Java 异常机制详解_java异常机制

一 Java 异常概述

定义：Java 异常是 Java 提供的一种识别及响应错误的一致性机制。

作用：Java 异常机制可以使程序中异常处理代码和正常业务代码分离，保证程序代码更加优雅，并提高程序健壮性。在有效使用异常的情况下，异常能清晰的回答 what, where, why 这3个问题：异常类型回答了“什么”被抛出，异常堆栈跟踪回答了“在哪“抛出，异常信息回答了“为什么“会抛出。

二 Java 异常分类

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。当条件满足时，错误将引发异常。

Java 异常的继承层次结构：

图片中我们看到 Java 异常的基类是 Throwable 类型，然后它有两个子类 Error（错误）和 Exception（）类型，然后 Exception 类又分为运行时异常（RuntimeException）及非运行时异常（编译异常）。以下将分别介绍。

2.1 Error（错误）

Error 一般表示编译时或者系统错误，例如：Virtual MachineError（虚拟机运行错误），StackOverflowError：栈溢出错误、OutOfMemoryError：内存不足错误等。此类错误开发者无法处理且不可恢复，JVM 将终止线程，因此不应该实现任何新的 Error 子类。

2.2 Exception（异常）

程序本身可以捕获并且可以处理的异常，也就是要么捕获异常并作出处理，要么继续抛出异常。Exception 这种异常又分为两类：运行时异常和非运行时异常。

2.2.1 运行时异常（非受检查异常）

RuntimeException 及其子类都统称为运行时异常，例如：NullPointExecrption（空指针）、ArithmeticException（算术错误）、ArrayIndexOutOfBoundsException（数组越界）等。

这类异常是非受检查的，具体根据需要来判断是否需要捕获和处理，并不会在编译期强制要求。开发者应该从程序编码阶段就尽可能避免其发生。

2.2.2 非运行时异常（受检查异常）

RuntimeException 以外的异常都属于非运行时异常。例如 IOException、SQLException 等以及用户自定义的 Exception 异常等。

这类异常是受检查的，在源代码里必须显式地进行捕获处理，是编译期检查的一部分。这种异常要么用 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。

三 Java 异常处理

3.1 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 – 为确保一段代码不管发生什么异常状况都要被执行。主要用于回收在 try 块里打开的物理资源(如数据库连接、网络连接和磁盘文件)。
• throw – 用来明确地抛出一个异常。
• throws – 用来声明一个方法可能抛出的各种异常。

3.2 Java 内置异常

非受检查异常

受检查异常

3.3 异常处理方法

Throwable 类主要方法

3.5 异常的声明(throws)

当一个方法产生一个它不处理的异常时，那么就需要在该方法的头部声明这个异常，以便将该异常传递到方法的外部进行处理。使用 throws 声明的方法表示此方法不处理异常，如果有多个异常类，它们之间用逗号分隔。throws 具体格式如下：

public void test()throws NullPointerException,ParseException{
    //something statements
}
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注意：若是父类的方法没有声明异常，则子类继承方法后，也不能声明异常。

3.6 异常的抛出(throw)

与 throws 不同的是，throw 语句用来直接拋出一个异常，后接一个可拋出的异常类对象，其语法格式如下：

throw ExceptionObject;
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其中，ExceptionObject 必须是 Throwable 类或其子类的对象。如果是自定义异常类，也必须是 Throwable 的直接或间接子类。 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。

3.7 异常的自定义

在 Java 中可以自定义异常。编写自定义异常类时需要注意以下几点。

• 所有异常都必须是 Throwable 的子类。
• 如果希望自定义一个检查性异常类，则需继承 Exception 类。
• 如果希望自定义一个运行时异常类，则需要继承 RuntimeException 类。 可以像下面这样定义自己的异常类：

public class MyException extends Exception {
    public MyException(){ }
    public MyException(String msg){
        super(msg);
    }
    // ...
}
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3.8 异常的捕获

异常捕获处理的方法通常有：

• try-catch
• try-catch-finally
• try-finally
• try-with-resource

try-catch

在一个 try-catch 语句块中可以捕获多个异常类型，并对不同类型的异常做出不同的处理

try{
   // 程序代码
}catch(异常类型1 异常的变量名1){
  // 程序代码
}catch(异常类型2 异常的变量名2){
  // 程序代码
}catch(异常类型3 异常的变量名3){
  // 程序代码
}
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同一个 catch 也可以捕获多种类型异常，用 | 隔开

try{
   // 程序代码
}catch(异常类型1 | 异常类型2 异常的变量名1){
  // 程序代码
}catch(异常类型3 异常的变量名2){
  // 程序代码
}
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try-catch-finally

finally 关键字用来创建在 try 代码块后面执行的代码块。无论是否发生异常，finally 代码块中的代码总会被执行。在 finally 代码块中，可以运行清理类型等收尾善后性质的语句。

try{
  // 程序代码
}catch(异常类型1 异常的变量名1){
  // 程序代码
}catch(异常类型2 异常的变量名2){
  // 程序代码
}finally{
  // 程序代码
}
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• 执行的顺序
  • 当 try 没有捕获到异常时：try 语句块中的语句逐一被执行，程序将跳过 catch 语句块，执行 finally 语句块和其后的语句；
  • 当 try 捕获到异常，catch 语句块里没有处理此异常的情况：当 try 语句块里的某条语句出现异常时，而没有处理此异常的 catch 语句块时，此异常将会抛给 JVM 处理，finally 语句块里的语句还是会被执行，但 finally 语句块后的语句不会被执行；
  • 当 try 捕获到异常，catch 语句块里有处理此异常的情况：在 try 语句块中是按照顺序来执行的，当执行到某一条语句出现异常时，程序将跳到 catch 语句块，并与 catch 语句块逐一匹配，找到与之对应的处理程序，其他的 catch 语句块将不会被执行，而 try 语句块中，出现异常之后的语句也不会被执行，catch 语句块执行完后，执行 finally 语句块里的语句，最后执行 finally 语句块后的语句；

try-finally

可以直接用 try-finally 吗？ 可以。 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
}
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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

JDK7 之后，Java 新增的 try-with-resource 语法糖来打开资源，并且可以在语句执行完毕后确保每个资源都被自动关闭 。任何实现了 java.lang.AutoCloseable 的对象, 包括所有实现了 java.io.Closeable 的对象, 都可以用作一个资源。以下为代码实现

public class MyAutoClosable implements AutoCloseable {
    public void doIt() {
        System.out.println("MyAutoClosable doing it!");
    }
    @Override
    public void close() throws Exception {
        System.out.println("MyAutoClosable closed!");
    }
    public static void main(String[] args) {
        try(MyAutoClosable myAutoClosable = new MyAutoClosable()){
            myAutoClosable.doIt();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
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try 代码块退出时，会自动调用 myAutoClosable.close 方法。这个好处在于，我们不用再去关心连接调用完了是否关闭，文件读写完了是否关闭，专心的实现业务即可。

3.9 异常使用建议

1. 尽量不要捕获类似 Exception 这样的通用异常，而是应该捕获特定异常。
2. 不要生吞（swallow）异常。这是异常处理中要特别注意的事情，因为很可能会导致非常难以诊断的诡异情况。
3. 不要在 finally 代码块中处理返回值。
4. 不要在 try 代码块中调用 return、break 或 continue 语句。万一无法避免，一定要确保 finally 的存在不会改变函数的返回值。
5. 勿将异常用于控制流。

四 参考文献

Java 基础 - 异常机制详解

深入理解Java异常

Java 核心技术面试精讲

作者：话唠扇贝
链接：https://juejin.cn/post/7146477599185698830

最后

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