第七章《Java的异常处理》第4节：throw与throws关键字

在Java的异常处理系统中，除了前面学过的try、catch和finally关键字之外，还有两个非常重要的关键字，它们分别是throw和throws。这两个关键字之间只相差一个字母，但意义却相差很多。

7.4.1throw关键字的使用

7.3小节曾经讲过：当有内外两层catch时，如果内层catch捕获到异常，那么外层catch就不会重复捕获。如果内层catch捕获到异常后，希望交给外层catch进行处理，那么它就必须把这个异常对象传递给外层catch。如何把异常对象传递到外层catch呢？Java语言中，有一个throw关键字能够完成这个操作。throw这个单词的中文意思是“抛出”，在实际开发中，它能把异常抛给更外层的catch，进而可以让更外层的catch捕获并处理这个异常。以下的【例07_10】就能很好的展示throw关键字的作用。

【例07_10 使用throw关键字抛出异常】

Exam07_10.java

public class Exam07_10 {
    public static void main(String[] args) {
        int a;
        try {
            try {
                a = 1/0;//①
            }catch(ArithmeticException e) {//内层catch
                System.out.println("内层catch捕获异常");
                throw e;//抛出已捕获的异常
            }
        }catch(Exception e) {//外层catch
            System.out.println("外层catch捕获异常");
        }
    }
}

在【例07_10】中，执行语句①时会产生算术异常，此时内层catch捕获到这个异常并输出“内层catch捕获异常”，但随后通过语句“throw e;”又把该异常抛向更外层。这个异常虽然是从内层catch中抛出的，但对于外层catch而言，异常仍然是来自于外层try，因此外层catch能够捕获到这个异常，所以会输出“外层catch捕获异常”。【例07_10】的运行结果如图7-11所示。

图7-11 【例07_10】运行结果

很多读者不明白为什么在捕获异常之后还要再次抛出它。大家知道：异常对象中封装了某次运行错误的详细信息，有时为了能够把这些错误信息向更外层传递，所以会抛出已经捕获的异常。另外，throw关键字不仅仅能抛出已经捕获的异常对象，它还能抛出程序员自己创建的异常对象，常见的场景就是：当程序员通过判断语句发现程序运行出现不合理状态，就可以通过抛出异常的方式来通知外层这种不合理状态的存在，这种应用技巧将在7.5小节中进行讲解。

在使用throw关键字时还需注意：并不是所有类型的对象都可以通过throw关键字抛出，Java语言仅允许抛出Throwable类及其子类的对象，如果抛出的是其他类型的对象都会导致语法错误。另外，当程序运行到throw语句时会立刻跳转到相应的catch块中，如果没有相应的catch块捕获被抛出的异常，虚拟机会中止程序运行，所以throw语句后面不能再有其他语句，因为这些语句根本没有机会被执行，如图7-12所示。

图7-12 throw语句之后不能再有其他语句

7.4.2throws关键字的使用

在Java语言中，还有一个throws关键字，这个关键字只比throw关键字多了一个字母s，但它们的意义差别很大。throws关键字都写在方法的后面，用来声明这个方法在运行过程中可能会产生哪些异常，具体格式如下。

为什么要声明一个方法在运行时会抛出哪些异常呢？请看下面的【例07_11】:

【例07_11 方法内部处理异常】

Exam07_11.java

public class Exam07_11 {
    public static int divide(int a,int b) {
        int r = 0;
        try {
            r = a/b;
        }catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return r;
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        int x = divide(1,0);//调用divide()方法会出现异常
        int y = 2*x; //用divide()方法返回值进行后续计算
        System.out.println("运算结果为："+y);
    }
}

在【例07_11】的Exam07_11类中定义了一个用于做整数除法的divide()方法，当main()方法在调用这个方法时，由于传递了不合理的参数导致在divide()方法运行时产生算术异常，在divide()方法的内部对这个异常进行了处理。【例07_11】的运行结果如图7-13所示。

图7-13 【例07_11】运行结果

从图7-13可以看出：divide()方法在运行时产生了异常，因而方法的返回值其实是一个无效运算结果。虽然在divide()方法内部对这个异常进行了处理，但是main()方法仍然用这个无效的运算结果完成了后续的计算，这导致后续的计算结果必然是错误的。由此可以得知：divide()方法对异常进行处理并不会阻止整个程序走上错误的运行道路。如果希望在方法运行出现异常的情况下程序能停止后续的计算，就必须把处理异常的工作从divide()方法中挪到main()方法中进行。具体思路是：当在main()方法中调用divide()方法时，如果发现divide()方法运行出现异常，要立即停止后续的计算并且转入catch块中处理异常。既然要把处理异常的工作放在main()方法中进行，就要由divide()方法告知main()方法它在运行过程中可能产生哪些异常，这个告知的工作该如何完成呢？很简单，只需要在定义divide()方法时用throws关键字声明一下方法运行可能抛出的异常，具体实现过程请看下面的【例07_12】:

【例07_12 使用throws关键字声明方法抛出的异常】

Exam07_12.java

public class Exam07_12 {
    public static int divide(int a,int b) throws Exception{
        int r = 0;
        r = a/b;
        return r;
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        try{
            int x = divide(1,0);
            int y = 2*x;//后续计算
            System.out.println("运算结果为："+y);
        }catch(Exception e) {
            System.out.println("运算出现异常！");
        }
    }
}

【例07_12】的代码由【例07_11】修改而来。在【例07_12】中，divide()方法对异常没有做任何处理，所有处理异常的工作都在main()方法中进行。main()方法把调用divide()方法的语句放在了try块中，并搭配了一个catch对异常进行捕获。而divide()方法只是用throws关键字声明了自身在运行过程中可能会产生哪些异常。【例07_12】的运行结果如图7-14所示。

图7-14 【例07_12】运行结果

从图7-14可以看出，divide()方法在运行过程中出现异常后，没有进行后续的计算，而是立即进入main()方法的catch块中对异常进行了处理，从而避免了整个程序走上错误的运行道路。

有读者会问：如果divide()方法使用throws关键字声明了可能产生的异常，但main()方法并没有对异常进行任何处理，那么这个声明岂不是失去了意义？想要回答这个问题，必须要了解一下Java语言中异常的分类。在Java语言中，把异常分为两类，一类叫“已检查异常”，另一类叫“未检查异常”。Exception有一个子类叫做RuntimeException，RuntimeException和它的子类属于“未检查异常”，而剩余异常类均为“已检查异常”。编译器对已检查异常有强制性处理要求，也就是说：编译器要求程序员必须对可能出现的已检查异常进行处理，否则程序无法通过编译。【例07_12】中divide()方法所声明的Exception也属于已检查异常。divide()方法已经明确声明可能抛出Exception，如果不对divide()方法进行异常处理，将会出现图7-15所示的语法错误。

图7-15 未处理已检查异常

从图7-15可以看出，只要一个方法声明了自身可能会抛出已检查异常，该方法的调用者就必须对所声明的异常进行处理，因此throws关键字所做的声明工作不会没有意义。另外，一个方法内部如果有可能出现已检查异常，编译器会要求程序员要么在方法内部就处理这个异常，要么用throws关键字声明异常来告知调用者处理，绝对不允许“置之不理”。

既然编译器强制要求程序员必须处理检查异常，那么读者就必须知道Java语言中有哪些常见的已检查异常。实际开发过程中，已检查异常往往出现在数据库操作、IO操作和线程操作几个领域。例如图7-7中所示的SQLException、IOException等都属于已检查异常。而算术异常ArithmeticException、数组越界异常ArrayIndexOutOfBoundsException、空指针异常NullPointerException等均属于未检查异常。为什么编译器不强制要求程序员处理未检查异常呢？就是因为未检查异常可以通过判断语句避免它的产生，例如：通过if语句就能提前判断出除数是否为0，这样完全可以避免算术异常的产生。而已检查异常很难通过程序提前判断，所以编译器要求程序员必须设置catch块来处理这些异常，即使在方法内部无法进行处理，也要用throws关键字声明它产生的可能性。

实际开发过程中，方法使用throws关键字声明所抛出的异常都是已检查异常，不会是未检查异常，因为如果方法声明抛出的是未检查异常，那么编译器并不强制要求处理这个异常，这样会导致声明失去意义。而【例07_12】中，divide()方法在运行过程中所抛出的异常本来是ArithmeticException，它是一个未检查异常，但为了让读者理解throws关键字的作用，所以把divide()方法所声明的异常写成了被编译器强制要求处理的Exception。另外读者还必须清楚：方法使用throws关键字对异常进行声明，并不表示说该方法运行时一定会出现异常，throws关键字只是告知调用者方法运行存在产生异常的“可能性”。

如果一个方法在运行时可能产生多种异常，可以在throws关键字的后面把每一种可能产生的异常都声明出来，各种异常之间用逗号进行分隔。Java语言还规定：子类重写父类方法时，子类方法所声明的异常范围不能超过父类的原版方法。读者不能单纯的认为声明的异常种类少就表示它的范围小，例如父类中的method()方法被定义为：

public void method()throws IOException,SQLException{
   ...
}

而子类中的method()方法被定义为：

public void method()throws Exception{
   ...
}

父类的method()方法声明了IOException和SQLException两个异常，而子类的method()方法只声明了Exception一个异常。从表明上看，子类method()方法声明的异常更少，但Exception是所有异常类的祖先，它可以表示所有的异常，因此一个Exception所表示的异常范围已经远远超过IOException和SQLException这两个异常所表示的范围，这种情况下，编译器就会提示重写方法出现了语法错误。

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