什么是Java異常

異常是一個事件，它發生在程序運行期間，干擾了正常的指令流程。Java通 過API中Throwable類的眾多子類描述各種不同的異常。因而，Java異常都是對象，是Throwable子類的實例，描述了出現在一段編碼中的 錯誤條件。當條件生成時，錯誤將引發異常。

Java異常

Java異常結構圖

Java異常結構圖.png

   Throwable：Throwable 指定代碼中可用異常傳播機制通過Java 應用程序傳輸的任何問題的共性。有兩個重要的子類：Exception（異常）和Error（錯誤），二者都是 Java 異常處理的重要子類，各自都包含大量子類。

   Error：程序無法處理的錯誤，表示運行程序中較嚴重問題。大多數錯誤與Coder無關，而表示代碼運行時JVM出現的問題。

   Exception：程序本身可以處理的異常。

   區別：異常能被程序本身處理，錯誤是無法處理。

  運行時異常：RuntimeException類及其子類異常，如NullPointerException、IndexOutBoundsException等，這些異常是不檢查異常，可以選擇捕獲處理，也可以不捕獲。

  運行時異常的特點是Java編譯器不會檢查它，也就是說，當程序中可能出現這類異常，即使沒有用try-catch語句捕獲它，也沒有用throws子句聲明拋出它，也會編譯通過。

  非運行時異常：是RuntimeException以外的異常，類型上都屬于Exception類及其子類。從程序語法角度講是必須進行處理的異常，如果不處理，程序就不能編譯通過。如IOException、SQLException等以及用戶自定義的Exception異常，一般情況下不自定義檢查異常。

處理異常機制

拋出異常：當一個方法出現錯誤引發異常時，方法創建異常對象并交付運行時系統，異常對象中包含了異常類型和異常出現時的程序狀態等異常信息。運行時系統負責尋找處置異常的代碼并執行。

捕獲異常：在方法拋出異常之后，運行時系統將轉為尋找合適的異常處理器（exception handler）。潛在的異常處理器是異常發生時依次存留在調用棧中的方法的集合。當異常處理器所能處理的異常類型與方法拋出的異常類型相符時，即為合適的異常處理器。運行時系統從發生異常的方法開始，依次回查調用棧中的方法，直至找到含有合適異常處理器的方法并執行。當運行時系統遍歷調用棧而未找到合適的異常處理器，則運行時系統終止。同時，意味著Java程序的終止。

總體來說：Java規定，對于可查異常必須捕獲、或者聲明拋出。允許忽略不可查的RuntimeException和Error。

捕獲異常

1、try-catch語句

    關鍵詞try后的一對大括號將一塊可能發生異常的代碼包起來，稱為監控區域。Java方法在運行過程中出現異常，則創建異常對象。將異常拋出監控區域之外，由Java運行時系統試圖尋找匹配的catch子句以捕獲異常。若有匹配的catch子句，則運行其異常處理代碼，try-catch語句結束。
    匹配的原則是：如果拋出的異常對象屬于catch子句的異常類，或者屬于該異常類的子類，則認為生成的異常對象與catch塊捕獲的異常類型相匹配。
    需要注意的是，一旦某個catch捕獲到匹配的異常類型，將進入異常處理代碼，就意味著整個try-catch語句結束。其他的catch子句不再有匹配和捕獲異常類型的機會。

2、try-catch-finally語句

  finally子句表示無論是否出現異常，都應當執行的內容。

階段小結

  **try ****塊：**用于捕獲異常。其后可接零個或多個catch塊，如果沒有      catch塊，則必須跟一個finally塊。
  **catch ****塊：**用于處理try捕獲到的異常。
  **finally ****塊：**無論是否捕獲或處理異常，finally塊里的語句都會被執行。當在try塊或catch塊中遇到return語句時，finally語句塊將在方法返回之前被執行。在以下4種特殊情況下，finally塊不會被執行：
                    1）在finally語句塊中發生了異常。
                    2）在前面的代碼中用了System.exit()退出程序。
                    3）程序所在的線程死亡。
                    4）關閉CPU。

3. try-catch-finally 規則(異常處理語句的語法規則）：

  1)  必須在 try 之后添加 catch 或 finally 塊。try 塊后可同時接 catch 和 finally 塊，但至少有一個塊。
  2) 必須遵循塊順序：若代碼同時使用 catch 和 finally 塊，則必須將 catch 塊放在 try 塊之后。
  3) catch 塊與相應的異常類的類型相關。
  4) 一個 try 塊可能有多個 catch 塊。若如此，則執行第一個匹配塊。即Java虛擬機會把實際拋出的異常對象依次和各個catch代碼塊聲明的異常類型匹配，如果異常對象為某個異常類型或其子類的實例，就執行這個catch代碼塊，不會再執行其他的 catch代碼塊
  5) 可嵌套 try-catch-finally 結構。
  6) 在 try-catch-finally 結構中，可重新拋出異常。
  7) 除了下列情況，總將執行 finally 做為結束：
       JVM 過早終止（調用 System.exit(int)）；
       在 finally 塊中拋出一個未處理的異常；
       計算機斷電、失火、或遭遇病毒攻擊。

