Java異常簡介及其架構

Java異常簡介

Java異常是Java提供的一種識別及響應錯誤的一致性機制。

Java異常機制可以使程式中異常處理程式碼和正常業務程式碼分離，保證程式程式碼更加優雅，並提高程式健壯性。在有效使用異常的情況下，異常能清晰的回答what, where, why這3個問題：異常型別回答了“什麼”被丟擲，異常堆疊跟蹤回答了“在哪“丟擲，異常資訊回答了“為什麼“會丟擲。

Java異常機制用到的幾個關鍵字：try、catch、finally、throw、throws。

• try — 用於監聽。將要被監聽的程式碼(可能丟擲異常的程式碼)放在try語句塊之內，當try語句塊內發生異常時，異常就被丟擲。

• catch — 用於捕獲異常。catch用來捕獲try語句塊中發生的異常。

• finally — finally語句塊總是會被執行。它主要用於回收在try塊裡開啟的物力資源(如資料庫連線、網路連線和磁碟檔案)。只有finally塊，執行完成之後，才會回來執行try或者catch塊中的return或者throw語句，如果finally中使用了return或者throw等終止方法的語句，則就不會跳回執行，直接停止。

• throw — 用於丟擲異常。

• throws — 用在方法簽名中，用於宣告該方法可能丟擲的異常。

下面通過幾個示例對這幾個關鍵字進行簡單瞭解。

示例一: 瞭解try和catch基本用法

複製程式碼

public class Demo1 {

public static void main(String[] args) {

try {

int i = 10/0;

System.out.println(“i=”+i);

} catch (ArithmeticException e) {

System.out.println(“Caught Exception”);

System.out.println(“e.getMessage(): ” + e.getMessage());

System.out.println(“e.toString(): ” + e.toString());

System.out.println(“e.printStackTrace():”);

e.printStackTrace();

}

}

}

複製程式碼

執行結果：

Caught Exception

e.getMessage(): / by zero

e.toString(): java.lang.ArithmeticException: / by zero

e.printStackTrace():

java.lang.ArithmeticException: / by zero

at Demo1.main(Demo1.java:6)

結果說明：在try語句塊中有除數為0的操作，該操作會丟擲java.lang.ArithmeticException異常。通過catch，對該異常進行捕獲。

觀察結果我們發現，並沒有執行System.out.println(“i=”+i)。這說明try語句塊發生異常之後，try語句塊中的剩餘內容就不會再被執行了。如果你想學習Java可以來這個群，首先是五三二，中間是二五九，最後是九五二，裡面有大量的學習資料可以下載。

示例二: 瞭解finally的基本用法

在”示例一”的基礎上，我們新增finally語句。

複製程式碼

public class Demo2 {

public static void main(String[] args) {

try {

int i = 10/0;

System.out.println(“i=”+i);

} catch (ArithmeticException e) {

System.out.println(“Caught Exception”);

System.out.println(“e.getMessage(): ” + e.getMessage());

System.out.println(“e.toString(): ” + e.toString());

System.out.println(“e.printStackTrace():”);

e.printStackTrace();

} finally {

System.out.println(“run finally”);

}

}

}

複製程式碼

執行結果：

複製程式碼

Caught Exception

e.getMessage(): / by zero

e.toString(): java.lang.ArithmeticException: / by zero

e.printStackTrace():

java.lang.ArithmeticException: / by zero

at Demo2.main(Demo2.java:6)

run finally

複製程式碼

結果說明：最終執行了finally語句塊。

示例三: 瞭解throws和throw的基本用法

throws是用於宣告丟擲的異常，而throw是用於丟擲異常。

複製程式碼

class MyException extends Exception {

public MyException() {}

public MyException(String msg) {

super(msg);

}

}

public class Demo3 {

public static void main(String[] args) {

try {

test();

} catch (MyException e) {

System.out.println(“Catch My Exception”);

e.printStackTrace();

}

}

public static void test() throws MyException{

try {

int i = 10/0;

System.out.println(“i=”+i);

} catch (ArithmeticException e) {

throw new MyException(“This is MyException”);

