Java常見異常有哪些

這篇文章主要介紹Java常見異常有哪些，文中介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

一、概述

異常指不期而至的各種狀況，它在程序運行的過程中發生。作為開發者，我們都希望自己寫的代碼 永遠都不會出現 bug，然而現實告訴我們并沒有這樣的情景。如果用戶在程序的使用過程中因為一些原因造成他的數據丟失，這個用戶就可能不會再使用該程序了。所以，對于程序的錯誤以及外部環境能夠對用戶造成的影響，我們應當及時報告并且以適當的方式來處理這個錯誤。

之所以要處理異常，也是為了增強程序的魯棒性。

異常都是從 Throwable 類派生出來的，而 Throwable 類是直接從 Object 類繼承而來。你可以在 Java SE 官方 API 文檔中獲取更多關于它們的知識。

二、異常分類

異常通常有四類：

• Error：系統內部錯誤，這類錯誤由系統進行處理，程序本身無需捕獲處理。

• Exception：可以處理的異常。

• RuntimeException：可以捕獲，也可以不捕獲的異常。

• 繼承 Exception 的其他類：必須捕獲，通常在 API 文檔中會說明這些方法拋出哪些異常。

平時主要關注的異常是 Exception 下的異常，而 Exception 異常下又主要分為兩大類異常，一個是派生于 RuntimeExcption 的異常，一個是除了 RuntimeExcption 體系之外的其他異常。

RuntimeExcption 異常（運行時異常）通常有以下幾種：

• 錯誤的類型轉換

• 數組訪問越界

• 訪問 null 指針

• 算術異常

一般來說，RuntimeException 都是代碼邏輯出現問題。

非 RuntimeException（受檢異常，Checked Exception）一般有：

• 打開一個不存在的文件

• 沒有找到具有指定名稱的類

• 操作文件異常

受檢異常是編譯器要求必須處理的異常，必須使用 try catch 處理，或者使用 throw 拋出，交給上層調用者處理。

三、聲明及拋出

 throw 拋出異常

當程序運行時數據出現錯誤或者我們不希望發生的情況出現的話，可以通過拋出異常來處理。

異常拋出語法：

throw new 異常類();

新建 ThrowTest.java：

public class ThrowTest {
 
    public static void main(String[] args) {
        Integer a = 1;
        Integer b = null;
        //當a或者b為null時，拋出異常
        if (a == null || b == null) {
            throw new NullPointerException();
        } else {
            System.out.println(a + b);
        }
    }
}

運行：

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
    at ThrowTest.main(ThrowTest.java:8)

throws 聲明異常

throws 用于聲明異常，表示該方法可能會拋出的異常。如果聲明的異常中包括 checked 異常（受檢異常），那么調用者必須捕獲處理該異常或者使用 throws 繼續向上拋出。throws 位于方法體前，多個異常之間使用 , 分割。

新建ThrowsTest.java：

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
 
public class ThrowsTest {
 
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        //由方法的調用者捕獲異常或者繼續向上拋出
        throwsTest();
 
    }
 
    public static void throwsTest() throws FileNotFoundException {
        new FileInputStream("/home/project/shiyanlou.file");
    }
}

編譯運行：

Exception in thread "main" java.io.FileNotFoundException: /home/project/shiyanlou.file (系統找不到指定的路徑。)
    at java.io.FileInputStream.open0(Native Method)
    at java.io.FileInputStream.open(FileInputStream.java:195)
    at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:138)
    at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:93)
    at ThrowsTest.throwsTest(ThrowsTest.java:13)
    at ThrowsTest.main(ThrowsTest.java:8)

四、捕獲異常

通常拋出異常后，還需要將異常捕獲。使用 try 和 catch 語句塊來捕獲異常，有時候還會用到 finally。

對于上述三個關鍵詞所構成的語句塊，try 語句塊是必不可少的，catch 和 finally 語句塊可以根據情況選擇其一或者全選。你可以把可能發生錯誤或出現問題的語句放到 try 語句塊中，將異常發生后要執行的語句放到 catch 語句塊中，而 finally 語句塊里面放置的語句，不管異常是否發生，它們都會被執行。

你可能想說，那我把所有有關的代碼都放到 try 語句塊中不就妥當了嗎？可是你需要知道，捕獲異常對于系統而言，其開銷非常大，所以應盡量減少該語句塊中放置的語句。

新建 CatchException.java：

public class CatchException {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 下面定義了一個try語句塊
 
            System.out.println("I am try block.");
 
            Class<?> tempClass = Class.forName("");
            // 聲明一個空的Class對象用于引發“類未發現異常”
            System.out.println("Bye! Try block.");
 
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // 下面定義了一個catch語句塊
            System.out.println("I am catch block.");
 
            e.printStackTrace();
            //printStackTrace()的意義在于在命令行打印異常信息在程序中出錯的位置及原因
 
            System.out.println("Goodbye! Catch block.");
 
        } finally {
            // 下面定義了一個finally語句塊
            System.out.println("I am finally block.");
        }
    }
}

編譯運行：

I am try block.
I am catch block.
java.lang.ClassNotFoundException:
        at java.lang.Class.forName0(Native Method)
        at java.lang.Class.forName(Unknown Source)
        at CatchException.main(CatchException.java:8)
Goodbye! Catch block.
I am finally block.

