Java【第九篇】异常处理

异常概述

介绍

任何一种程序设计语言设计的程序在运行时都有可能出现错误，例如除数为0，数组下标越界，要读写的文件不存在等等。
捕获错误最理想的是在编译期间，但有的错误只有在运行时才会发生。
对于这些错误，一般有两种解决方法：
　　遇到错误就终止程序的运行。
　　由程序员在编写程序时，就考虑到错误的检测、错误消息的提示，以及错误的处理。

异常：在Java语言中，将程序执行中发生的不正常情况称为“异常”。
Java中的异常用于处理非预期的情况，如文件没找到，网络错误，非法的参数

Java程序运行过程中所发生的异常事件可分为两类：
Error: JVM系统内部错误、资源耗尽等严重情况
Exception: 其它因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题，例如：
　　空指针访问
　　试图读取不存在的文件
　　网络连接中断

异常的层次类型

常见异常

RuntimeException
　　错误的类型转换
　　数组下标越界
　　空指针访问
IOExeption
　　从一个不存在的文件中读取数据
　　越过文件结尾继续读取
　　连接一个不存在的URL

异常处理机制

在编写程序时，经常要在可能出现错误的地方加上检测的代码，如进行x/y运算时，要检测分母为0，数据为空，输入的不是数据而是字符等。过多的分支会导致程序的代码加长，可读性差。因此采用异常机制。

Java异常处理：Java采用异常处理机制，将异常处理的程序代码集中在一起，与正常的程序代码分开，使得程序简洁，并易于维护。

Java提供的是异常处理的抓抛模型。
Java程序的执行过程中如出现异常，会自动生成一个异常类对象，该异常对象将被提交给Java运行时系统，这个过程称为抛出(throw)异常。
如果一个方法内抛出异常，该异常会被抛到调用方法中。如果异常没有在调用方法中处理，它继续被抛给这个调用方法的调用者。这个过程将一直继续下去，直到异常被处理。这一过程称为捕获(catch)异常。
如果一个异常回到main()方法，并且main()也不处理，则程序运行终止。
程序员通常只能处理Exception，而对Error无能为力。

使用 try…catch…finally 处理异常

异常处理是通过try-catch-finally语句实现的。

try
{
......	//可能产生异常的代码
}
catch( ExceptionName1 e )
{
......	//当产生ExceptionName1型异常时的处置措施
}
catch( ExceptionName2 e )
{
...... //当产生ExceptionName2型异常时的处置措施
}
[ finally{
......	//无条件执行的语句
} ]

捕获异常

try

捕获异常的第一步是用try{…}语句块选定捕获异常的范围，将可能出现异常的代码放在try语句块中。

catch (Exceptiontype e)

在catch语句块中是对异常对象进行处理的代码。每个try语句块可以伴随一个或多个catch语句，用于处理可能产生的不同类型的异常对象。

如果明确知道产生的是何种异常，可以用该异常类作为catch的参数；也可以用其父类作为catch的参数。
可以用ArithmeticException类作为参数，也可以用RuntimeException类作为参数，或者用所有异常的父类Exception类作为参数。但不能是与ArithmeticException类无关的异常，如NullPointerException，那么，catch中的语句将不会执行。捕获异常的有关信息：

与其它对象一样，可以访问一个异常对象的成员变量或调用它的方法。
getMessage( ) 方法，用来得到有关异常事件的信息
printStackTrace( )用来跟踪异常事件发生时执行堆栈的内容。

finally

捕获异常的最后一步是通过finally语句为异常处理提供一个统一的出口，使得在控制流转到程序的其它部分以前，能够对程序的状态作统一的管理。不论在try、catch代码块中是否发生了异常事件，finally块中的语句都会被执行。finally语句是可选的

示例

package com.uncleyong;

public class TestTryCatchFinally {
    public static void main(String[] args) {
        try{
            int i = 10;
            int j = i / 0;
        }
//        catch (NullPointerException e){
//            System.out.println(e.getMessage());
//        } catch (ClassCastException e){
//            System.out.println(e.getMessage());
//        } catch (ArithmeticException e){  // java.lang.ArithmeticException；可以写为Exception e，Exception是所有异常类的父类，能抓所以子类对象，所以，必须放在最后一个catch中，即父的异常类要放后面（因为它能抓所有，后面放子类的catch没意义）
//            System.out.println(e.getMessage());
//            return; // finally块中的语句依旧会被执行
//        }
        finally{
            System.out.println("finally...");
        }

        //不论在try、catch代码块中是否发生了异常事件，finally块中的语句都会被执行，哪怕在抓住异常的catch代码块中加入return。
        System.out.println("end...");
        }
}　　

