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Java提高篇——Java 異常處理

異常的概念

異常是程式中的一些錯誤，但並不是所有的錯誤都是異常，並且錯誤有時候是可以避免的。

比如說，你的程式碼少了一個分號，那麼執行出來結果是提示是錯誤java.lang.Error；如果你用System.out.println(11/0)，那麼你是因為你用0做了除數，會丟擲java.lang.ArithmeticException的異常。

異常發生的原因有很多，通常包含以下幾大類：

• 使用者輸入了非法資料。
• 要開啟的檔案不存在。
• 網路通訊時連線中斷，或者JVM記憶體溢位。

這些異常有的是因為使用者錯誤引起，有的是程式錯誤引起的，還有其它一些是因為物理錯誤引起的。-

要理解Java異常處理是如何工作的，你需要掌握以下三種類型的異常：

• 檢查性異常：最具代表的檢查性異常是使用者錯誤或問題引起的異常，這是程式設計師無法預見的。例如要開啟一個不存在檔案時，一個異常就發生了，這些異常在編譯時不能被簡單地忽略。
• 執行時異常： 執行時異常是可能被程式設計師避免的異常。與檢查性異常相反，執行時異常可以在編譯時被忽略。
• 錯誤： 錯誤不是異常，而是脫離程式設計師控制的問題。錯誤在程式碼中通常被忽略。例如，當棧溢位時，一個錯誤就發生了，它們在編譯也檢查不到的。

異常指不期而至的各種狀況，如：檔案找不到、網路連線失敗、除0操作、非法引數等。異常是一個事件，它發生在程式執行期間，干擾了正常的指令流程。

Java語言在設計的當初就考慮到這些問題，提出異常處理的框架的方案，所有的異常都可以用一個異常類來表示，不同型別的異常對應不同的子類異常（目前我們所說的異常包括錯誤概念），定義異常處理的規範，在JDK1.4版本以後增加了異常鏈機制，從而便於跟蹤異常。

Java異常是一個描述在程式碼段中發生異常的物件，當發生異常情況時，一個代表該異常的物件被建立並且在導致該異常的方法中被丟擲，而該方法可以選擇自己處理異常或者傳遞該異常。

異常的體系結構

Java把異常當作物件來處理，並定義一個基類java.lang.Throwable作為所有異常的超類。

在Java API中已經定義了許多異常類，這些異常類分為兩大類，錯誤Error

和異常Exception。

Java異常層次結構圖如下圖所示：

從圖中可以看出所有異常型別都是內建類Throwable的子類，因而Throwable在異常類的層次結構的頂層。

接下來Throwable分成了兩個不同的分支，一個分支是Error，它表示不希望被程式捕獲或者是程式無法處理的錯誤。另一個分支是Exception，它表示使用者程式可能捕捉的異常情況或者說是程式可以處理的異常。其中異常類Exception又分為執行時異常(RuntimeException)和非執行時異常。

Java異常又可以分為不受檢查異常（Unchecked Exception）和檢查異常（Checked Exception）。

下面將詳細講述這些異常之間的區別與聯絡：

• Error：Error類物件由 Java 虛擬機器生成並丟擲，大多數錯誤與程式碼編寫者所執行的操作無關。例如，Java虛擬機器執行錯誤（Virtual MachineError），當JVM不再有繼續執行操作所需的記憶體資源時，將出現 OutOfMemoryError。這些異常發生時，Java虛擬機器（JVM）一般會選擇執行緒終止；還有發生在虛擬機器試圖執行應用時，如類定義錯誤（NoClassDefFoundError）、連結錯誤（LinkageError）。這些錯誤是不可查的，因為它們在應用程式的控制和處理能力之 外，而且絕大多數是程式執行時不允許出現的狀況。對於設計合理的應用程式來說，即使確實發生了錯誤，本質上也不應該試圖去處理它所引起的異常狀況。在Java中，錯誤通常是使用Error的子類描述。
• Exception：在Exception分支中有一個重要的子類RuntimeException（執行時異常），該型別的異常自動為你所編寫的程式定義ArrayIndexOutOfBoundsException（陣列下標越界）、NullPointerException（空指標異常）、ArithmeticException（算術異常）、MissingResourceException（丟失資源）、ClassNotFoundException（找不到類）等異常，這些異常是不檢查異常，程式中可以選擇捕獲處理，也可以不處理。這些異常一般是由程式邏輯錯誤引起的，程式應該從邏輯角度儘可能避免這類異常的發生；而RuntimeException之外的異常我們統稱為非執行時異常，型別上屬於Exception類及其子類，從程式語法角度講是必須進行處理的異常，如果不處理，程式就不能編譯通過。如IOException、SQLException等以及使用者自定義的Exception異常，一般情況下不自定義檢查異常。