五、捕獲多個異常

在一段代碼中，可能會由于各種原因拋出多種不同的異常，而對于不同的異常，我們希望用不同的方式來處理它們，而不是籠統的使用同一個方式處理，在這種情況下，可以使用異常匹配，當匹配到對應的異常后，后面的異常將不再進行匹配。

新建源代碼文件 MultipleCapturesDemo.java：

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
 
public class MultipleCapturesDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            new FileInputStream("");
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("IO 異常");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("發生異常");
        }
    }
}

編譯運行：

IO 異常

在處理異常時，并不要求拋出的異常同 catch 所聲明的異常完全匹配，子類的對象也可以匹配父類的處理程序。比如異常 A 繼承于異常 B，那么在處理多個異常時，一定要將異常 A 放在異常 B 之前捕獲，如果將異常 B 放在異常 A 之前，那么將永遠匹配到異常 B，異常 A 將永遠不可能執行，并且編譯器將會報錯。

六、自定義異常

盡管 Java SE 的 API 已經為我們提供了數十種異常類，然而在實際的開發過程中，你仍然可能遇到未知的異常情況。此時，你就需要對異常類進行自定義。

自定義一個異常類非常簡單，只需要讓它繼承 Exception 或其子類就行。在自定義異常類的時候，建議同時提供無參構造方法和帶字符串參數的構造方法，后者可以為你在調試時提供更加詳細的信息。

百聞不如一見，下面我們嘗試自定義一個算術異常類。

創建一個 MyAriException 類:

主要的代碼如下：

// MyAriException.java
public class MyAriException extends ArithmeticException {
    //自定義異常類，該類繼承自ArithmeticException
 
    public MyAriException() {
 
    }
    //實現默認的無參構造方法
 
    public MyAriException(String msg) {
        super(msg);
    }
    //實現可以自定義輸出信息的構造方法，將待輸出信息作為參數傳入即可
}

添加一個 ExceptionTest 類作為測試用，在該類的 main() 方法中，可以嘗試使用 throw 拋出自定義的異常。

代碼片段如下：

// ExceptionTest.java
import java.util.Arrays;
 
public class ExceptionTest {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[5];
        //聲明一個長度為5的數組
 
        Arrays.fill(array, 5);
        //將數組中的所有元素賦值為5
 
        for (int i = 4; i > -1; i--) {
            //使用for循環逆序遍歷整個數組，i每次遞減
 
            if (i == 0) {
            // 如果i除以了0，就使用帶異常信息的構造方法拋出異常
 
                throw new MyAriException("There is an exception occured.");
            }
 
            System.out.println("array[" + i + "] / " + i + " = " + array[i] / i);
            // 如果i沒有除以0，就輸出此結果
        }
    }
}

檢查一下代碼，編譯并運行，期待中的自定義錯誤信息就展現在控制臺中了：

array[4] / 4 = 1
array[3] / 3 = 1
array[2] / 2 = 2
array[1] / 1 = 5
Exception in thread "main" MyAriException: There is an exception occured.
    at ExceptionTest.main(ExceptionTest.java:17)

七、異常堆棧

當異常拋出后，我們可以通過異常堆棧追蹤程序的運行軌跡，以便我們更好的 DEBUG。

新建一個 ExceptionStackTrace.java：

public class ExceptionStackTrace {
    private static void method1() {
        method2();
    }
 
    private static void method2() {
        throw new NullPointerException();
    }
    public static void main(String[] args) {
        try {
            method1();
        } catch (Exception e) {
            //打印堆棧軌跡
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

編譯運行：

java.lang.NullPointerException
    at ExceptionStackTrace.method2(ExceptionStackTrace.java:7)
    at ExceptionStackTrace.method1(ExceptionStackTrace.java:3)
    at ExceptionStackTrace.main(ExceptionStackTrace.java:11)

通過上面的異常堆棧軌跡，在對比我們方法的調用過程，可以得出異常信息中首先打印的是距離拋出異常最近的語句，接著是調用該方法的方法，一直到最開始被調用的方法。從下往上看，就可以得出程序運行的軌跡。

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