異常是程序中的一些錯(cuò)誤，但并不是所有的錯(cuò)誤都是異常，并且錯(cuò)誤有時(shí)候是可以避免的。比如說(shuō)，你的代碼少了一個(gè)分號(hào)，那么運(yùn)行出來(lái)結(jié)果是提示是錯(cuò)誤 java.lang.Error；如果你用System.out.println(11/0)，那么你是因?yàn)槟阌?做了除數(shù)，會(huì)拋出 java.lang.ArithmeticException 的異常。

異常發(fā)生的原因有很多，通常包含以下幾大類(lèi)：

• 用戶(hù)輸入了非法數(shù)據(jù)。
• 要打開(kāi)的文件不存在。
• 網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)連接中斷，或者JVM內(nèi)存溢出。

這些異常有的是因?yàn)橛脩?hù)錯(cuò)誤引起，有的是程序錯(cuò)誤引起的，還有其它一些是因?yàn)槲锢礤e(cuò)誤引起的。

要理解Java異常處理是如何工作的，你需要掌握以下三種類(lèi)型的異常：

• 檢查性異常：最具代表的檢查性異常是用戶(hù)錯(cuò)誤或問(wèn)題引起的異常，這是程序員無(wú)法預(yù)見(jiàn)的。例如要打開(kāi)一個(gè)不存在文件時(shí)，一個(gè)異常就發(fā)生了，這些異常在編譯時(shí)不能被簡(jiǎn)單地忽略。
• 運(yùn)行時(shí)異常：運(yùn)行時(shí)異常是可能被程序員避免的異常。與檢查性異常相反，運(yùn)行時(shí)異常可以在編譯時(shí)被忽略。
• 錯(cuò)誤：錯(cuò)誤不是異常，而是脫離程序員控制的問(wèn)題。錯(cuò)誤在代碼中通常被忽略。例如，當(dāng)棧溢出時(shí)，一個(gè)錯(cuò)誤就發(fā)生了，它們?cè)诰幾g也檢查不到的。

Exception 類(lèi)的層次

所有的異常類(lèi)是從 java.lang.Exception 類(lèi)繼承的子類(lèi)。異常類(lèi)有兩個(gè)主要的子類(lèi)：IOException 類(lèi)和 RuntimeException 類(lèi)。Exception 類(lèi)是 Throwable 類(lèi)的子類(lèi)。除了Exception類(lèi)外，Throwable還有一個(gè)子類(lèi)Error 。Error 用來(lái)指示運(yùn)行時(shí)環(huán)境發(fā)生的錯(cuò)誤。Java 程序通常不捕獲錯(cuò)誤。錯(cuò)誤一般發(fā)生在嚴(yán)重故障時(shí)，它們?cè)贘ava程序處理的范疇之外。例如，JVM 內(nèi)存溢出。一般地，程序不會(huì)從錯(cuò)誤中恢復(fù)。

在 Java 內(nèi)置類(lèi)中(接下來(lái)會(huì)說(shuō)明)，有大部分常用檢查性和非檢查性異常。

Java 內(nèi)置異常類(lèi)

Java 語(yǔ)言定義了一些異常類(lèi)在 java.lang 標(biāo)準(zhǔn)包中。標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行時(shí)異常類(lèi)的子類(lèi)是最常見(jiàn)的異常類(lèi)。由于 java.lang 包是默認(rèn)加載到所有的 Java 程序的，所以大部分從運(yùn)行時(shí)異常類(lèi)繼承而來(lái)的異常都可以直接使用。