 注意

Error和Exception的區別：Error通常是災難性的致命的錯誤，是程式無法控制和處理的，當出現這些異常時，Java虛擬機器（JVM）一般會選擇終止執行緒；Exception通常情況下是可以被程式處理的，並且在程式中應該儘可能的去處理這些異常。

• 檢查異常：在正確的程式執行過程中，很容易出現的、情理可容的異常狀況，在一定程度上這種異常的發生是可以預測的，並且一旦發生該種異常，就必須採取某種方式進行處理。

♠提示

除了RuntimeException及其子類以外，其他的Exception類及其子類都屬於檢查異常，當程式中可能出現這類異常，要麼使用try-catch語句進行捕獲，要麼用throws子句丟擲，否則編譯無法通過。

• 不受檢查異常：包括RuntimeException及其子類和Error。

♠提示

不受檢查異常為編譯器不要求強制處理的異常，檢查異常則是編譯器要求必須處置的異常。

Java的異常處理本質上是丟擲異常和捕獲異常。

• 丟擲異常：要理解丟擲異常，首先要明白什麼是異常情形（exception condition），它是指阻止當前方法或作用域繼續執行的問題。其次把異常情形和普通問題相區分，普通問題是指在當前環境下能得到足夠的資訊，總能處理這個錯誤。對於異常情形，已經無法繼續下去了，因為在當前環境下無法獲得必要的資訊來解決問題，你所能做的就是從當前環境中跳出，並把問題提交給上一級環境，這就是丟擲異常時所發生的事情。丟擲異常後，會有幾件事隨之發生。首先，是像建立普通的java物件一樣將使用new在堆上建立一個異常物件；然後，當前的執行路徑（已經無法繼續下去了）被終止，並且從當前環境中彈出對異常物件的引用。此時，異常處理機制接管程式，並開始尋找一個恰當的地方繼續執行程式，這個恰當的地方就是異常處理程式或者異常處理器，它的任務是將程式從錯誤狀態中恢復，以使程式要麼換一種方式執行，要麼繼續執行下去。

舉個簡單的例子，假使我們建立了一個學生物件Student的一個引用stu,在呼叫的時候可能還沒有初始化。所以在使用這個物件引用呼叫其他方法之前，要先對它進行檢查，可以建立一個代表錯誤資訊的物件，並且將它從當前環境中丟擲，這樣就把錯誤資訊傳播到更大的環境中。

if(stu == null){
    throw new NullPointerException();
}

這就丟擲了異常，它將在其他的地方得到執行或者處理，具體是哪個地方後面將很快介紹，程式碼中出現的 throw 是一個關鍵字，暫時先不做過多講解，後面會詳細講解。

• 捕獲異常：在方法丟擲異常之後，執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呼叫棧中的方法的集合。當異常處理器所能處理的異常型別與方法丟擲的異常型別相符時，即為合適的異常處理器。執行時系統從發生異常的方法開始，依次回查呼叫棧中的方法，直至找到含有合適異常處理器的方法並執行。當執行時系統遍歷呼叫棧而未找到合適的異常處理器，則執行時系統終止。同時，意味著Java程式的終止。

