Java之Exception

Exception这个东西，程序中必须会有的，尽管我们很不乐意看到它，可是从另一个角度考虑，有异常则说明程序有问题，有助于我们及时改正。有的时候程序出错的原因有很多，比如不合法的输入、类型、空指针甚至内存不足，如果光从软件来看，我们只知道它出问题了，并不清楚问题出在哪儿，给软件排错是个很头疼的事情，因为可能出问题的地方太多了，语法上的问题还好点儿，毕竟能从视觉上看出来，有些逻辑上的问题才是致命的，我们必须从全局出发也许才能找到问题的根源！

转自：http://blog.csdn.net/zhangerqing

一、简介

Java为我们提供了非常完美的异常处理机制，使得我们可以更加专心的去写程序，有的时候遇到需要添加异常处理块的地方，像eclipse会自动提示你，感觉很幸福！我们看看异常处理的一些类的结构组成：

从根部开始分为两大类：Error和Exception。Error是程序无法处理的错误，比如OutOfMemoryError、ThreadDeath等。这些异常发生时，Java虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。Exception是程序本身可以处理的异常，这种异常分两大类：非运行时异常（发生在编译阶段，又称checkException)和运行时异常（发生在程序运行过程中，又叫uncheckException）。非运行时异常一般就是指一些没有遵守Java语言规范的代码，容易看的出来，并且容易解决的异常，运行时异常是那些在程序运行过程中产生的异常，具有不确定性，如空指针异常等，造成空指针的原因很多，所以运行时异常具有不确定性，往往难以排查，还有就是程序中存在的逻辑错误，光从一段代码中看不出问题，需要纵观全局才能发现的错误，也会造成运行时异常，这就要求我们在写程序时多多注意，尽量处理去处理异常，当异常发生时，希望程序能朝理想的方面运行！

二、异常的类型

一方面我们可以将异常分为受控异常和不受控异常，其实一般来讲，受控异常就是非运行时异常，不受控异常就是运行时异常和Error。另一方面，我们直接将异常分为非运行时异常和运行时异常。

三、异常处理的过程

使用try/catch/finally语句块安装异常处理程序，每个try块中包含可能出现异常的语句，每个catch块中包含处理异常的程序，

public class Test {

	public static void main(String[] args) {
		String filename = "d:\\test.txt";
		try {
			FileReader reader = new FileReader(filename);
			Scanner in = new Scanner(reader);
			String input = in.next();
			int value = Integer.parseInt(input);
			System.out.println(value);
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			System.out.println("this is finally block!");
		}
	}
}

　　

如果d盘根目录下没有test.txt的话，该程序抛出异常：

this is finally block!
java.io.FileNotFoundException: d:\test.txt (系统找不到指定的文件。)
 at java.io.FileInputStream.open(Native Method)
 at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:106)
 at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:66)
 at java.io.FileReader.<init>(FileReader.java:41)
 at Test.main(Test.java:10)

但是finally块中的语句却输出了，这个暂且不谈，先记着，在d盘下新建文件test.txt，并输入内容2232，再来观察下：

输出：

2322
this is finally block!

finally块中的语句依然输出，说明：不论程序有无异常，finally块中的语句都会执行。因此finally块中一般放一些关闭资源的语句。接下来我们继续做实验，我们将test.txt中的2322改成abc，看看结果：

this is finally block!
Exception in thread "main" java.lang.NumberFormatException: For input string: "abc"
 at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:48)
 at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:447)
 at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:497)
 at Test.main(Test.java:13)
该异常中的两处重点我已经标出来了，一处是红色的Exception in thread “main”，表明异常抛出的地方，另一处是java.lang.NumberFormatException: For input string: "abc"，表明异常的类型，此处我们看看上面之前的那个结果，为什么没有抛出异常出现的地方，仔细观察源程序，我们发现，程序中我们并没有显式声明NumberFormatException，而FileNotFoundException是我们声明过的，此处我总结一下就是说：1、如果我在程序中声明了某个异常，则抛出异常的时候，不会显示出处，直接抛出。2、如果我没有在程序中声明，那么程序会同时抛出异常的出处。这是为什么？还有，当我没有显式声明的时候，系统会怎么办？这肯定是有一定的规律的，下面我们继续做实验：

public class Test {

	public static void main(String[] args) {

		String filename = "d:\\test.txt";

		// 进行捕捉异常
		try {
			FileReader reader = new FileReader(filename);
			Scanner in = new Scanner(reader);
			String input = in.next();
			int value = Integer.parseInt(input);
			System.out.println(value);
		} catch (FileNotFoundException e) { // 捕捉FileNotFoundException
			e.printStackTrace();
		} catch (NumberFormatException e) { // NumberFormatException
			e.printStackTrace(); // 打印异常信息 就是形如：at java.lang.NumberFor...的信息
			System.out.println("I'm here!");
		} finally {
			System.out.println("this is finally block!");
		}
	}
}

　

我加了一个catch块，转么捕获NumberFormatException，则程序输出：

java.lang.NumberFormatException: For input string: "abc"
 at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:48)
 at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:447)
 at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:497)
 at Test.main(Test.java:14)
I'm here!
this is finally block!

