如何處理java異常

如何處理java異常？相信很多沒有經驗的人對此束手無策，為此本文總結了問題出現的原因和解決方法，通過這篇文章希望你能解決這個問題。

一、JAVA異常

異常是指不期而至的各種情況，如：文件找不到、網絡連接失敗、非法參數等。異常是一個事件，它發生在程序運行期間，干擾了正常的指令流程。Java通過API中的Throwable類的眾多子類描述各種不同的異常。因而，Java異常都是對象，是Throwable子類的實例，描述了出現在一段編碼中的錯誤條件。當條件生成時，錯誤將引發異常。

Java異常類層次結構圖：

   Throwable： 有兩個重要的子類：Exception（異常）和 Error（錯誤），二者都是 Java 異常處理的重要子類，各自都包含大量子類。

    Error（錯誤）:是程序無法處理的錯誤，表示運行應用程序中較嚴重問題。大多數錯誤與代碼編寫者執行的操作無關，而表示代碼運行時 JVM（Java 虛擬機）出現的問題。例如，Java虛擬機運行錯誤（Virtual MachineError），當 JVM 不再有繼續執行操作所需的內存資源時，將出現 OutOfMemoryError。這些異常發生時，Java虛擬機（JVM）一般會選擇線程終止。

Exception（異常）:是程序本身可以處理的異常。

Java的異常(包括Exception和Error)分為可查的異常（checked exceptions）和不可查的異常（unchecked exceptions）。

可查異常（編譯器要求必須處置的異常）：正確的程序在運行中，很容易出現的、情理可容的異常狀況。可查異常雖然是異常狀況，但在一定程度上它的發生是可以預計的，而且一旦發生這種異常狀況，就必須采取某種方式進行處理。

除了RuntimeException及其子類以外，其他的Exception類及其子類都屬于可查異常。這種異常的特點是Java編譯器會檢查它，也就是說，當程序中可能出現這類異常，要么用try-catch語句捕獲它，要么用throws子句聲明拋出它，否則編譯不會通過。

不可查異常(編譯器不要求強制處置的異常):包括運行時異常（RuntimeException與其子類）和錯誤（Error）。

注：異常能被程序本身可以處理，錯誤是無法處理。

Exception 這種異常分兩大類運行時異常和非運行時異常(編譯異常)。程序中應當盡可能去處理這些異常。

運行時異常：都是RuntimeException類及其子類異常，如NullPointerException(空指針異常)、IndexOutOfBoundsException(下標越界異常)等，這些異常是不檢查異常，程序中可以選擇捕獲處理，也可以不處理。這些異常一般是由程序邏輯錯誤引起的，程序應該從邏輯角度盡可能避免這類異常的發生。

運行時異常的特點是Java編譯器不會檢查它，也就是說，當程序中可能出現這類異常，即使沒有用try-catch語句捕獲它，也沒有用throws子句聲明拋出它，也會編譯通過。

非運行時異常 （編譯異常）：是RuntimeException以外的異常，類型上都屬于Exception類及其子類。從程序語法角度講是必須進行處理的異常，如果不處理，程序就不能編譯通過。如IOException、SQLException等以及用戶自定義的Exception異常，一般情況下不自定義檢查異常。

二、處理異常的機制

在 Java 應用程序中，異常處理機制為：拋出異常，捕捉異常。

拋出異常 ： 當一個方法出現錯誤引發異常時，方法創建異常對象并交付運行時系統，異常對象中包含了異常類型和異常出現時的異常狀態等信息。運行時系統負責尋找處置異常的代碼并執行。

捕獲異常：在方法拋出異常后，運行時系統將轉為尋找合適的異常處理器（exception handler）.潛在的異常處理器是異常發生時依次存留在調用棧中的方法集合。當異常處理器，能處理的異常類型與方法拋出的異常類型相符時，即為合適的異常處理器。運行時系統從發生異常的方法開始，依次回查調用棧中的方法，直至找到含有合適異常處理器的方法并執行。當運行時系統遍歷調用棧而未找到合適 的異常處理器，則運行時系統終止。同時，意味著java程序終止。

由于運行時異常的不可查性，為了更合理、更容易地實現應用程序，Java規定，運行時異常將由Java運行時系統自動拋出，允許應用程序忽略運行時異常。

方法運行中可能出現的Error，當運行方法不欲捕捉時，Java允許該方法不做任何拋出聲明。因為，大多數Error異常屬于永遠不能被允許發生的狀況，也屬于合理的應用程序不該捕捉的異常。

