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Java异常处理 Java异常处理操作 Throwable、Exception、Error

陈晨辰~   2021-06-08 我要评论
想了解Java异常处理操作 Throwable、Exception、Error的相关内容吗陈晨辰~在本文为您仔细讲解Java异常处理的相关知识和一些Code实例欢迎阅读和指正我们先划重点:Java异常处理,Throwable,Exception,Error下面大家一起来学习吧。

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。

Throwable

在 Java 中所有的异常都有一个共同的祖先 Throwable(可抛出)。Throwable 指定代码中可用异常传播机制通过 Java 应用程序传输的任何问题的共性。

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。

Throwable

Error

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

大多数错误与执行的操作无关而是代码运行时 JVM(Java 虚拟机)出现的问题。

这些异常发生时Java虚拟机(JVM)一般会选择线程终止。这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时如Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError)、类定义错误(NoClassDefFoundError)等。

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。在 Java中错误通过Error的子类描述。

常见Error类

类名 介绍
ThreadDeath 线程死亡
VirtualMachineError 虚拟机异常
VirtualMachineError-StackOverFlowError 栈溢出异常
VirtualMachineError-OutofMemoryError 内存溢出异常

Exception

Exception(异常):是程序本身可以处理的异常。

异常和错误的区别:异常能被程序本身可以处理错误是无法处理。

通常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):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。

Exception 类有一个重要的子类 RuntimeException。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。

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)。

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。

RuntimeExecption-不可检查异常

类名 介绍
ClassCastExecption 类型转换异常
StringIndexOutofBoundsExecption 字符串索引越界
ArrayIndexOutofBoundsExecption 数组索引越界
NullPointerExecption 空指针异常
NumberFormatExecption 转换数字异常

可检查异常

类名 介绍
NoSuchFieldExecption 找不到字段
NoSuchMethodExecption 找不到方法
ClassNoFoundExecption 找不到类
IOExecption IO异常
IOExecption-EOFExecption 文件已结束
IOExecption- FieldNotFoundExecption 文件未找到
SQLExecption SQL异常

Exception和Error的异同

Error和Exception都继承了Throwable类而只有继承了Throwable类的才能抛出或者捕获异常。

Exception是java程序运行中可以预料的意外情况可以并且应该被捕获。

Error指正常情况不可能出现的错误一旦出现程序将进入不正常不可恢复状态且无法被捕获。常见的如:栈移除内存溢出线程死亡等。

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:

1、 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。
2、java.lang.ArithmeticException
算术条件异常。譬如:整数除零等。
3、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
4、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。

5、java.lang.NegativeArraySizeException 数组长度为负异常

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

7、java.lang.SecurityException 安全性异常

8、java.lang.IllegalArgumentException 非法参数异常

2.IOException

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。

处理异常机制

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。throwsthrow

捕获异常: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。try..catch

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。

捕获异常:try、catch 和 finally

try {  
    // 可能会发生异常的程序代码  
} catch (Type1 id1){  
    // 捕获并处置try抛出的异常类型Type1  
}  
catch (Type2 id2){  
     //捕获并处置try抛出的异常类型Type2  
}  

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。

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。

需要注意的是一旦某个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。

对于有多个catch子句的异常程序而言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。

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。

throws语句用在方法定义时声明该方法要抛出的异常类型如果抛出的是Exception异常类型则该方法被声明为抛出所有的异常。多个异常可使用逗号分割。throws语句的语法格式为:

methodname throws Exception1,Exception2,..,ExceptionN  
{  
}

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。

使用throw抛出异常

throw总是出现在函数体中用来抛出一个Throwable类型的异常。程序会在throw语句后立即终止它后面的语句执行不到然后在包含它的所有try块中(可能在上层调用函数中)从里向外寻找含有与其匹配的catch子句的try块。  

我们知道异常是异常类的实例对象我们可以创建异常类的实例对象通过throw语句抛出。该语句的语法格式为:

throw new exceptionname;

要注意的是throw 抛出的只能够是可抛出类Throwable 或者其子类的实例对象。下面的操作是错误的:

throw new String("exception");

这是因为String 不是Throwable 类的子类。

如果抛出了检查异常则还应该在方法头部声明方法可能抛出的异常类型。该方法的调用者也必须检查处理抛出的异常。

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。

Throwable类中的常用方法

注意:catch关键字后面括号中的Exception类型的参数e。Exception就是try代码块传递给catch代码块的变量类型e就是变量名。catch代码块中语句"e.getMessage();"用于输出错误性质。通常异常处理常用3个函数来获取异常的有关信息:

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。

有时为了简单会忽略掉catch语句后的代码这样try-catch语句就成了一种摆设一旦程序在运行过程中出现了异常就会忽略处理异常而错误发生的原因很难查找。

异常链

如果调用quotient(5,0)将会因“除数为0”错误引发ArithmeticException异常属于运行时异常类由Java运行时系统自动抛出。quotient()方法没有捕捉ArithmeticException异常Java运行时系统将沿方法调用栈查到main方法将抛出的异常上传至quotient()方法的调用者。Java这种向上传递异常信息的处理机制形成异常链

Java方法抛出的可查异常将依据调用栈、沿着方法调用的层次结构一直传递到具备处理能力的调用方法最高层次到main方法为止。如果异常传递到main方法而main不具备处理能力也没有通过throws声明抛出该异常将可能出现编译错误。

以上为个人经验希望能给大家一个参考也希望大家多多支持。


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