java的异常处理机制

一、什么是java异常?

java异常指在程序运行时可能出现的一些错误,如:文件找不到、网络连接失败、非法参数等。异常是一个事件,它发生在程序运行期间,中断了正在执行的程序的正常指令流。Java通过API中Throwable类的众多子类描述各种不同的异常。因而,Java异常都是对象,是Throwable子类的实例,描述了出现在一段编码中的错误条件。当条件生成时,错误将引发异常。

Java异常类的层次结构图,如下所示:

 

Java所有异常类都是 Throwable的子类。它包括Java异常处理的两个重要子类:Error和Exception.

Error:

Error及其子类用来描述Java运行系统中的内部错误以及资源耗尽的错误,是程序无法处理的错误,这类错误比较严重。这类的大多数错误与代码编写者执行的操作无关,如,运行代码时,JVM(Java虚拟机)出现的问题,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。 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。 

Exception:

可以通过捕捉处理使程序继续执行,是程序自身可以处理的异常,也称为非致命性异常类。根据错误发生原因可分为RuntimeException异常和除RunTimeException之外的异常,如IOException异常。RuntimeException 类及其子类表示“JVM 常用操作”引发的错误。例如,若试图使用空值对象引用、除数为零或数组越界,则分别引发运行时异常(NullPointerException、ArithmeticException)和 ArrayIndexOutOfBoundException。 

简单来说:异常与错误的区别是:异常可以通过程序自身捕捉处理,而错误是程序自身无法处理的。

Java异常包括Exception类和Error类,其可分为可查异常和不可查异常:

可查异常:编译器要求必须处理的异常,这类异常的发生在一定程度上是可以预计的,而且这类异常一旦发生,就必须采用某种方式进行处理。除了RuntimeException及其子类以外的其它异常类都属于可查异常。这种异常的特点是Java编译器会检查它,也就是说,出现这种异常,要么用try-catch语句捕捉它,要么用throws语句声明抛出它,否则编译不通过。

不可查异常:编译器不要求强制处理的异常,包括运行时异常(RuntimeException与其子类)和错误(Error) 。

Exception 异常又可分为两大类:运行时异常和非运行时异常(编译异常)。程序中应当尽可能去处理这些异常。        

运行时异常:RuntimeException类及其子类异常,如NullPointerException(空指针异常)、IndexOutOfBoundsException(下标越界异常)等,这些异常是不可查异常,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。       

运行时异常的特点:Java编译器不会检查它,也就是说,当程序中出现这类异常时,也会编译通过。        

非运行时异常 (编译异常):是RuntimeException以外的异常,类型上都属于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。 

二、异常处理机制

 在 Java 应用程序中,异常处理机制为:抛出异常,捕捉异常。        

抛出异常:当一个方法出现错误引发异常时,方法创建异常对象并交付运行时系统,异常对象中包含了异常类型和异常出现时的程序状态等异常信息。运行时系统负责寻找处置异常的代码并执行。        

捕捉异常:在方法抛出异常之后,运行时系统将转为寻找合适的异常处理器(exception handler)。潜在的异常处理器是异常发生时依次存留在调用栈中的方法的集合。当异常处理器所能处理的异常类型与方法抛出的异常类型相符时,即为合适的异常处理器。运行时系统从发生异常的方法开始,依次回查调用栈中的方法,直至找到含有合适异常处理器的方法并执行。当运行时系统遍历调用栈而未找到合适的异常处理器,则运行时系统终止。同时,意味着Java程序的终止。        

对于运行时异常、错误或可查异常,Java技术所要求的异常处理方式有所不同。        

由于运行时异常的不可查性,为了更合理、更容易地实现应用程序,Java规定,运行时异常将由Java运行时系统自动抛出,允许应用程序忽略运行时异常。        

对于方法运行中可能出现的Error,当运行方法不欲捕捉时,Java允许该方法不做任何抛出声明。因为,大多数Error异常属于永远不能被允许发生的状况,也属于合理的应用程序不该捕捉的异常。        

对于所有的可查异常,Java规定:一个方法必须捕捉,或者声明抛出方法之外。也就是说,当一个方法选择不捕捉可查异常时,它必须声明将抛出异常。        

能够捕捉异常的方法,需要提供相符类型的异常处理器。所捕捉的异常,可能是由于自身语句所引发并抛出的异常,也可能是由某个调用的方法或者Java运行时 系统等抛出的异常。也就是说,一个方法所能捕捉的异常,一定是Java代码在某处所抛出的异常。简单地说,异常总是先被抛出,后被捕捉的。          

任何Java代码都可以抛出异常,如:自己编写的代码、来自Java开发环境包中代码,或者Java运行时系统。无论是谁,都可以通过Java的throw语句抛出异常。从方法中抛出的任何异常都必须使用throws子句。捕捉异常通过try-catch语句或者try-catch-finally语句实现。          

总体来说,Java规定:对于可查异常必须捕捉、或者声明抛出。允许忽略不可查的RuntimeException和Error。  

抛出异常的方法:throws和throw

throws:通常被用在声明方法时,用来指定方法可能抛出的异常,多个异常可使用逗号分隔。throws关键字将异常抛给上一级,如果不想处理该异常,可以继续向上抛出,但最终要有能够处理该异常的代码。

throw:通常用在方法体中或者用来抛出用户自定义异常,并且抛出一个异常对象。程序在执行到throw语句时立即停止,如果要捕捉throw抛出的异常,则必须使用try-catch语句块或者try-catch-finally语句。

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