對于所有的可查異常，Java規定：一個方法必須捕捉，或者聲明拋出方法之外。也就是說，當一個方法選擇不捕捉可查異常時，它必須聲明將拋出異常。

總體來說，Java規定：對于可查異常必須捕捉、或者聲明拋出。允許忽略不可查的RuntimeException和Error。

三、捕獲異常：try、catch 和 finally

1.try-catch語句

關鍵詞try后的一對大括號將一塊可能發生異常的代碼包起來，稱為監控區域。Java方法在運行過程中出現異常，則創建異常對象。將異常拋出監控區域之 外，由Java運行時系統試圖尋找匹配的catch子句以捕獲異常。若有匹配的catch子句，則運行其異常處理代碼，try-catch語句結束。程序繼續執行。

匹配的原則是：如果拋出的異常對象屬于catch子句的異常類，或者屬于該異常類的子類，則認為生成的異常對象與catch塊捕獲的異常類型相匹配。

不捕捉、也不聲明拋出運行時異常。 程序將會拋出異常，運行結束。

一旦某個catch捕獲到匹配的異常類型，將進入異常處理代碼。一經處理結束，就意味著整個try-catch語句結束。其他的catch子句不再有匹配和捕獲異常類型的機會。應該盡量將捕獲底層異常類的catch子 句放在前面，同時盡量將捕獲相對高層的異常類的catch子句放在后面。否則，捕獲底層異常類的catch子句將可能會被屏蔽。

2.try-catch-finally

try-catch語句還可以包括第三部分，就是finally子句。它表示無論是否出現異常，都應當執行的內容。try-catch-finally語句的一般語法形式為：

try 塊：用于捕獲異常。其后可接零個或多個catch塊，如果沒有catch塊，則必須跟一個finally塊。

catch 塊：用于處理try捕獲到的異常。

finally 塊：無論是否捕獲或處理異常，finally塊里的語句都會被執行。當在try塊或catch塊中遇到return語句時，finally語句塊將在方法返回之前被執行。在以下4種特殊情況下，finally塊不會被執行：

1）在finally語句塊中發生了異常。
2）在前面的代碼中用了System.exit()退出程序。
3）程序所在的線程死亡。
4）關閉CPU。

3. try-catch-finally 規則(異常處理語句的語法規則）：

1)  必須在 try 之后添加 catch 或 finally 塊。try 塊后可同時接 catch 和 finally 塊，但至少有一個塊。

2) 必須遵循塊順序：若代碼同時使用 catch 和 finally 塊，則必須將 catch 塊放在 try 塊之后。

3) catch 塊與相應的異常類的類型相關。

4) 一個 try 塊可能有多個 catch 塊。若如此，則執行第一個匹配塊。即Java虛擬機會把實際拋出的異常對象依次和各個catch代碼塊聲明的異常類型匹配，如果異常對象為某個異常類型或其子類的實例，就執行這個catch代碼塊，不會再執行其他的 catch代碼塊

5) 可嵌套 try-catch-finally 結構。

6) 在 try-catch-finally 結構中，可重新拋出異常。
7) 除了下列情況，總將執行 finally 做為結束：JVM 過早終止（調用 System.exit(int)）；在 finally 塊中拋出一個未處理的異常；計算機斷電、失火、或遭遇病毒攻擊。

四、try、catch、finally語句塊的執行順序:

1)當try沒有捕獲到異常時：try語句塊中的語句逐一被執行，程序將跳過catch語句塊，執行finally語句塊和其后的語句；

2)當try捕獲到異常，catch語句塊里沒有處理此異常的情況：當try語句塊里的某條語句出現異常時，而沒有處理此異常的catch語句塊時，此異常將會拋給JVM處理，finally語句塊里的語句還是會被執行，但finally語句塊后的語句不會被執行；

3)當try捕獲到異常，catch語句塊里有處理此異常的情況：在try語句塊中是按照順序來執行的，當執行到某一條語句出現異常時，程序將跳到catch語句塊，并與catch語句塊逐一匹配，找到與之對應的處理程序，其他的catch語句塊將不會被執行，而try語句塊中，出現異常之后的語句也不會被執行，catch語句塊執行完后，執行finally語句塊里的語句，最后執行finally語句塊后的語句；

圖示try、catch、finally語句塊的執行：

五、拋出異常

任何Java代碼都可以拋出異常，如：自己編寫的代碼、來自Java開發環境包中代碼，或者Java運行時系統。無論是誰，都可以通過Java的throw語句拋出異常。從方法中拋出的任何異常都必須使用throws子句。