 提示

對於執行時異常、錯誤和檢查異常，Java技術所要求的異常處理方式有所不同。

由於執行時異常及其子類的不可查性，為了更合理、更容易地實現應用程式，Java規定，執行時異常將由Java執行時系統自動丟擲，允許應用程式忽略執行時異常。

對於方法執行中可能出現的Error，當執行方法不欲捕捉時，Java允許該方法不做任何丟擲宣告。因為，大多數Error異常屬於永遠不能被允許發生的狀況，也屬於合理的應用程式不該捕捉的異常。

對於所有的檢查異常，Java規定：一個方法必須捕捉，或者宣告丟擲方法之外。也就是說，當一個方法選擇不捕捉檢查異常時，它必須宣告將丟擲異常。

Java異常處理涉及到五個關鍵字，分別是：try、catch、finally、throw、throws。下面將驟一介紹，通過認識這五個關鍵字，掌握基本異常處理知識。

　　• 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。

異常處理的基本語法

1. try-catch

try{
    //code that might generate exceptions    
}catch(Exception e){
    //the code of handling exception1
}catch(Exception e){
    //the code of handling exception2
}

要明白異常捕獲，還要理解監控區域（guarded region）的概念。它是一段可能產生異常的程式碼，並且後面跟著處理這些異常的程式碼。

因而可知，上述try-catch所描述的即是監控區域，關鍵詞try後的一對大括號將一塊可能發生異常的程式碼包起來，即為監控區域。Java方法在執行過程中發生了異常，則建立異常物件。將異常丟擲監控區域之外，由Java執行時系統負責尋找匹配的catch子句來捕獲異常。若有一個catch語句匹配到了，則執行該catch塊中的異常處理程式碼，就不再嘗試匹配別的catch塊了。

匹配的原則是：如果丟擲的異常物件屬於catch子句的異常類，或者屬於該異常類的子類，則認為生成的異常物件與catch塊捕獲的異常型別相匹配。

舉個例子算術異常：

public class TestException {  
    public static void main(String[] args) {  
        int a = 1;  
        int b = 0;  
        try { // try監控區域               
            if (b == 0) throw new ArithmeticException(); // 通過throw語句丟擲異常  
            System.out.println("a/b的值是：" + a / b);  
            System.out.println("this will not be printed!");
        }  
        catch (ArithmeticException e) { // catch捕捉異常  
            System.out.println("程式出現異常，變數b不能為0！");  
        }  
        System.out.println("程式正常結束。");  
    }  
}  

執行結果：

D:\java>java TestException
 
程式出現異常，變數b不能為0！

程式正常結束。

顯示一個異常的描述，Throwable過載了toString()方法（由Object定義），所以它將返回一個包含異常描述的字串。例如，將前面的catch塊重寫成：

catch (ArithmeticException e) { // catch捕捉異常  
    System.out.println("程式出現異常"+e);  
} 

結果：

D:\java>java TestException

程式出現異常java.lang.ArithmeticException

程式正常結束。

根據前面講述的，算術異常屬於執行時異常，因而實際上該異常不需要程式丟擲，執行時系統自動丟擲，將例子改為如下：

public class TestException {  
    public static void main(String[] args) {  
        int a = 1;  
        int b = 0;    
        System.out.println("a/b的值是：" + a / b);
        System.out.println("this will not be printed!");
    }  
}  

結果：

D:\java>java TestException

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
    at TestException.main(TestException.java:7)

使用多重的catch語句：很多情況下，由單個的程式碼段可能引起多個異常。處理這種情況，我們需要定義兩個或者更多的catch子句，每個子句捕獲一種型別的異常，當異常被引發時，每個catch子句被依次檢查，第一個匹配異常型別的子句執行，當一個catch子句執行以後，其他的子句將被旁路。

編寫多重catch語句塊注意事項：

　　順序問題：先小後大，即先子類後父類

 

Java通過異常類描述異常型別。對於有多個catch子句的異常程式而言，應該儘量將捕獲底層異常類的catch子句放在前面，同時儘量將捕獲相對高層的異常類的catch子句放在後面。否則，捕獲底層異常類的catch子句將可能會被遮蔽。