没有输出异常抛出的地方。继续改代码：

public class Test2 {

	public void open(){
		String filename = "d:\\test.txt";
		try {
			FileReader reader = new FileReader(filename);
			Scanner in = new Scanner(reader);
			String input = in.next();
			int value = Integer.parseInt(input);
			System.out.println(value);
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
			System.out.println("this is test2 block!");
		}
	}
}

　　

public class Test3 {

	public void carry() {
		Test2 t2 = new Test2();
		try {
			t2.open();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
			System.out.println("this is test3 block!");
		}
	}
}

　　

public class Test {

	public static void main(String[] args) {

		Test3 t3 = new Test3();

		t3.carry();
	}

}

　　

思路是：Test2类中处理业务，Test3类调用Test2类的open方法，最后在Test类中调用Test3类的carry方法，但是，我将异常抛在Test3中，看看异常输出的结果：

java.lang.NumberFormatException: For input string: "abc"
 at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:48)
 at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:447)
 at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:497)
 at Test2.open(Test2.java:13)
 at Test3.carry(Test3.java:6)
 at Test.main(Test.java:7)
this is test3 block!

首先，抛出的异常没有地方信息了，其次输出了：this is test3 block!，说明该异常是从Test3类中的carry方法抛出的，当我们把Test3类中的异常捕获语句注释掉的时候，异常如下：

Exception in thread "main" java.lang.NumberFormatException: For input string: "abc"
 at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:48)
 at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:447)
 at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:497)
 at Test2.open(Test2.java:13)
 at Test3.carry(Test3.java:6)
 at Test.main(Test.java:7)

看到此处，我想读者朋友们应该有一定的感觉了，说了这么多，就是想说明一点，当程序处理不了异常的时候会怎么办？是这样的：当前方法如果声明了相应的异常处理器，如上面的程序如果加了catch(NumberFormatException e)，则直接抛出，但是如果没有声明，则会找到它的调用者，如果调用者也没有做相应的处理，则会一直往前找，直到找到main方法，最后抛出异常，所以上面的现象不难解释！此处我们简单总结下异常处理的过程：1、在可能出错的方法加上try/catch块语句，来调用异常处理器。2、当异常发生时，直接跳到相应的异常处理器catch中，如果有则抛出异常，执行该catch块中的语句，如果没有，则找到它的调用者，直到main方法。3、如果有finally块，则执行finally块中的语句。

注意：

1、一个try可对应多个catch。2、有try必须至少有一个catch或者finally（此处经网友actt001指正，多谢！）。3、finally块不是必须的，可有可无。4、一般情况下，当异常发生时，会执行catch块中的语句，特殊情况：当main方法中抛出异常时，如果程序声明了该异常处理器，则执行相应的catch块中的语句，如果程序没有声明相应的异常处理器，则不执行catch块中的语句，直接抛出异常！那么，这个异常来源于哪儿？既然main中有try/catch语句（虽然不是对应的异常处理器），为什么没有抛出，说明main方法中的try/catch块根本就没有捕捉到异常，那么系统怎么处理？其实是这样的，这种情况下，异常被直接丢给JVM，而JVM的处理方式就是：直接中断你的程序！就是这么简单。

四、常见异常

NullPointerException 空指针

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

ClassNotFoundException  找不到类

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。

ClassCastException   类型转换

ArithmeticException   算数条件

算术条件异常。譬如：整数除零等。

ArrayIndexOutOfBoundsException  数组越界

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。

五、异常和错误

异常： 在Java中程序的错误主要是语法错误和语义错误，一个程序在编译和运行时出现的错误我们统一称之为异常，它是JVM(Java虚拟机)通知你的一种方式，通过这种方式，JVM让你知道，你已经犯了个错误，现在有一个机会来修改它。Java中使用异常类来表示异常，不同的异常类代表了不同的异常。但是在Java中所有的异常都有一个基类，叫做Exception。