}

}

}

複製程式碼

執行結果：

Catch My Exception

MyException: This is MyException

at Demo3.test(Demo3.java:24)

at Demo3.main(Demo3.java:13)

結果說明：

MyException是繼承於Exception的子類。test()的try語句塊中產生ArithmeticException異常(除數為0)，並在catch中捕獲該異常；接著丟擲MyException異常。main()方法對test()中丟擲的MyException進行捕獲處理。

Java異常框架

Java異常架構圖

1. Throwable

Throwable是 Java 語言中所有錯誤或異常的超類。

Throwable包含兩個子類: Error 和 Exception。它們通常用於指示發生了異常情況。

Throwable包含了其執行緒建立時執行緒執行堆疊的快照，它提供了printStackTrace()等介面用於獲取堆疊跟蹤資料等資訊。

2. Exception

Exception及其子類是 Throwable 的一種形式，它指出了合理的應用程式想要捕獲的條件。

3. RuntimeException

RuntimeException是那些可能在 Java 虛擬機器正常執行期間丟擲的異常的超類。

編譯器不會檢查RuntimeException異常。例如，除數為零時，丟擲ArithmeticException異常。RuntimeException是ArithmeticException的超類。當程式碼發生除數為零的情況時，倘若既”沒有通過throws宣告丟擲ArithmeticException異常”，也”沒有通過try…catch…處理該異常”，也能通過編譯。這就是我們所說的”編譯器不會檢查RuntimeException異常”！

如果程式碼會產生RuntimeException異常，則需要通過修改程式碼進行避免。例如，若會發生除數為零的情況，則需要通過程式碼避免該情況的發生！

4. Error

和Exception一樣，Error也是Throwable的子類。它用於指示合理的應用程式不應該試圖捕獲的嚴重問題，大多數這樣的錯誤都是異常條件。

和RuntimeException一樣，編譯器也不會檢查Error。

Java將可丟擲(Throwable)的結構分為三種型別：被檢查的異常(Checked Exception)，執行時異常(RuntimeException)和錯誤(Error)。

(01) 執行時異常

定義: RuntimeException及其子類都被稱為執行時異常。

特點: Java編譯器不會檢查它。也就是說，當程式中可能出現這類異常時，倘若既”沒有通過throws宣告丟擲它”，也”沒有用try-catch語句捕獲它”，還是會編譯通過。例如，除數為零時產生的ArithmeticException異常，陣列越界時產生的IndexOutOfBoundsException異常，fail-fail機制產生的ConcurrentModificationException異常等，都屬於執行時異常。

雖然Java編譯器不會檢查執行時異常，但是我們也可以通過throws進行宣告丟擲，也可以通過try-catch對它進行捕獲處理。

如果產生執行時異常，則需要通過修改程式碼來進行避免。例如，若會發生除數為零的情況，則需要通過程式碼避免該情況的發生！

(02) 被檢查的異常

定義: Exception類本身，以及Exception的子類中除了”執行時異常”之外的其它子類都屬於被檢查異常。

特點: Java編譯器會檢查它。此類異常，要麼通過throws進行宣告丟擲，要麼通過try-catch進行捕獲處理，否則不能通過編譯。例如，CloneNotSupportedException就屬於被檢查異常。當通過clone()介面去克隆一個物件，而該物件對應的類沒有實現Cloneable介面，就會丟擲CloneNotSupportedException異常。

被檢查異常通常都是可以恢復的。

(03) 錯誤

定義: Error類及其子類。

特點: 和執行時異常一樣，編譯器也不會對錯誤進行檢查。

當資源不足、約束失敗、或是其它程式無法繼續執行的條件發生時，就產生錯誤。程式本身無法修復這些錯誤的。例如，VirtualMachineError就屬於錯誤。

按照Java慣例，我們是不應該是實現任何新的Error子類的！

對於上面的3種結構，我們在丟擲異常或錯誤時，到底該哪一種？《Effective Java》中給出的建議是：對於可以恢復的條件使用被檢查異常，對於程式錯誤使用執行時異常。