RuntimeException異常類包括執行時各種常見的異常，ArithmeticException類和ArrayIndexOutOfBoundsException類都是它的子類。因此，RuntimeException異常類的catch子句應該放在最後面，否則可能會遮蔽其後的特定異常處理或引起編譯錯誤。

巢狀try語句：try語句可以被巢狀。也就是說，一個try語句可以在另一個try塊的內部。每次進入try語句，異常的前後關係都會被推入堆疊。如果一個內部的try語句不含特殊異常的catch處理程式，堆疊將彈出，下一個try語句的catch處理程式將檢查是否與之匹配。這個過程將繼續直到一個catch語句被匹配成功，或者是直到所有的巢狀try語句被檢查完畢。如果沒有catch語句匹配，Java執行時系統將處理這個異常。

例如：

class NestTry{
    public static void main(String[] args){
        try{
            int a = args.length;
            int b = 42 / a;
            System.out.println("a = "+ a);
            try{
                if(a == 1){
                a = a/(a-a);
                }
                if(a == 2){
                    int c[] = {1};
                    c[42] =99;
                }
            }catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){
                System.out.println("ArrayIndexOutOfBounds :"+e);
            }    
        }catch(ArithmeticException e){
            System.out.println("Divide by 0"+ e);
        }
    }
}

正如程式中所顯示的，該程式在一個try塊中嵌套了另一個try塊。程式工作如下：當你在沒有命令列引數的情況下執行該程式，外面的try塊將產生一個被0除的異常。程式在有一個命令列引數條件下執行，由巢狀的try塊產生一個被0除的異常，由於內部的catch塊不匹配這個異常，它將把異常傳給外部的try塊，在外部異常被處理。如果你在具有兩個命令列引數的條件下執行該程式，將由內部try塊產生一個數組邊界異常。

結果：

D:\java>javac estTry.java

D:\java>>java NestTry

Divide by 0 java.lang.ArithmeticExceptio: / by zero

D:\java>java NestTry one

a = 1

Divide by 0java.lang.ArithmeticException: / by zero

D:\java>java NestTry one two

a = 2

ArrayIndexOutOfBounds :java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 42

注意：當有方法呼叫時，try語句的巢狀可以很隱蔽的發生。例如，我們可以將對方法的呼叫放在一個try塊中。在該方法的內部，有另一個try語句。在這種情況下，方法內部的try仍然是巢狀在外部呼叫該方法的try塊中的。下面我們將對上述例子進行修改，巢狀的try塊移到方法nesttry()的內部：

class NestTry{
    static void nesttry(int a){
        try{
            if(a == 1){
                a = a/(a-a);
            }
            if(a == 2){
                int c[] = {1};
                c[42] =99;
            }
        }catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){
            System.out.println("ArrayIndexOutOfBounds :"+e);
        }    
    }
    public static void main(String[] args){
        try{
            int a = args.length;
            int b = 42 / a;
            System.out.println("a = "+ a);
            nesttry(a);
        }catch(ArithmeticException e){
            System.out.println("Divide by 0"+ e);
        }
    }
}

結果輸出與前面例子一致：

D:\java>javac NestTry.java

D:\java>java NestTry

Divide by 0java.lang.ArithmeticException: / by zero

D:\java>java NestTry one

a = 1

Divide by 0java.lang.ArithmeticException: / by zero

D:\java>java NestTry one two

a = 2

ArrayIndexOutOfBounds :java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 42

2. throw

到目前為止，我們只是獲取了被Java執行時系統引發的異常。然而，我們還可以用throw語句丟擲明確的異常。Throw的語法形式如下：

throw ThrowableInstance;

這裡的ThrowableInstance一定是Throwable類型別或者Throwable子類型別的一個物件。簡單的資料型別，例如int，char,以及非Throwable類，例如String或Object，不能用作異常。有兩種方法可以獲取Throwable物件：在catch子句中使用引數或者使用new操作符建立。