Java 根據(jù)各個(gè)類(lèi)庫(kù)也定義了一些其他的異常，下面的表中列出了 Java 的非檢查性異常：

• ArithmeticException —— 當(dāng)出現(xiàn)異常的運(yùn)算條件時(shí)，拋出此異常。例如，一個(gè)整數(shù)"除以零"時(shí)，拋出此類(lèi)的一個(gè)實(shí)例。
• ArrayIndexOutOfBoundsException —— 用非法索引訪問(wèn)數(shù)組時(shí)拋出的異常。如果索引為負(fù)或大于等于數(shù)組大小，則該索引為非法索引。
• ArrayStoreException —— 試圖將錯(cuò)誤類(lèi)型的對(duì)象存儲(chǔ)到一個(gè)對(duì)象數(shù)組時(shí)拋出的異常。
• ClassCastException —— 當(dāng)試圖將對(duì)象強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為不是實(shí)例的子類(lèi)時(shí)，拋出該異常。
• IllegalArgumentException —— 拋出的異常表明向方法傳遞了一個(gè)不合法或不正確的參數(shù)。
• IllegalMonitorStateException —— 拋出的異常表明某一線程已經(jīng)試圖等待對(duì)象的監(jiān)視器，或者試圖通知其他正在等待對(duì)象的監(jiān)視器而本身沒(méi)有指定監(jiān)視器的線程。
• IllegalStateException —— 在非法或不適當(dāng)?shù)臅r(shí)間調(diào)用方法時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)。換句話(huà)說(shuō)，即 Java 環(huán)境或 Java 應(yīng)用程序沒(méi)有處于請(qǐng)求操作所要求的適當(dāng)狀態(tài)下。
• IllegalThreadStateException —— 線程沒(méi)有處于請(qǐng)求操作所要求的適當(dāng)狀態(tài)時(shí)拋出的異常。
• IndexOutOfBoundsException —— 指示某排序索引（例如對(duì)數(shù)組、字符串或向量的排序）超出范圍時(shí)拋出。
• NegativeArraySizeException —— 如果應(yīng)用程序試圖創(chuàng)建大小為負(fù)的數(shù)組，則拋出該異常。
• NullPointerException —— 當(dāng)應(yīng)用程序試圖在需要對(duì)象的地方使用 null 時(shí)，拋出該異常。
• NumberFormatException —— 當(dāng)應(yīng)用程序試圖將字符串轉(zhuǎn)換成一種數(shù)值類(lèi)型，但該字符串不能轉(zhuǎn)換為適當(dāng)格式時(shí)，拋出該異常。
• SecurityException —— 由安全管理器拋出的異常，指示存在安全侵犯。
• StringIndexOutOfBoundsException —— 此異常由 String 方法拋出，指示索引或者為負(fù)，或者超出字符串的大小。
• UnsupportedOperationException —— 當(dāng)不支持請(qǐng)求的操作時(shí)，拋出該異常。

下面的表中列出了 Java 定義在 java.lang 包中的檢查性異常類(lèi)。

• ClassNotFoundException —— 應(yīng)用程序試圖加載類(lèi)時(shí)，找不到相應(yīng)的類(lèi)，拋出該異常。
• CloneNotSupportedException —— 當(dāng)調(diào)用 Object 類(lèi)中的 clone 方法克隆對(duì)象，但該對(duì)象的類(lèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口時(shí)，拋出該異常。
• IllegalAccessException —— 拒絕訪問(wèn)一個(gè)類(lèi)的時(shí)候，拋出該異常。
• InstantiationException —— 當(dāng)試圖使用 Class 類(lèi)中的 newInstance 方法創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)的實(shí)例，而指定的類(lèi)對(duì)象因?yàn)槭且粋€(gè)接口或是一個(gè)抽象類(lèi)而無(wú)法實(shí)例化時(shí)，拋出該異常。
• InterruptedException —— 一個(gè)線程被另一個(gè)線程中斷，拋出該異常。
• NoSuchFieldException —— 請(qǐng)求的變量不存在。
• NoSuchMethodException —— 請(qǐng)求的方法不存在。

異常方法

下面的列表是 Throwable 類(lèi)的主要方法：

捕獲異常

使用 try 和 catch 關(guān)鍵字可以捕獲異常。try/catch 代碼塊放在異常可能發(fā)生的地方。try/catch代碼塊中的代碼稱(chēng)為保護(hù)代碼，使用 try/catch 的語(yǔ)法如下：

try
{
   // 程序代碼
}catch(ExceptionName e1)
{
   //Catch 塊
}

Catch 語(yǔ)句包含要捕獲異常類(lèi)型的聲明。當(dāng)保護(hù)代碼塊中發(fā)生一個(gè)異常時(shí)，try 后面的 catch 塊就會(huì)被檢查。如果發(fā)生的異常包含在 catch 塊中，異常會(huì)被傳遞到該 catch 塊，這和傳遞一個(gè)參數(shù)到方法是一樣。try/catch 語(yǔ)句使用實(shí)例如下：

