Java的异常处理机制

2022-08-30 21:00:41 浏览数 (1)

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

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(盗的图):

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。

例1:throws方法抛出异常

代码语言:javascript复制
public class Shoot {
    static void pop()throws NegativeArraySizeException{
    	int[] arr = new int[-3];
    }
	public static void main(String[] args) {
		 try{
			 pop();
		 }catch(NegativeArraySizeException e){
			 System.out.println("pop()方法抛出的异常");
		 }
	}

}

运行结果:

例2:throw方法抛出异常

代码语言:javascript复制
public class TestException {
	public static void main(String[] args) {
		int a = 6;
		int b = 0;
		try {  
			
			if (b == 0) throw new ArithmeticException(); // 通过throw语句抛出异常
			System.out.println("a/b的值是:"   a / b);
		}
		catch (ArithmeticException e) { // catch捕捉异常
			System.out.println("程序出现异常,变量b不能为0。");
		}
		System.out.println("程序正常结束。");
	}
}

运行结果:

三、理解try-catch-finally语句

首先,我们来看一个例子(网上找的),大家想想运行之后的结果是什么?

代码语言:javascript复制
package Exception;

public class exception4 {
	public exception4() {
	}
 
	boolean testEx() throws Exception {
		boolean ret = true;
		try {
			ret = testEx1();
		} catch (Exception e) {
			System.out.println("testEx, catch exception");
			ret = false;
			throw e;
		} finally {
			System.out.println("testEx, finally; return value="   ret);
			return ret;
		}
	}
 
	boolean testEx1() throws Exception {
		boolean ret = true;
		try {
			ret = testEx2();
			if (!ret) {
				return false;
			}
			System.out.println("testEx1, at the end of try");
			return ret;
		} catch (Exception e) {
			System.out.println("testEx1, catch exception");
			ret = false;
			throw e;
		} finally {
			System.out.println("testEx1, finally; return value="   ret);
			return ret;
		}
	}
 
	boolean testEx2() throws Exception {
		boolean ret = true;
		try {
			int b = 12;
			int c;
			for (int i = 2; i >= -2; i--) {
				c = b / i;
				System.out.println("i="   i);
			}
			return true;
		} catch (Exception e) {
			System.out.println("testEx2, catch exception");
			ret = false;
			throw e;
		} finally {
			System.out.println("testEx2, finally; return value="   ret);
			return ret;
		}
	}
 
	public static void main(String[] args) {
		exception4 testException1 = new exception4();
		try {
			testException1.testEx();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

运行结果:

哈哈!!!你的答案是否与正确答案一样呢?

大家可能刚看上去有这么多的try-catch-finally语句,感觉会比较懵!但实际上try-catch-finally语句理解很简单,只要牢记这些规则就好了:

对于try-catch-finally语句:先执行try 块中的代码,如果正常运行没有发生异常则执行完后执行finally 代码块中的代码;如若在try 中发生异常且被catch 捕捉到则执行catch 中的代码块,然后执行finally 块中的代码;

这样讲,大家都明白了吧,是不是很简单!!!

但也存在以下4种特殊情况,finally块不会被执行:

在前面的代码中使用了System.exit()退出程序;

在finally语句块中发生异常;

程序所在的线程死亡;

关闭CPU。

想知道更多详细的内容,请参考如下链接地址:

https://blog.csdn.net/hguisu/article/details/6155636?utm_source=copy

发布者:全栈程序员栈长,转载请注明出处:https://javaforall.cn/144668.html原文链接:https://javaforall.cn

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