程式執行完throw語句之後立即停止；throw後面的任何語句不被執行，最鄰近的try塊用來檢查它是否含有一個與異常型別匹配的catch語句。如果發現了匹配的塊，控制轉向該語句；如果沒有發現，次包圍的try塊來檢查，以此類推。如果沒有發現匹配的catch塊，預設異常處理程式中斷程式的執行並且列印堆疊軌跡。

例如：

class TestThrow{
    static void proc(){
        try{
            throw new NullPointerException("demo");
        }catch(NullPointerException e){
            System.out.println("Caught inside proc");
            throw e;
        }
    }

    public static void main(String [] args){
        try{
            proc();
        }catch(NullPointerException e){
            System.out.println("Recaught: "+e);
        }
    }
}

結果：

D:\java>java TestThrow

Caught inside proc

Recaught: java.lang.NullPointerException: demo

該程式兩次處理相同的錯誤，首先，main()方法設立了一個異常關係然後呼叫proc()。proc()方法設立了另一個異常處理關係並且立即丟擲一個NullPointerException例項，NullPointerException在main()中被再次捕獲。

該程式闡述了怎樣建立Java的標準異常物件，特別注意這一行：

1	throw new NullPointerException("demo");

此處new用來構造一個NullPointerException例項，所有的Java內建的執行時異常有兩個構造方法：一個沒有引數，一個帶有一個字串引數。當用第二種形式時，引數指定描述異常的字串。如果物件用作print()或者println()的引數時，該字串被顯示。這同樣可以通過呼叫getMessage()來實現，getMessage()是由Throwable定義的。

3. throws

如果一個方法可以導致一個異常但不處理它，它必須指定這種行為以使方法的呼叫者可以保護它們自己而不發生異常。要做到這點，我們可以在方法宣告中包含一個throws子句。一個throws子句列舉了一個方法可能引發的所有異常型別。這對於除了Error或RuntimeException及它們子類以外型別的所有異常是必要的。一個方法可以引發的所有其他型別的異常必須在throws子句中宣告，否則會導致編譯錯誤。

下面是throws子句的方法宣告的通用形式：

public void info() throws Exception
{
   //body of method
}

Exception 是該方法可能引發的所有的異常,也可以是異常列表，中間以逗號隔開。

例如：

class TestThrows{
    static void throw1(){
        System.out.println("Inside throw1 . ");
        throw new IllegalAccessException("demo");
    }
    public static void main(String[] args){
        throw1();
    }
}

上述例子中有兩個地方存在錯誤，你能看出來嗎？

該例子中存在兩個錯誤，首先，throw1()方法不想處理所導致的異常，因而它必須宣告throws子句來列舉可能引發的異常即IllegalAccessException；其次，main()方法必須定義try/catch語句來捕獲該異常。

正確例子如下：

class TestThrows{
    static void throw1() throws IllegalAccessException {
        System.out.println("Inside throw1 . ");
        throw new IllegalAccessException("demo");
    }
    public static void main(String[] args){
        try {
            throw1();
        }catch(IllegalAccessException e ){
            System.out.println("Caught " + e);
        }
    }
}

Throws丟擲異常的規則：

• 如果是不受檢查異常（unchecked exception），即Error、RuntimeException或它們的子類，那麼可以不使用throws關鍵字來宣告要丟擲的異常，編譯仍能順利通過，但在執行時會被系統丟擲。
• 必須宣告方法可丟擲的任何檢查異常（checked exception）。即如果一個方法可能出現受可查異常，要麼用try-catch語句捕獲，要麼用throws子句宣告將它丟擲，否則會導致編譯錯誤
• 僅當丟擲了異常，該方法的呼叫者才必須處理或者重新丟擲該異常。當方法的呼叫者無力處理該異常的時候，應該繼續丟擲，而不是囫圇吞棗。
• 呼叫方法必須遵循任何可查異常的處理和宣告規則。若覆蓋一個方法，則不能宣告與覆蓋方法不同的異常。宣告的任何異常必須是被覆蓋方法所宣告異常的同類或子類。