错误：它指的是一个合理的应用程序不能截获的严重的问题，大多数都是反常的情况，错误是JVM的一个故障(虽然它可以是任何系统级的服务)。所以，错误是很难处理的，一般的开发人员是无法处理这些错误的，比如内存溢出。

六、Assert（断言）

assert是jdk1.4才开始支持的新功能，主要在开发和测试时开启，为保证性能，在程序正式发布后通常是关闭的。启用断言比较简单，在启动参数里设置-ea或者-enableassertions就可以了.

assert表达式有两种情况：

1）assert exp1 此时的exp1为一个boolean类型的表达式

当其值为true时，运行通过，如果为false，则会抛出一个相应的AssertionError，注意它可以被catch到。

2）assert exp1 : exp2 此时的exp1同上，而exp2可以为基本类型或一个Object对象，当exp1的值为true时，同上，且exp2不会被运算；而当exp1的值为false时，将会抛出AssertionError，同时将exp2的结果作为AssertionError构造器中的参数，当使用catch该错误时，可利用getMessage()方法打印出exp2的结果。

使用断言应该注意：断言只是用来调试程序的工具，不要作为程序的一部分，或者有人用断言来代替try/catch，这些都是不对的，1、这和断言的作用相违背，2、断言在程序发布后，是会被关闭的，如果将它作为程序的一部分，那么当断言被关闭后，程序必然会出问题。3、有更好的方法，如try/catch，为什么还用断言。所以，最好不要讲断言作为程序的一部分，从心里上你可以把它当做可有可无就行了。

七、常见问题

1、finally和return问题

我们平时说：finally中的内容不论程序有无异常，都会被执行，那么如果我们的程序在try和catch块中return了，finally中的还会执行吗？读者可以先猜猜看，分析一下，接下来我们做实验：

public class FinallyTest {

	public static void main(String[] args) {
		boolean file = open();
		System.out.println("this is main return value:" + file);
	}

	public static boolean open() {
		String filename = "d:\\test.txtp";
		try {
			FileReader reader = new FileReader(filename);
			Scanner in = new Scanner(reader);
			String input = in.next();
			int value = Integer.parseInt(input);
			System.out.println(value);
			return true;

		} catch (FileNotFoundException e) {
			System.out.println("this is catch_for_filenot... block!");
			return false;
		} finally {
			System.out.println("this is finally block!");
		}
	}
}

　　

故意把filename写错，造出异常，输出为下：

this is catch_for_filenot... block!
this is finally block!
this is main return value:false

从这儿看出来，程序先输出catch块中的，后又去执行finally块中的，虽然在catch中已经返回了，最后执行mian方法中的，而且输出false，说明catch块中的也成功返回了。所以，面对疑问，我们可以很肯定的回答，即使有return语句，finally块也一定会被执行！

2、尽量不要将catch和finally一起使用

像我上面演示程序那样，try/catch/finally一起使用，在《Big Java》一书中提到，不建议这样做，因为会影响程序的可读性，最好的做法是：用try/catch嵌套，catch用来捕获异常，finally用来关闭资源，修改如下：

public class FinallyTest {

	public static void main(String[] args) {

		boolean file = open();
		System.out.println("this is main return value:" + file);
	}

	public static boolean open() {

		String filename = "d:\\test.txtp";
		try {
			try {
				FileReader reader = new FileReader(filename);
				Scanner in = new Scanner(reader);
				String input = in.next();
				int value = Integer.parseInt(input);
				System.out.println(value);
				return true;

			} finally {
				// 一些关闭资源的操作
				System.out.println("this is finally block!");
			}

		} catch (FileNotFoundException e) {
			System.out.println("this is catch_for_filenot... block!");
			return false;
		}
	}
}

　　

3、自定义异常

毕竟系统自带的异常处理器并不能满足所有需求，因为对于我们开发人员来说，抛出的异常越细致，我们越容易找到问题，总不能所有的问题都抛出Exception吧？太笼统了。在实际的开发中，我们可以根据自己的需要，进行自定义异常处理器。

/**
 * 自定义异常处理器，继承Exception或者RuntimeException，依情况而定.
 * @author erqing
 *
 */
public class NameNotSupportException extends RuntimeException {

	private static final long serialVersionUID = 7295869280641332966L;

	public NameNotSupportException() {
	}

	public NameNotSupportException(String message) {
		super(message);
	}
}

　　

public class DefineTest {

	public static void main(String[] args) {
		String name = "egg";
		if(!"erqing".equals(name)){
			throw new NameNotSupportException("erqing");
		}else{
			System.out.println("name is OK!");
		}
	}
}

　　

Exception in thread "main" NameNotSupportException: erqing
	at DefineTest.main(DefineTest.java:7)