异常的概述

异常都是从 Throwable 类派生出来的，而 Throwable 类是直接从 Object类继承而来。  

异常的分类

异常通常有四类：

Error：系统内部错误，这类错误由系统进行处理，程序本身无需捕获处理。Exception：可以处理的异常。RuntimeException：可以捕获，也可以不捕获的异常。继承 Exception 的其他类：必须捕获，通常在 API 文档中会说明这些方法抛出哪些异常。

主要关注的异常是 Exception 下的异常，而 Exception 异常下又主要分为两大类异常，一个是派生于 RuntimeExcption 的异常，一个是除了 RuntimeExcption 体系之外的其他异常。

RuntimeExcption 异常（运行时异常）通常有以下几种：

错误的类型转换数组访问越界访问 null 指针算术异常

一般来说，RuntimeException 都是代码逻辑出现问题。

非 RuntimeException（受检异常，Checked Exception）一般有：

打开一个不存在的文件没有找到具有指定名称的类操作文件异常

受检异常是编译器要求必须处理的异常，必须使用 try catch 处理，或者使用 throw 抛出，交给上层调用者处理。  

声明与抛出

throw 抛出异常

当程序运行时数据出现错误或者我们不希望发生的情况出现的话，可以通过抛出异常来处理。

异常抛出语法：

throw new 异常类();

示例

public class ThrowTest { public static void main(String[] args) { Integer a = 1; Integer b = null; //当a或者b为null时，抛出异常 if (a == null || b == null) { throw new NullPointerException(); } else { System.out.println(a + b); } } } //输出 /* Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException at ThrowTest.main(ThrowTest.java:8) */

 

throws 声明异常

throws 用于声明异常，表示该方法可能会抛出的异常。如果声明的异常中包括 checked 异常（受检异常），那么调用者必须捕获处理该异常或者使用 throws 继续向上抛出。throws 位于方法体前，多个异常之间使用,分割。

示例

import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException; public class ThrowsTest { public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException { //由方法的调用者捕获异常或者继续向上抛出 throwsTest(); } public static void throwsTest() throws FileNotFoundException { new FileInputStream("/home/project/shiyanlou.file"); } } //输出 /* Exception in thread "main" java.io.FileNotFoundException: /home/project/shiyanlou.file (系统找不到指定的路径。) 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 ThrowsTest.throwsTest(ThrowsTest.java:13) at ThrowsTest.main(ThrowsTest.java:8) */

 

捕获异常

通常抛出异常后，还需要将异常捕获。使用 try 和 catch 语句块来捕获异常，有时候还会用到 finally。

对于上述三个关键词所构成的语句块，try 语句块是必不可少的，catch 和 finally 语句块可以根据情况选择其一或者全选。你可以把可能发生错误或出现问题的语句放到 try 语句块中，将异常发生后要执行的语句放到 catch 语句块中，而 finally 语句块里面放置的语句，不管异常是否发生，它们都会被执行。

你可能想说，那我把所有有关的代码都放到 try 语句块中不就妥当了吗？ 可是你需要知道，捕获异常对于系统而言，其开销非常大，所以应尽量减少该语句块中放置的语句。

示例

public class CatchException { public static void main(String[] args) { try { // 下面定义了一个try语句块 System.out.println("I am try block."); Class<?> tempClass = Class.forName(""); // 声明一个空的Class对象用于引发“类未发现异常” System.out.println("Bye! Try block."); } catch (ClassNotFoundException e) { // 下面定义了一个catch语句块 System.out.println("I am catch block."); e.printStackTrace(); //printStackTrace()的意义在于在命令行打印异常信息在程序中出错的位置及原因 System.out.println("Goodbye! Catch block."); } finally { // 下面定义了一个finally语句块 System.out.println("I am finally block."); } } } //输出 /* I am try block. I am catch block. java.lang.ClassNotFoundException: at java.lang.Class.forName0(Native Method) at java.lang.Class.forName(Unknown Source) at CatchException.main(CatchException.java:8) Goodbye! Catch block. I am finally block. */