4. finally

當異常發生時，通常方法的執行將做一個陡峭的非線性的轉向，它甚至會過早的導致方法返回。例如，如果一個方法打開了一個檔案並關閉，然後退出，你不希望關閉檔案的程式碼被異常處理機制旁路。finally關鍵字為處理這種意外而設計。

finally建立的程式碼塊在try/catch塊完成之後另一個try/catch出現之前執行。finally塊無論有沒有異常丟擲都會執行。如果丟擲異常，即使沒有catch子句匹配，finally也會執行。一個方法將從一個try/catch塊返回到呼叫程式的任何時候，經過一個未捕獲的異常或者是一個明確的返回語句，finally子句在方法返回之前仍將執行。這在關閉檔案控制代碼和釋放任何在方法開始時被分配的其他資源是很有用。

finally子句是可選項，可以有也可以無，但是每個try語句至少需要一個catch或者finally子句。

class TestFinally{
    static void proc1(){
        try{
            System.out.println("inside proc1");
            throw new RuntimeException("demo");
        }finally{
            System.out.println("proc1's finally");
        }
    }
    static void proc2(){
        try{
            System.out.println("inside proc2");
            return ;
        } finally{
            System.out.println("proc2's finally");
        }
    } 
    static void proc3(){
        try{
            System.out.println("inside proc3");
        }finally{
            System.out.println("proc3's finally");
        }
    }
    public static void main(String [] args){
        try{
            proc1();
        }catch(Exception e){
            System.out.println("Exception caught");
        }
        proc2();
        proc3();
    }
}

該例子中，proc1()丟擲了異常中斷了try，它的finally子句在退出時執行。proc2的try語句通過return語句返回，但在返回之前finally語句執行。在proc3()中try語句正常執行，沒有錯誤，finally語句也被執行。

輸出結果：

D:\java>java TestFinally

inside proc1

proc1's finally

Exception caught

inside proc2
 
proc2's finally
 
inside proc3
 
proc3's finally

注：如果finally塊與一個try聯合使用，finally塊將在try結束之前執行。

問題擴充套件（面試題）：

1、try{} 裡有一個 return 語句，那麼緊跟在這個 try 後的 finally{} 裡的 code 會不會被執行，什麼時候被執行，在 return 前還是後?

答案：會執行，在方法返回呼叫者前執行。

注意：在finally中改變返回值的做法是不好的，因為如果存在finally程式碼塊，try中的return語句不會立馬返回呼叫者，而是記錄下返回值待finally程式碼塊執行完畢之後再向呼叫者返回其值，然後如果在finally中修改了返回值，就會返回修改後的值。顯然，在finally中返回或者修改返回值會對程式造成很大的困擾，C#中直接用編譯錯誤的方式來阻止程式設計師幹這種齷齪的事情，Java中也可以通過提升編譯器的語法檢查級別來產生警告或錯誤，Eclipse中可以在如圖所示的地方進行設定，強烈建議將此項設定為編譯錯誤。

 

2、Java語言如何進行異常處理，關鍵字：throws、throw、try、catch、finally分別如何使用？

答：Java通過面向物件的方法進行異常處理，把各種不同的異常進行分類，並提供了良好的介面。在Java中，每個異常都是一個物件，它是Throwable類或其子類的例項。當一個方法出現異常後便丟擲一個異常物件，該物件中包含有異常資訊，呼叫這個物件的方法可以捕獲到這個異常並可以對其進行處理。Java的異常處理是通過5個關鍵詞來實現的：try、catch、throw、throws和finally。一般情況下是用try來執行一段程式，如果系統會丟擲（throw）一個異常物件，可以通過它的型別來捕獲（catch）它，或通過總是執行程式碼塊（finally）來處理；try用來指定一塊預防所有異常的程式；catch子句緊跟在try塊後面，用來指定你想要捕獲的異常的型別；throw語句用來明確地丟擲一個異常；throws用來宣告一個方法可能丟擲的各種異常（當然宣告異常時允許無病呻吟）；finally為確保一段程式碼不管發生什麼異常狀況都要被執行；try語句可以巢狀，每當遇到一個try語句，異常的結構就會被放入異常棧中，直到所有的try語句都完成。如果下一級的try語句沒有對某種異常進行處理，異常棧就會執行出棧操作，直到遇到有處理這種異常的try語句或者最終將異常拋給JVM。