4. try、catch、finally語句塊的執行順序:

    1)當try沒有捕獲到異常時：try語句塊中的語句逐一被執行，程序將跳過catch語句塊，執行finally語句塊和其后的語句；

    2)當try捕獲到異常，catch語句塊里沒有處理此異常的情況：當try語句塊里的某條語句出現異常時，而沒有處理此異常的catch語句塊時，此異常將會拋給JVM處理，finally語句塊里的語句還是會被執行，但finally語句塊后的語句不會被執行；

    3)當try捕獲到異常，catch語句塊里有處理此異常的情況：在try語句塊中是按照順序來執行的，當執行到某一條語句出現異常時，程序將跳到catch語句塊，并與catch語句塊逐一匹配，找到與之對應的處理程序，其他的catch語句塊將不會被執行，而try語句塊中，出現異常之后的語句也不會被執行，catch語句塊執行完后，執行finally語句塊里的語句，最后執行finally語句塊后的語句；

拋出異常

1. throws拋出異常

  如果一個方法可能會出現異常，但沒有能力處理這種異常，可以在方法聲明處用throws子句來聲明拋出異常。   
 **Throws拋出異常的規則：**
  1) 如果是不可查異常（unchecked exception），即Error、RuntimeException或它們的子類，那么可以不使用throws關鍵字來聲明要拋出的異常，編譯仍能順利通過，但在運行時會被系統拋出。
  2）必須聲明方法可拋出的任何可查異常（checked exception）。即如果一個方法可能出現受可查異常，要么用try-catch語句捕獲，要么用throws子句聲明將它拋出，否則會導致編譯錯誤
  3)僅當拋出了異常，該方法的調用者才必須處理或者重新拋出該異常。當方法的調用者無力處理該異常的時候，應該繼續拋出，而不是囫圇吞棗。
  4）調用方法必須遵循任何可查異常的處理和聲明規則。若覆蓋一個方法，則不能聲明與覆蓋方法不同的異常。聲明的任何異常必須是被覆蓋方法所聲明異常的同類或子類。

2. throw拋出異常

  throw總是出現在函數體中，用來拋出一個Throwable類型的異常。程序會在throw語句后立即終止，它后面的語句執行不到，然后在包含它的所有try塊中（可能在上層調用函數中）從里向外尋找含有與其匹配的catch子句的try塊。

Throwable類中的常用方法：

getCause()：返回拋出異常的原因。如果cause不存在或未知，則返回null

getMessage():返回異常的消息信息

printStackTrace():對象的堆棧跟蹤輸出至錯誤輸出流，作為字段System.err的值

Java常見異常

在Java中提供了一些異常用來描述經常發生的錯誤，對于這些異常，有的需要程序員進行捕獲處理或聲明拋出，有的是由Java虛擬機自動進行捕獲處理。Java中常見的異常類:

1. runtimeException子類:

1、 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException    數組索引越界異常。當 對數組的索引值為負數或大于等于數組大小時拋出。   
2、java.lang.ArithmeticException    算術條件異常。譬如：整數除零等。    
3、java.lang.NullPointerException    空指針異常。當應用試圖在要求使用對象的地方使用了null時，拋出該異常。譬如：調用null對象的實例方法、訪問null對象的屬性、計算null對象的長度、使用throw語句拋出null等等    
4、java.lang.ClassNotFoundException    找不到類異常。當應用試圖根據字符串形式的類名構造類，而在遍歷CLASSPAH之后找不到對應名稱的class文件時，拋出該異常。   
5、java.lang.NegativeArraySizeException  數組長度為負異常
6、java.lang.ArrayStoreException 數組中包含不兼容的值拋出的異常
7、java.lang.SecurityException 安全性異常
8、java.lang.IllegalArgumentException 非法參數異常

2.IOException

  IOException：操作輸入流和輸出流時可能出現的異常。
  EOFException   文件已結束異常
  FileNotFoundException   文件未找到異常

3.** 其他**

  ClassCastException    類型轉換異常類
  ArrayStoreException  數組中包含不兼容的值拋出的異常
  SQLException   操作數據庫異常類  
  NoSuchFieldException   字段未找到異常
  NoSuchMethodException   方法未找到拋出的異常
  NumberFormatException    字符串轉換為數字拋出的異常
  StringIndexOutOfBoundsException 字符串索引超出范圍拋出的異常
  IllegalAccessException  不允許訪問某類異常
  InstantiationException  當應用程序試圖使用Class類中的newInstance()方法創建一個類的實例，而指定的類對象無法被實例化時，拋出該異常

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