// 文件名 : 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");
   }
}
// 以上代碼編譯運(yùn)行輸出結(jié)果如下：
// Exception thrown  :java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
// Out of the block

多重捕獲塊：一個(gè) try 代碼塊后面跟隨多個(gè) catch 代碼塊的情況就叫多重捕獲。多重捕獲塊的語(yǔ)法如下所示：

try{
   // 程序代碼
}catch(異常類(lèi)型1 異常的變量名1){
  // 程序代碼
}catch(異常類(lèi)型2 異常的變量名2){
  // 程序代碼
}catch(異常類(lèi)型3 異常的變量名3){
  // 程序代碼
}

上面的代碼段包含了 3 個(gè) catch塊。可以在 try 語(yǔ)句后面添加任意數(shù)量的 catch 塊。如果保護(hù)代碼中發(fā)生異常，異常被拋給第一個(gè) catch 塊。如果拋出異常的數(shù)據(jù)類(lèi)型與 ExceptionType1 匹配，它在這里就會(huì)被捕獲。如果不匹配，它會(huì)被傳遞給第二個(gè) catch 塊。如此，直到異常被捕獲或者通過(guò)所有的 catch 塊。實(shí)例展示了怎么使用多重 try/catch ：

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

throws/throw 關(guān)鍵字

在Java中， throw 和 throws 關(guān)鍵字是用于處理異常的。throw 關(guān)鍵字用于在代碼中拋出異常，而 throws 關(guān)鍵字用于在方法聲明中指定可能會(huì)拋出的異常類(lèi)型。

throw 關(guān)鍵字：用于在當(dāng)前方法中拋出一個(gè)異常。通常情況下，當(dāng)代碼執(zhí)行到某個(gè)條件下無(wú)法繼續(xù)正常執(zhí)行時(shí)，可以使用 throw 關(guān)鍵字拋出異常，以告知調(diào)用者當(dāng)前代碼的執(zhí)行狀態(tài)。例如，下面的代碼中，在方法中判斷 num 是否小于 0，如果是，則拋出一個(gè) IllegalArgumentException 異常：

public void checkNumber(int num) {
  if (num < 0) {
    throw new IllegalArgumentException("Number must be positive");
  }
}

throws 關(guān)鍵字：用于在方法聲明中指定該方法可能拋出的異常。當(dāng)方法內(nèi)部拋出指定類(lèi)型的異常時(shí)，該異常會(huì)被傳遞給調(diào)用該方法的代碼，并在該代碼中處理異常。例如，下面的代碼中，當(dāng) readFile 方法內(nèi)部發(fā)生 IOException 異常時(shí)，會(huì)將該異常傳遞給調(diào)用該方法的代碼。在調(diào)用該方法的代碼中，必須捕獲或聲明處理 IOException 異常：

public void readFile(String filePath) throws IOException {
  BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(filePath));
  String line = reader.readLine();
  while (line != null) {
    System.out.println(line);
    line = reader.readLine();
  }
  reader.close();
}

一個(gè)方法可以聲明拋出多個(gè)異常，多個(gè)異常之間用逗號(hào)隔開(kāi)。例如，下面的方法聲明拋出 RemoteException 和 InsufficientFundsException：

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

finally關(guān)鍵字

finally 關(guān)鍵字用來(lái)創(chuàng)建在 try 代碼塊后面執(zhí)行的代碼塊。無(wú)論是否發(fā)生異常，finally 代碼塊中的代碼總會(huì)被執(zhí)行。在 finally 代碼塊中，可以運(yùn)行清理類(lèi)型等收尾善后性質(zhì)的語(yǔ)句。finally 代碼塊出現(xiàn)在 catch 代碼塊最后，語(yǔ)法如下：

try{
  // 程序代碼
}catch(異常類(lèi)型1 異常的變量名1){
  // 程序代碼
}catch(異常類(lèi)型2 異常的變量名2){
  // 程序代碼
}finally{
  // 程序代碼
}

finally 關(guān)鍵字使用實(shí)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");
    }
  }
}
// 實(shí)例編譯運(yùn)行結(jié)果如下：
// Exception thrown  :java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
// First element value: 6
// The finally statement is executed

