什么是java异常?java异常是如何处理的?

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本篇文章给大家带来的内容是介绍什么是java异常?java异常是如何处理的?有一定的参考价值,有需要的朋友可以参考一下,希望对你们有所助。

一、JAVA异常

异常是指不期而至的各种情况,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,干扰了正常的指令流程。Java通过API中的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异常类层次结构图:

什么是java异常?java异常是如何处理的?

Throwable: 有两个重要的子类:Exception(异常)和 Error(错误),二者都是 Java 异常处理的重要子类,各自都包含大量子类。

Error(错误):是程序无法处理的错误,表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关,而表示代码运行时 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。

Exception(异常):是程序本身可以处理的异常。

Java的异常(包括Exception和Error)分为可查的异常(checked exceptions)和不可查的异常(unchecked exceptions)

可查异常(编译器要求必须处置的异常):正确的程序在运行中,很容易出现的、情理可容的异常状况。可查异常虽然是异常状况,但在一定程度上它的发生是可以预计的,而且一旦发生这种异常状况,就必须采取某种方式进行处理。

除了RuntimeException及其子类以外,其他的Exception类及其子类都属于可查异常。这种异常的特点是Java编译器会检查它,也就是说,当程序中可能出现这类异常,要么用try-catch语句捕获它,要么用throws子句声明抛出它,否则编译不会通过。

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

注:异常能被程序本身可以处理,错误是无法处理。

Exception 这种异常分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:都是RuntimeException类及其子类异常,如NullPointerException(空指针异常)、IndexOutOfBoundsException(下标越界异常)等,这些异常是不检查异常,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。

运行时异常的特点是Java编译器不会检查它,也就是说,当程序中可能出现这类异常,即使没有用try-catch语句捕获它,也没有用throws子句声明抛出它,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、处理异常的机制

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异常状态等信息。运行时系统负责寻找处置异常的代码并执行。

捕获异常:在方法抛出异常后,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集合。当异常处理器,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程序终止。

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。

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。

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。

三、捕获异常:try、catch 和 finally

1.try-catch语句

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关键词try后的一对大括号将一块可能发生异常的代码包起来,称为监控区域。Java方法在运行过程中出现异常,则创建异常对象。将异常抛出监控区域之 外,由Java运行时系统试图寻找匹配的catch子句以捕获异常。若有匹配的catch子句,则运行其异常处理代码,try-catch语句结束。程序继续执行。

匹配的原则是:如果抛出的异常对象属于catch子句的异常类,或者属于该异常类的子类,则认为生成的异常对象与catch块捕获的异常类型相匹配。

不捕捉、也不声明抛出运行时异常。 程序将会抛出异常,运行结束。

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一旦某个catch捕获到匹配的异常类型,将进入异常处理代码。一经处理结束,就意味着整个try-catch语句结束。其他的catch子句不再有匹配和捕获异常类型的机会。应该尽量将捕获底层异常类的catch子 句放在前面,同时尽量将捕获相对高层的异常类的catch子句放在后面。否则,捕获底层异常类的catch子句将可能会被屏蔽。

2.try-catch-finally

try-catch语句还可以包括第三部分,就是finally子句。它表示无论是否出现异常,都应当执行的内容。try-catch-finally语句的一般语法形式为:

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try 块:用于捕获异常。其后可接零个或多个catch块,如果没有catch块,则必须跟一个finally块。

catch 块:用于处理try捕获到的异常。

finally 块:无论是否捕获或处理异常,finally块里的语句都会被执行。当在try块或catch块中遇到return语句时,finally语句块将在方法返回之前被执行。在以下4种特殊情况下,finally块不会被执行:

1)在finally语句块中发生了异常。
2)在前面的代码中用了System.exit()退出程序。
3)程序所在的线程死亡。
4)关闭CPU。

3. try-catch-finally 规则(异常处理语句的语法规则):

1) 必须在 try 之后添加 catch 或 finally 块。try 块后可同时接 catch 和 finally 块,但至少有一个块。

2) 必须遵循块顺序:若代码同时使用 catch 和 finally 块,则必须将 catch 块放在 try 块之后。

3) catch 块与相应的异常类的类型相关。

4) 一个 try 块可能有多个 catch 块。若如此,则执行第一个匹配块。即Java虚拟机会把实际抛出的异常对象依次和各个catch代码块声明的异常类型匹配,如果异常对象为某个异常类型或其子类的实例,就执行这个catch代码块,不会再执行其他的 catch代码块

5) 可嵌套 try-catch-finally 结构。

6) 在 try-catch-finally 结构中,可重新抛出异常。
7) 除了下列情况,总将执行 finally 做为结束:JVM 过早终止(调用 System.exit(int));在 finally 块中抛出一个未处理的异常;计算机断电、失火、或遭遇病毒攻击。

四、try、catch、finally语句块的执行顺序:

1)当try没有捕获到异常时:try语句块中的语句逐一被执行,程序将跳过catch语句块,执行finally语句块和其后的语句;