1. throws拋出異常

如果一個方法可能會出現異常，但沒有能力處理這種異常，可以在方法聲明處用throws子句來聲明拋出異常。

方法名后的throws Exception1,Exception2,...,ExceptionN 為聲明要拋出的異常列表。當方法拋出異常列表的異常時，方法將不對這些類型及其子類類型的異常作處理，而拋向調用該方法的方法，由他去處理。

Throws拋出異常的規則：

1) 如果是不可查異常（unchecked exception），即Error、RuntimeException或它們的子類，那么可以不使用throws關鍵字來聲明要拋出的異常，編譯仍能順利通過，但在運行時會被系統拋出。

2）必須聲明方法可拋出的任何可查異常（checked exception）。即如果一個方法可能出現受可查異常，要么用try-catch語句捕獲，要么用throws子句聲明將它拋出，否則會導致編譯錯誤

3)僅當拋出了異常，該方法的調用者才必須處理或者重新拋出該異常。當方法的調用者無力處理該異常的時候，應該繼續拋出.

4）調用方法必須遵循任何可查異常的處理和聲明規則。若覆蓋一個方法，則不能聲明與覆蓋方法不同的異常。聲明的任何異常必須是被覆蓋方法所聲明異常的同類或子類。

判斷一個方法可能會出現異常的依據如下：

1）方法中有throw語句。

2）調用了其他方法，其他方法用throws子句聲明拋出某種異常。

如果所有方法都層層上拋獲取的異常，最終JVM會進行處理，處理也很簡單，就是打印異常消息和堆棧信息。如果拋出的是Error或RuntimeException，則該方法的調用者可選擇處理該異常。

2. Throwable類中的常用方法

getCause()：返回拋出異常的原因。如果 cause 不存在或未知，則返回 null。

getMeage()：返回異常的消息信息。

printStackTrace()：對象的堆棧跟蹤輸出至錯誤輸出流，作為字段 System.err 的值。

六、java常見異常

在Java中提供了一些異常用來描述經常發生的錯誤，對于這些異常，有的需要程序員進行捕獲處理或聲明拋出，有的是由Java虛擬機自動進行捕獲處理。Java中常見的異常類:

1. runtimeException子類:（非檢查異常）    

• java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
  數組索引越界異常。當對數組的索引值為負數或大于等于數組大小時拋出。

• java.lang.ArithmeticException
  算術條件異常。譬如：整數除零等。

• java.lang.NullPointerException
  空指針異常。當應用試圖在要求使用對象的地方使用了null時，拋出該異常。譬如：調用null對象的實例方法、訪問null對象的屬性、計算null對象的長度、使用throw語句拋出null等等

• java.lang.ClassNotFoundException
  找不到類異常。當應用試圖根據字符串形式的類名構造類，而在遍歷CLASSPAH之后找不到對應名稱的class文件時，拋出該異常。

• java.lang.NegativeArraySizeException  數組長度為負異常

• java.lang.ArrayStoreException 數組中包含不兼容的值拋出的異常

• java.lang.SecurityException 安全性異常

2.IOException（已檢查異常）

IOException：操作輸入流和輸出流時可能出現的異常。

EOFException   文件已結束異常

FileNotFoundException   文件未找到異常

3.其他

ClassCastException    類型轉換異常類

ArrayStoreException  數組中包含不兼容的值拋出的異常

SQLException   操作數據庫異常類

NoSuchFieldException   字段未找到異常

NoSuchMethodException   方法未找到拋出的異常

NumberFormatException    字符串轉換為數字拋出的異常

StringIndexOutOfBoundsException 字符串索引超出范圍拋出的異常

IllegalAccessException  不允許訪問某類異常

InstantiationException  當應用程序試圖使用Class類中的newInstance()方法創建一個類的實例，而指定的類對象無法被實例化時，拋出該異常

4.自定義異常

使用Java內置的異常類可以描述在編程時出現的大部分異常情況。除此之外，用戶還可以自定義異常。用戶自定義異常類，只需繼承Exception類即可。
在程序中使用自定義異常類，大體可分為以下幾個步驟。
（1）創建自定義異常類。
（2）在方法中通過throw關鍵字拋出異常對象。
（3）如果在當前拋出異常的方法中處理異常，可以使用try-catch語句捕獲并處理；否則在方法的聲明處通過throws關鍵字指明要拋出給方法調用者的異常，繼續進行下一步操作。
（4）在出現異常方法的調用者中捕獲并處理異常。

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