3、執行時異常與受檢異常有何異同？ 

答：異常表示程式執行過程中可能出現的非正常狀態，執行時異常表示虛擬機器的通常操作中可能遇到的異常，是一種常見執行錯誤，只要程式設計得沒有問題通常就不會發生。受檢異常跟程式執行的上下文環境有關，即使程式設計無誤，仍然可能因使用的問題而引發。Java編譯器要求方法必須宣告丟擲可能發生的受檢異常，但是並不要求必須宣告丟擲未被捕獲的執行時異常。異常和繼承一樣，是面向物件程式設計中經常被濫用的東西，在Effective Java中對異常的使用給出了以下指導原則：  - 不要將異常處理用於正常的控制流（設計良好的API不應該強迫它的呼叫者為了正常的控制流而使用異常）  - 對可以恢復的情況使用受檢異常，對程式設計錯誤使用執行時異常  - 避免不必要的使用受檢異常（可以通過一些狀態檢測手段來避免異常的發生）  - 優先使用標準的異常  - 每個方法丟擲的異常都要有文件  - 保持異常的原子性  - 不要在catch中忽略掉捕獲到的異常

4、列出一些你常見的執行時異常？ 

答：  - ArithmeticException（算術異常）  - ClassCastException （類轉換異常）  - IllegalArgumentException （非法引數異常）  - IndexOutOfBoundsException （下標越界異常）  - NullPointerException （空指標異常）  - SecurityException （安全異常）

 

異常鏈

異常鏈顧名思義就是將異常發生的原因一個傳一個串起來，即把底層的異常資訊傳給上層，這樣逐層丟擲。 Java API文件中給出了一個簡單的模型：

try {   
    lowLevelOp();   
} catch (LowLevelException le) {   
    throw (HighLevelException) new HighLevelException().initCause(le);   
}

當程式捕獲到了一個底層異常，在處理部分選擇了繼續丟擲一個更高級別的新異常給此方法的呼叫者。 這樣異常的原因就會逐層傳遞。這樣，位於高層的異常遞迴呼叫getCause()方法，就可以遍歷各層的異常原因。 這就是Java異常鏈的原理。異常鏈的實際應用很少，發生異常時候逐層上拋不是個好注意， 上層拿到這些異常又能奈之何？而且異常逐層上拋會消耗大量資源， 因為要儲存一個完整的異常鏈資訊.

自定義異常

使用Java內建的異常類可以描述在程式設計時出現的大部分異常情況。除此之外，使用者還可以自定義異常。使用者自定義異常類，只需繼承Exception類即可。

在程式中使用自定義異常類，大體可分為以下幾個步驟:

• 建立自定義異常類。
• 在方法中通過throw關鍵字丟擲異常物件。
• 如果在當前丟擲異常的方法中處理異常，可以使用try-catch語句捕獲並處理；否則在方法的宣告處通過throws關鍵字指明要丟擲給方法呼叫者的異常，繼續進行下一步操作。
• 在出現異常方法的呼叫者中捕獲並處理異常。

舉例自定義異常：

class MyException extends Exception {
    private int detail;
    MyException(int a){
        detail = a;
    }
    public String toString(){
        return "MyException ["+ detail + "]";
    }
}
public class TestMyException{
    static void compute(int a) throws MyException{
        System.out.println("Called compute(" + a + ")");
        if(a > 10){
            throw new MyException(a);
        }
        System.out.println("Normal exit!");
    }
    public static void main(String [] args){
        try{
            compute(1);
            compute(20);
        }catch(MyException me){
            System.out.println("Caught " + me);
        }
    }
}

該例子完全按照上述步驟。

執行結果如下：
D:\java>java TestMyException

Called compute(1)

Normal exit!

Called compute(20)

Caught MyException [20]

總結