运行时异常和编译时异常

前面但使用的异常都是RuntimeException类或是它的子类，这些类的异常的特点是：即使没有使用try和catch捕获，Java自己也能捕获，并且编译通过 ( 但运行时会发生异常使得程序运行终止 )。
如果抛出的异常是IOException类的异常，则必须捕获，否则编译错误。

编译时异常示例

package com.uncleyong;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.InputStream;

public class CompileException {
    public static void main(String[] args) {
        // 示例编译时异常, IO 异常属于编译时异常.

        try {
            InputStream is = new FileInputStream("abc.txt");
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
//            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}　　

声明抛出异常

声明抛出异常是Java中处理异常的第二种方式
如果一个方法(中的语句执行时)可能生成某种异常，但是并不能确定如何处理这种异常，则此方法应显式地声明抛出异常，表明该方法将不对这些异常进行处理，而由该方法的调用者负责处理。
在方法声明中用 throws 子句可以声明抛出异常的列表，throws后面的异常类型可以是方法中产生的异常类型，也可以是它的父类。
声明抛出异常举例：

public void readFile(String file) throws FileNotFoundException {
    ……
    // 读文件的操作可能产生FileNotFoundException类型的异常
    FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
    ..……
}

注意：重写方法不能抛出比被重写方法范围更大的异常类型

示例

package com.uncleyong;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.SQLException;

public class TestThrows {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            test();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        test2();
    }

    // 编译时时异常
    // IOException异常包含FileNotFoundException异常，下面三种写法都可以，哪怕存在父子关系，也没有先后的顺序，即FileNotFoundException不是必须在IOException前面：
    // FileNotFoundException, SQLException, IOException
    // SQLException, IOException, FileNotFoundException
    // SQLException, IOException
    public static void test() throws FileNotFoundException, SQLException, IOException {
        InputStream fs = new FileInputStream("abc.txt");  // FileNotFoundException

        Connection connection = null;
        String sql = null;
        PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql);  // SQLException

        byte [] buffer = new byte[fs.available()];  // IOException，IOException异常包含FileNotFoundException异常
//        fs.read(buffer);
    }

    // 运行时异常
    // 在运行的时候发生，编译时不需要去处理，也可以显示抛出，系统会自动的在运行时抛出，所以运行时异常不需要使用 throws 关键字进行显式的抛出
    public static void test2(){
        int i = 10/0;
        System.out.println(i);

        A a = new B();  // 用多态创建对象a
        try {
            a.method();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class A{
    void method () throws FileNotFoundException{

    }
}

class B extends A{
//    @Override
//    void method(){}  // 也可以不抛异常
//	@Override
//	void method() throws IOException {  // IOException的异常范围比FileNotFoundException大
//
//	}
}　　

人工抛出异常

Java异常类对象除在程序执行过程中出现异常时由系统自动生成并抛出，也可根据需要人工创建并抛出
首先要生成异常类对象，然后通过throw语句实现抛出操作(提交给Java运行环境)。

IOException e =new IOException();
throw e;

可以抛出的异常必须是Throwable或其子类的实例。下面的语句在编译时将会产生语法错误：

throw new String("want to throw");

创建用户自定义异常类

用户自定义异常类MyException，用于描述数据取值范围错误信息。用户自己的异常类必须继承现有的异常类。

示例

编写应用程序EcmDef.java，接收命令行的两个参数，要求不能输入负数，计算两数相除。
对缺少命令行参数(ArrayIndexOutOfBoundsException)、
除0(ArithmeticException)及输入负数(EcDef 自定义的异常)进行异常处理。
提示：
(1)在主类(EcmDef)中定义异常方法(ecm)完成两数相除功能。
(2)在main()方法中使用异常处理语句进行异常处理。
(3)在程序中，自定义对应输入负数的异常类(EcDef)。
(4)运行时接受参数 java EcmDef 20 10
//args[0]=“20” args[1]=“10”
(5)Interger类的static方法parseInt(String s)将s转换成对应的int值。如int a=Interger.parseInt(“314”); //a=314;

package com.uncleyong;

public class EcDef extends RuntimeException{

    public EcDef() {

    }

    public EcDef(String msg) {
        super(msg);
    }

}

　　

package com.uncleyong;

public class EcmDef {

    public static void main(String[] args) {

        try {
            int i = Integer.parseInt(args[0]);
            int j = Integer.parseInt(args[1]);

            System.out.println(ecm(i, j));  // 调用方法
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("输入的参数个数不足.");  // 下标越界
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("除数不能为 0");
        } catch (EcDef e) {
            System.out.println(e.getMessage());  // 自定义的异常
        } catch (NumberFormatException e) {
            System.out.println("输入的参数不能转为整型.");  // 输入的"a"
        }
    }

    public static int ecm(int i, int j){

        if(i < 0 || j < 0){
            throw new EcDef("不能处理负数. ");
        }

        int result = i / j;
        return result;
    }

}

练习题（参考答案已放在Q群文件中）