2)当try捕获到异常,catch语句块里没有处理此异常的情况:当try语句块里的某条语句出现异常时,而没有处理此异常的catch语句块时,此异常将会抛给JVM处理,finally语句块里的语句还是会被执行,但finally语句块后的语句不会被执行;

3)当try捕获到异常,catch语句块里有处理此异常的情况:在try语句块中是按照顺序来执行的,当执行到某一条语句出现异常时,程序将跳到catch语句块,并与catch语句块逐一匹配,找到与之对应的处理程序,其他的catch语句块将不会被执行,而try语句块中,出现异常之后的语句也不会被执行,catch语句块执行完后,执行finally语句块里的语句,最后执行finally语句块后的语句;

图示try、catch、finally语句块的执行:

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五、抛出异常

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。

1. throws抛出异常

如果一个方法可能会出现异常,但没有能力处理这种异常,可以在方法声明处用throws子句来声明抛出异常。

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方法名后的throws Exception1,Exception2,…,ExceptionN 为声明要抛出的异常列表。当方法抛出异常列表的异常时,方法将不对这些类型及其子类类型的异常作处理,而抛向调用该方法的方法,由他去处理。

Throws抛出异常的规则:

1) 如果是不可查异常(unchecked exception),即Error、RuntimeException或它们的子类,那么可以不使用throws关键字来声明要抛出的异常,编译仍能顺利通过,但在运行时会被系统抛出。

2)必须声明方法可抛出的任何可查异常(checked exception)。即如果一个方法可能出现受可查异常,要么用try-catch语句捕获,要么用throws子句声明将它抛出,否则会导致编译错误

3)仅当抛出了异常,该方法的调用者才必须处理或者重新抛出该异常。当方法的调用者无力处理该异常的时候,应该继续抛出.

4)调用方法必须遵循任何可查异常的处理和声明规则。若覆盖一个方法,则不能声明与覆盖方法不同的异常。声明的任何异常必须是被覆盖方法所声明异常的同类或子类。

判断一个方法可能会出现异常的依据如下:

1)方法中有throw语句。

2)调用了其他方法,其他方法用throws子句声明抛出某种异常。

如果所有方法都层层上抛获取的异常,最终JVM会进行处理,处理也很简单,就是打印异常消息和堆栈信息。如果抛出的是Error或RuntimeException,则该方法的调用者可选择处理该异常。

2. Throwable类中的常用方法

getCause():返回抛出异常的原因。如果 cause 不存在或未知,则返回 null。

getMeage():返回异常的消息信息。

printStackTrace():对象的堆栈跟踪输出至错误输出流,作为字段 System.err 的值。

六、java常见异常

在Java中提供了一些异常用来描述经常发生的错误,对于这些异常,有的需要程序员进行捕获处理或声明抛出,有的是由Java虚拟机自动进行捕获处理。Java中常见的异常类:

1. runtimeException子类:(非检查异常)

  • java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
    数组索引越界异常。当对数组的索引值为负数或大于等于数组大小时抛出。

  • java.lang.ArithmeticException
    算术条件异常。譬如:整数除零等。

  • java.lang.NullPointerException
    空指针异常。当应用试图在要求使用对象的地方使用了null时,抛出该异常。譬如:调用null对象的实例方法、访问null对象的属性、计算null对象的长度、使用throw语句抛出null等等

  • java.lang.ClassNotFoundException
    找不到类异常。当应用试图根据字符串形式的类名构造类,而在遍历CLASSPAH之后找不到对应名称的class文件时,抛出该异常。

  • java.lang.NegativeArraySizeException 数组长度为负异常

  • java.lang.ArrayStoreException 数组中包含不兼容的值抛出的异常

  • java.lang.SecurityException 安全性异常

2.IOException(已检查异常)

IOException:操作输入流和输出流时可能出现的异常。

EOFException 文件已结束异常

FileNotFoundException 文件未找到异常

3.其他

ClassCastException 类型转换异常类

ArrayStoreException 数组中包含不兼容的值抛出的异常

SQLException 操作数据库异常类

NoSuchFieldException 字段未找到异常

NoSuchMethodException 方法未找到抛出的异常

NumberFormatException 字符串转换为数字抛出的异常

StringIndexOutOfBoundsException 字符串索引超出范围抛出的异常

IllegalAccessException 不允许访问某类异常

InstantiationException 当应用程序试图使用Class类中的newInstance()方法创建一个类的实例,而指定的类对象无法被实例化时,抛出该异常

4.自定义异常

使用Java内置的异常类可以描述在编程时出现的大部分异常情况。除此之外,用户还可以自定义异常。用户自定义异常类,只需继承Exception类即可。
在程序中使用自定义异常类,大体可分为以下几个步骤。
(1)创建自定义异常类。
(2)在方法中通过throw关键字抛出异常对象。
(3)如果在当前抛出异常的方法中处理异常,可以使用try-catch语句捕获并处理;否则在方法的声明处通过throws关键字指明要抛出给方法调用者的异常,继续进行下一步操作。
(4)在出现异常方法的调用者中捕获并处理异常。

总结:以上就是本篇文的全部内容,希望能对大家的学习有所帮助。更多相关教程请访问Java视频教程,java开发图文教程,bootstrap视频教程!

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