了解。下面來說明在java中是如何處理異常的。
?在java中用對象來表示異常的。
?java是通過try-catch、try-catch-finally、try-catch-catch...語句來處理異常的。

3.1 try-catch

3.1.1 try-catch的使用

try{} 代碼塊用于執(zhí)行可能存在異常的代碼，catch(異常類型  異常對象的名稱){}代碼塊用于捕獲并處理異常。
try{
    //有可能出現(xiàn)異常的代碼段1
    //有可能出現(xiàn)異常的代碼段2
}catch(異常類型 e){
    //處理異常的代碼段3
}
//代碼段4

處理1.2.1的兩數(shù)相除問題的demo：

public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        try{
            System.out.println("請輸入一個被除數(shù):");
            int num1=sc.nextInt();
            System.out.println("請輸入一個除數(shù):");
            int num2=sc.nextInt();
            int result=num1/num2;
        }catch(Exception e){
            System.out.println("在此處處理異常！");
        }
        System.out.println("程序運行結(jié)束");
}

3.1.2 try-catch的執(zhí)行順序

第一種：沒有遇到異常，即正常執(zhí)行

第二種：匹配到異常

在try{}中的代碼遇到異常時，會與catch（）中括號里的異常進行比對，如果遇到的異常時屬于catch的異常就會執(zhí)行catch塊中的代碼，讓后執(zhí)行try-catch塊后面的代碼

第三種：匹配不到異常

3.2try-catch-finally

try{} 代碼塊用于執(zhí)行可能存在異常的代碼，catch{}代碼塊用于捕獲并處理異常。

finally{} 代碼塊用于回收資源(關(guān)閉文件、關(guān)閉數(shù)據(jù)庫、關(guān)閉管道)的代碼。finally代碼塊不管是否出現(xiàn)異常，都必須???行（ finally塊唯一不執(zhí)行的情況System.exit(0) jvm正常退出。）

3.1.1 try-catch-finally的執(zhí)行順序

第一種：catch塊沒有return語句

（1）沒有遇到異常：

try塊內(nèi)的代碼——>finally塊內(nèi)的代碼——>finally塊后的代碼

（2）遇到異常并匹配到異常：

try塊內(nèi)的代碼——>catch塊內(nèi)的代碼——>finally塊內(nèi)的代碼——>finally塊后的代碼

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int a=1/0;
            System.out.println("try");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("catch");
        }finally {
            System.out.println("finally");
        }
        System.out.println("程序正常運行結(jié)束");
    }
}

結(jié)果：

1 catch
2 finally
3 程序正常運行結(jié)束

（3）遇到異常卻沒有匹配到異常：

try塊內(nèi)的代碼——>finally塊內(nèi)的代碼——>程序中斷運行

public static void main(String[] args) {
    try {
        int a=1/0;//會拋出ArithmeticException
        System.out.println("try");
    } catch (NullPointerException e) {
        System.out.println("catch");
    }finally {
        System.out.println("finally");
    }
    System.out.println("程序正常運行結(jié)束");
}

結(jié)果：

1 Exception in thread "main" finally
2 java.lang.ArithmeticException: / by zero
3     at Test1.Test01.main(Test01.java:8)

第二種：catch塊有return語句

（1）沒有異常

try塊內(nèi)的代碼——>finally塊內(nèi)的代碼——>try塊內(nèi)的return語句

public class Test01 {
    public static int test() {
        try {
            int a=2*2;
            System.out.println("try");
            return a;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("catch");
            return 0;
        }finally {
            System.out.println("finally");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(test());
        System.out.println("程序正常運行結(jié)束");
    }
}

結(jié)果：

1 try
2 finally
3 4
4 程序正常運行結(jié)束

（2）遇到異常并匹配到異常：

執(zhí)行順序如圖：

public class Test01 {
    public static int test() {
        try {
            int a=2/0;
            System.out.println("try");
            return a;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("catch");
            return 0;
        }finally {
            System.out.println("finally");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(test());
        System.out.println("程序正常運行結(jié)束");
    }
}

結(jié)果：

1 catch
2 finally
3 0
4 程序正常運行結(jié)束

（3）遇到異常卻沒有匹配到異常：

try塊內(nèi)的代碼——>finally塊內(nèi)的代碼——>程序中斷運行

public class Test01 {
    public static int test() {
        try {
            int a=2/0;
            System.out.println("try");
            return a;
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("catch");
            return 0;
        }finally {
            System.out.println("finally");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(test());
        System.out.println("程序正常運行結(jié)束");
    }
}

結(jié)果：

finally
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
    at Test1.Test01.test(Test01.java:8)
    at Test1.Test01.main(Test01.java:19)

4. 聲明異常

4.1 throws

當(dāng)開發(fā)者在定義方法時，事先知道方法在調(diào)用時會出現(xiàn)異常，但不知道該如何處理，此時可以在該方法上聲明異常。表示該方法在調(diào)用過程中會出現(xiàn)異常，請調(diào)用者自行處理。

在java中使用throws 聲明異常。一個方法可以聲明多個異常，用,號分割，寫法如下：

1 public void test2()throws IOException,RuntimeException{
2         //有異常出得代碼，在此處沒有處理
3     }

4.2 聲明異常與方法重載的關(guān)系

聲明異常和方法重載沒有任何關(guān)系。

4.3 聲明異常與方法重寫的關(guān)系

?如果父類方法聲明了異常(檢查時或運行時)，子類方法可以完全遵循父類異常，也可以不聲明異常。
?如果父類方法沒有聲明異常，子類可以不聲明異常，也可以聲明RuntimeException，但不能聲明Exception。
?如果父類聲明了運行時異常，子類可以完全遵循父類異常，也可以不聲明異常。

5.拋出異常

當(dāng)系統(tǒng)異常滿足不了開發(fā)需要時，開發(fā)者可以自行根據(jù)需要自行拋出異常。

throw 用于手動拋出異常。

如果一直都沒有處理（即沒有用try-catch等語句）異常會把異常拋給調(diào)用者，一直拋到main函數(shù)處，如果在main函數(shù)中也沒有處理繼續(xù)在main函數(shù)后拋出異常，這時候會拋給jvm處理。如下栗子：

public class Test01 {
    public static void test1()throws IOException,RuntimeException{
        //有異常拋出得代碼，在此處沒有處理，例如：throw new Exception（“異常信息”）；
    }
    public static void test2()throws IOException,RuntimeException{
        test1();//調(diào)用有拋出異常的方法，在此沒有處理
    }
    public static void main(String[] args)throws IOException,RuntimeException {
        test2();//main調(diào)用有拋出異常的方法，在此沒有處理
    }
}

注意:

開發(fā)者根據(jù)自身需要可以選擇拋出檢查時異常和運行時異常

6. 自定義異常

當(dāng)JDK 中的異常類型不能滿足程序的需要時，可以自定義異常類。

自定義異常步驟:
?[1] 確定異常類型.繼承Excepion 或者RuntimeException
?[2] 編寫自定義異常類，并實現(xiàn)構(gòu)造方法
?[3] 在方法需要的地方手動聲明并拋出異常。

public class myException extends Exception {
    public myException() {
        super();
    }
    public myException(String message) {
        super(message);
    }
    
    //自定義異常中的方法，以符合自己的需求
    public void showInfo() {
        System.out.println(super.getMessage()+"@Line:");
    }
}

到此，相信大家對“Java異常機制的詳細介紹”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進入相關(guān)頻道進行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！