捕獲異常注意下面事項(xiàng)：

• catch 不能獨(dú)立于 try 存在。
• 在 try/catch 后面添加 finally 塊并非強(qiáng)制性要求的。
• try 代碼后不能既沒(méi) catch 塊也沒(méi) finally 塊。
• try, catch, finally 塊之間不能添加任何代碼。

try-with-resources

JDK7 之后，Java 新增的 try-with-resource 語(yǔ)法糖來(lái)打開(kāi)資源，并且可以在語(yǔ)句執(zhí)行完畢后確保每個(gè)資源都被自動(dòng)關(guān)閉(注意：try-with-resources 語(yǔ)句關(guān)閉所有實(shí)現(xiàn) AutoCloseable 接口的資源)。JDK7 之前所有被打開(kāi)的系統(tǒng)資源，比如流、文件或者 Socket 連接等，都需要被開(kāi)發(fā)者手動(dòng)關(guān)閉，否則將會(huì)造成資源泄露。try-with-resources語(yǔ)法如下：

// 語(yǔ)法中 try 用于聲明和實(shí)例化資源，catch 用于處理關(guān)閉資源時(shí)可能引發(fā)的所有異常
try (resource declaration) {
  // 使用的資源
} catch (ExceptionType e1) {
  // 異常塊
}

try-with-resources 語(yǔ)句使用實(shí)例：

import java.io.*;

public class RunoobTest {

    public static void main(String[] args) {
        String line;
        try(BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("test.txt"))) {
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                System.out.println("Line =>"+line);
            }
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("IOException in try block =>" + e.getMessage());
        }
    }
}
// 實(shí)例輸出結(jié)果為：
// IOException in try block =>test.txt (No such file or directory)

以上實(shí)例中，我們實(shí)例一個(gè) BufferedReader 對(duì)象從 test.txt 文件中讀取數(shù)據(jù)。 在 try-with-resources 語(yǔ)句中聲明和實(shí)例化 BufferedReader 對(duì)象，執(zhí)行完畢后實(shí)例資源，不需要考慮 try 語(yǔ)句是正常執(zhí)行還是拋出異常。如果發(fā)生異常，可以使用 catch 來(lái)處理異常。

再看下不使用 try-with-resources 而改成 finally 來(lái)關(guān)閉資源，整體代碼量多了很多，而且更復(fù)雜繁瑣了：

import java.io.*;

class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) {
        BufferedReader br = null;
        String line;

        try {
            System.out.println("Entering try block");
            br = new BufferedReader(new FileReader("test.txt"));
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                System.out.println("Line =>"+line);
            }
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("IOException in try block =>" + e.getMessage());
        } finally {
            System.out.println("Entering finally block");
            try {
                if (br != null) {
                    br.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                System.out.println("IOException in finally block =>"+e.getMessage());
            }
        }
    }
}
// 實(shí)例輸出結(jié)果為：
// Entering try block
// IOException in try block =>test.txt (No such file or directory)
// Entering finally block

try-with-resources 處理多個(gè)資源：try-with-resources 語(yǔ)句中可以聲明多個(gè)資源，方法是使用分號(hào) ; 分隔各個(gè)資源：

import java.io.*;
import java.util.*;
class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        try (Scanner scanner = new Scanner(new File("testRead.txt")); 
            PrintWriter writer = new PrintWriter(new File("testWrite.txt"))) {
            while (scanner.hasNext()) {
                writer.print(scanner.nextLine());
            }
        }
    }
}

以上實(shí)例使用 Scanner 對(duì)象從 testRead.txt 文件中讀取一行并將其寫(xiě)入新的 testWrite.txt 文件中。多個(gè)聲明資源時(shí)，try-with-resources 語(yǔ)句以相反的順序關(guān)閉這些資源。 在本例中，PrintWriter 對(duì)象先關(guān)閉，然后 Scanner 對(duì)象關(guān)閉。