 

捕获多个异常

在一段代码中，可能会由于各种原因抛出多种不同的异常，而对于不同的异常，我们希望用不同的方式来处理它们，而不是笼统的使用同一个方式处理，在这种情况下，可以使用异常匹配，当匹配到对应的异常后，后面的异常将不再进行匹配。

示例

import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException; public class MultipleCapturesDemo { public static void main(String[] args) { try { new FileInputStream(""); } catch (FileNotFoundException e) { System.out.println("IO 异常"); } catch (Exception e) { System.out.println("发生异常"); } } } //输出 /* IO 异常 */

在处理异常时，并不要求抛出的异常同 catch 所声明的异常完全匹配，子类的对象也可以匹配父类的处理程序。 比如异常 A 继承于异常 B，那么在处理多个异常时，一定要将异常 A 放在异常 B 之前捕获。 如果将异常 B 放在异常 A 之前，那么将永远匹配到异常 B，异常 A 将永远不可能执行，并且编译器将会报错。

示例

import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException; public class MultipleCapturesDemo{ public static void main(String[] args){ try{ new FileInputStream(""); } catch(Exception e){ System.out.println("发生异常"); } catch(FileNotFoundException e){ //报错 System.out.println("IO 异常"); } } }

 

自定义异常

自定义一个异常类非常简单，只需要让它继承 Exception 或其子类就行。在自定义异常类的时候，建议同时提供无参构造方法和带字符串参数的构造方法，后者可以为你在调试时提供更加详细的信息。

示例

定义一个自定义异常类MyAriException，继承父类ArithmeticException

// MyAriException.java public class MyAriException extends ArithmeticException { //自定义异常类，该类继承自ArithmeticException public MyAriException() { } //实现默认的无参构造方法 public MyAriException(String msg) { super(msg); } //实现可以自定义输出信息的构造方法，将待输出信息作为参数传入即可 }

运用MyAriException异常类的测试类ExceptionTest

// ExceptionTest.java import java.util.Arrays; public class ExceptionTest { public static void main(String[] args) { int[] array = new int[5]; //声明一个长度为5的数组 Arrays.fill(array, 5); //将数组中的所有元素赋值为5 for (int i = 4; i > -1; i--) { //使用for循环逆序遍历整个数组，i每次递减 if (i == 0) { // 如果i除以了0，就使用带异常信息的构造方法抛出异常 throw new MyAriException("There is an exception occured."); } System.out.println("array[" + i + "] / " + i + " = " + array[i] / i); // 如果i没有除以0，就输出此结果 } } } //输出 /* array[4] / 4 = 1 array[3] / 3 = 1 array[2] / 2 = 2 array[1] / 1 = 5 Exception in thread "main" MyAriException: There is an exception occured. at ExceptionTest.main(ExceptionTest.java:17) */

 

异常堆栈

当异常抛出后，我们可以通过异常堆栈追踪程序的运行轨迹，以便我们更好的 DEBUG。

示例

public class ExceptionStackTrace { private static void method1() { method2(); } private static void method2() { throw new NullPointerException(); } public static void main(String[] args) { try { method1(); } catch (Exception e) { //打印堆栈轨迹 e.printStackTrace(); } } } //输出 /* java.lang.NullPointerException at ExceptionStackTrace.method2(ExceptionStackTrace.java:7) at ExceptionStackTrace.method1(ExceptionStackTrace.java:3) at ExceptionStackTrace.main(ExceptionStackTrace.java:11) */

通过上面的异常堆栈轨迹，在对比我们方法的调用过程，可以得出异常信息中首先打印的是距离抛出异常最近的语句，接着是调用该方法的方法，一直到最开始被调用的方法。 从下往上看，就可以得出程序运行的轨迹。