Java核心 - 异常
Java核心 - 异常
上图中的继承关系,只罗列了常用的几个异常和错误,大体结构如此。
概述
异常是程序中的一些错误,但并不是所有的错误都是异常,其中有些错误是可以处理的,有些是不可以处理的。异常主要分为:Error(错误) 和 Exception(异常)。
层次结构
Throwable
Throwable 是 Java 中所有错误与异常的超类,包含了两个子类:Error(错误)和 Exception(异常),通常情况下用于指示发生了异常情况。
Error
Error 类及其子类,是程序中无法处理的错误,表示运行应用程序中出现了严重的错误。
此类错误一般表示代码运行时 JVM 出现问题。通常有 Virtual MachineError(虚拟机运行错误)、NoClassDefFoundError(类定义错误)等。比如 OutOfMemoryError:内存不足错误;StackOverflowError:栈溢出错误。此类错误发生时,JVM 将终止线程。
这些错误是不受检异常,非代码性错误。因此,当此类错误发生时,应用程序不应该去处理此类错误。按照 Java 惯例,我们是不应该实现任何新的 Error 子类的!
Exception
Exception 及其子类,是程序本身可以捕获并且处理的异常。Exception 主要分为两种类型:RuntimeException(运行时异常) 和 编译时异常(非运行时异常)。
- 运行时异常:
运行时异常都是 RuntimeException 类或其子类,这些异常是不检查异常,程序中可以对其进行捕获处理,也可以不做任何处理,这些异常一般都是因为程序逻辑错误,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 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:
非运行时异常是 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。
异常基础
异常关键字
- try – 用于监听。将要被监听的代码(可能抛出异常的代码)放在try语句块之内,当try语句块内发生异常时,异常就被抛出。
- catch – 用于捕获异常。catch用来捕获try语句块中发生的异常。
- finally – finally语句块总是会被执行。它主要用于回收在try块里打开的物力资源(如数据库连接、网络连接和磁盘文件)。只有finally块,执行完成之后,才会回来执行try或者catch块中的return或者throw语句,如果finally中使用了return或者throw等终止方法的语句,则就不会跳回执行,直接停止。
- throw – 用于抛出异常。
- throws – 用在方法签名中,用于声明该方法可能抛出的异常。
异常声明
在 Java 中大部分的功能语句都是在方法中执行,如果方法内的某条语句可能会出现异常,但是并没有进行捕获处理,那么就需要将异常传递给上层处理,对该方法进行异常的声明。使用 throws 关键字声明,多个异常使用 ,
隔开。用法如下:
public static void main(String[] args) throws IOException, FileNotFoundException{
// main thread statemenets ....
}
异常抛出
在当前方法中抛出一个异常可以使用 throw 关键字,通常情况下,当代码执行到某个条件下无法继续正常执行时,可以使用 throw 关键字抛出异常,以告知调用者当前的程序状态。
如下所示,当 num < 0 时,抛出一个 IllegalArgumentException 异常。
public void checkNumber(int num) {
if (num < 0) {
throw new IllegalArgumentException("Number must be positive");
}
}
大部分情况下都不需要手动抛出异常,因为Java的大部分方法要么已经处理异常,要么已声明异常。所以一般都是捕获异常或者再往上抛。
异常捕获
在发生异常时不仅仅可以进行异常的声明,一些能够被处理的异常可以通过捕获进行处理,从而不交给上层。
常见的异常捕获方式有:
- try-catch
在一个 try-catch 代码块中,可以捕获多个异常,并且根据异常的不同类型,做出不同的处理方式。用法如下:
try {
// statement
} catch (FileNotFoundException e) {
// handle FileNotFoundException
} catch (IOException e) {
// handle IOException
}
同一个 catch 也可以捕获多种类型异常,用 | 隔开
try {
// statement
} catch (FileNotFoundException e | UnknownHostException e) {
// handle FileNotFoundException or UnknownHostException
} catch (IOException e) {
// handle IOException
}
- try-catch-finally
有时我们需要在捕获到异常并且处理结束后,关闭某些资源。这时可以使用 try-catch-finally 代码块。
try {
// statement
} catch(Exception e) {
// handle Exception
} finally {
// must excute statement
}
执行顺序:
- 首先执行 try 代码块内的语句
- 发生异常时:执行完 catch 内的语句
- 未发生异常时:跳过 catch 代码块
- 最后执行 finally 内的语句
注意
这里要注意的是,try 代码块的执行过程中,一旦发生异常,转而执行 catch 内的代码,此时 try 发生异常之后的代码是不会被执行的。
- try-finally
在特定的情况下,我们也可以直接使用 try-finally。try 块中引起异常,异常代码之后的语句不再执行,直接执行finally语句。 try块没有引发异常,则执行完try块就执行finally语句。
try-finally可用在不需要捕获异常的代码,可以保证资源在使用后被关闭。例如IO流中执行完相应操作后,关闭相应资源;使用Lock对象保证线程同步,通过finally可以保证锁会被释放;数据库连接代码时,关闭连接操作等等。
//以Lock加锁为例,演示try-finally
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
try {
//需要加锁的代码
} finally {
lock.unlock(); //保证锁一定被释放
}
finally遇见如下情况不会执行
- 在前面的代码中用了System.exit()退出程序。
- finally语句块中发生了异常。
- 程序所在的线程死亡。
- 关闭CPU。
- try-with-resource
finally 中的 close 方法也可能抛出 IOException, 从而覆盖了原始异常。JAVA 7 提供了更优雅的方式来实现资源的自动释放,自动释放的资源需要是实现了 AutoCloseable 接口的类。
private static void tryWithResourceTest(){
try (Scanner scanner = new Scanner(new FileInputStream("c:/abc"),"UTF-8")){
// code
} catch (IOException e){
// handle exception
}
}
- Scanner
public final class Scanner implements Iterator<String>, Closeable {
// ...
}
public interface Closeable extends AutoCloseable {
public void close() throws IOException;
}
try 代码块退出时,会自动调用 scanner.close 方法,和把 scanner.close 方法放在 finally 代码块中不同的是,若 scanner.close 抛出异常,则会被抑制,抛出的仍然为原始异常。被抑制的异常会由 addSusppressed 方法添加到原来的异常,如果想要获取被抑制的异常列表,可以调用 getSuppressed 方法来获取。
异常自定义
习惯上,定义一个异常类应包含两个构造函数,一个无参构造函数和一个带有详细描述信息的构造函数(Throwable 的 toString 方法会打印这些详细信息,调试时很有用)。
下面是一个简单的自定义异常类:
public class MyException extends Exception {
public MyException(){ }
public MyException(String msg){
super(msg);
}
// ...
}
注意
Java 中需要我们自定义的绝大多数都是 Exception,Error 一般不能自己解决,故不需要自定义。