聲明自定義異常

在 Java 中你可以自定義異常。編寫(xiě)自己的異常類(lèi)時(shí)需要記住下面的幾點(diǎn)：

• 所有異常都必須是 Throwable 的子類(lèi)。
• 如果希望寫(xiě)一個(gè)檢查性異常類(lèi)，則需要繼承 Exception 類(lèi)。
• 如果你想寫(xiě)一個(gè)運(yùn)行時(shí)異常類(lèi)，那么需要繼承 RuntimeException 類(lèi)。

可以像下面這樣定義自己的異常類(lèi)：

class MyException extends Exception{
}

只繼承Exception 類(lèi)來(lái)創(chuàng)建的異常類(lèi)是檢查性異常類(lèi)。一個(gè)異常類(lèi)和其它任何類(lèi)一樣，包含有變量和方法。下面的 InsufficientFundsException 類(lèi)是用戶(hù)定義的異常類(lèi)，它繼承自 Exception 。

自定義異常實(shí)例：\color{red}{自定義異常實(shí)例 ：}自定義異常實(shí)例：

public class BankDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 創(chuàng)建賬戶(hù)類(lèi)對(duì)象
        CheckingAccount c = new CheckingAccount(101);
        System.out.println("Depositing $500...");
        // 存錢(qián)
        c.deposit(500.00);
        try
        {
            //取錢(qián)
            System.out.println("\nWithdrawing $100...");
            c.withdraw(100.00);
            //取錢(qián)
            System.out.println("\nWithdrawing $600...");
            c.withdraw(600.00);
        }catch(InsufficientFundsException e)
        {
            //取錢(qián)異常，賬戶(hù)差額
            System.out.println("Sorry, but you are short $"
                    + e.getAmount());
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

/**
 * 自定義異常類(lèi)
 * */
class InsufficientFundsException extends Exception
{
    //此處的amount用來(lái)儲(chǔ)存當(dāng)出現(xiàn)異常（取出錢(qián)多于余額時(shí)）所缺乏的錢(qián)
    private double amount;
    public InsufficientFundsException(double amount)
    {
        this.amount = amount;
    }
    public double getAmount()
    {
        return amount;
    }
}

/**
 * 賬戶(hù)類(lèi)
 */
class CheckingAccount
{
    //balance為余額，number為卡號(hào)
    private double balance;
    private int number;
    // 構(gòu)造方法
    public CheckingAccount(int number)
    {
        this.number = number;
    }
    //方法：存錢(qián)
    public void deposit(double amount)
    {
        balance += amount;
    }
    //方法：取錢(qián)
    public void withdraw(double amount) throws
            InsufficientFundsException
    {
        if(amount <= balance)
        {
            balance -= amount;
        }
        else
        {
            double needs = amount - balance;
            throw new InsufficientFundsException(needs);
        }
    }
    //方法：返回余額
    public double getBalance()
    {
        return balance;
    }
    //方法：返回卡號(hào)
    public int getNumber()
    {
        return number;
    }
}
// 運(yùn)行程序 BankDemo，得到結(jié)果如下所示：
// Depositing $500...

// Withdrawing $100...

// Withdrawing $600...
// Sorry, but you are short $200.0
// InsufficientFundsException
//	at CheckingAccount.withdraw(MammalInt.java:64)
//	at MammalInt.main(MammalInt.java:15)

通用異常

在Java中定義了兩種類(lèi)型的異常和錯(cuò)誤：

JVM(Java虛擬機(jī)) 異常：由 JVM 拋出的異?；蝈e(cuò)誤。例如：NullPointerException 類(lèi)，ArrayIndexOutOfBoundsException 類(lèi)，ClassCastException 類(lèi)。

程序級(jí)異常：由程序或者API程序拋出的異常。例如 IllegalArgumentException 類(lèi)，IllegalStateException 類(lèi)。

以上就是Java基礎(chǔ)之異常處理詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java異常處理的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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