你真的了解Java异常处理机制吗？

作者：月亮嚼成星~

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专栏：Java SE基础

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异常的概念与体系结构

异常的概念 

在Java中，将程序执行过程中发生的不正常行为称为异常。

1. 算术异常

  System.out.println(10/0);

​

程序执行到System.out.println(100 / 0);此处发生了 ArithmeticException 异常，底层 new 了一个ArithmeticException异常对象，然后抛出了。由于是 main方法 调用了100 / 0，所以这个异常ArithmeticException抛给了main方法。main方法没有处理，将这个异常自动抛给了 JVM。JVM最终终止程序的执行。

2. 数组越界异常

  int[] arr = {1, 2, 3};
  System.out.println(arr[10]);

​

3. 空指针异常

 
public class Test {
        int num = 10;
        public static void main(String[] args) {
            Test test = null;
            System.out.println(test.num);
        }
 
}

​

从上述过程中可以看到，java中不同类型的异常，都有与其对应的类来进行描述。

异常的体系结构

异常种类繁多，为了对不同异常或者错误进行很好的分类管理，Java内部维护了一个异常的体系结构。
 ​

从上图中可以看到：
1. Throwable：是异常体系的顶层类，其派生出两个重要的子类, Error 和 Exception
2. Error：指的是Java虚拟机无法解决的严重问题，比如：JVM的内部错误、资源耗尽等，典型代表：StackOverflowError和OutOfMemoryError，一旦发生回力乏术。
3. Exception：异常产生后程序员可以通过代码进行处理，使程序继续执行。比如：感冒、发烧。我们平时所说的异常就是Exception。

异常的分类

异常分为编译时异常和运行时异常

所有异常都是在 运行阶段 发生的。因为只有程序运行阶段才可以 new对象。

因为异常的发生就是 new异常对象

异常可能在编译时发生，也可能在程序运行时发生，根据发生的时机不同，可以将异常分为：

1. 编译时异常

在程序编译期间发生的异常，称为编译时异常，也称为受检查异常(Checked Exception)

2. 运行时异常

在程序执行期间发生的异常，称为运行时异常，也称为非受检查异常(Unchecked Exception)
RunTimeException以及其子类对应的异常，都称为运行时异常
注意：编译时出现的语法性错误，不能称之为异常，这是 "编译期" 出错。而运行时指的是程序已经编译通过得到class 文件了, 再由 JVM 执行过程中出现的错误

编译时异常和运行时异常的区别？ 

• 编译时异常一般发生的概率 比较高。
• 运行时异常一般发生的概率 比较低。
• 编译时异常发生概率较高，需要在运行之前对其进行预处理。
• 运行时异常发生概率较低，没必要提前进行预处理。

异常的处理 

异常的抛出throws

在方法声明的位置上使用 throws 关键字抛出，谁调用我这个方法，我就抛给谁。抛给调用者来处理。

这种处理异常的态度：上报。

public class Test {
    public static int getElement(int[] array, int index){
        if(null == array){
            throw new NullPointerException("传递的数组为null");
        } if(
                index < 0 || index >= array.length){
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("传递的数组下标越界");
        }
        return array[index];
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3};
        getElement(array, 3);
    }
 
}

 ​

【注意事项】
1. throw必须写在方法体内部
2. 抛出的对象必须是Exception 或者 Exception 的子类对象
3. 如果抛出的是 RunTimeException 或者 RunTimeException 的子类，则可以不用处理，直接交给JVM来处理
4. 如果抛出的是编译时异常，用户必须处理，否则无法通过编译
5. 异常一旦抛出，其后的代码就不会执行

异常的捕获try…catch

这个异常不会上报，自己把这个事儿处理了。
异常抛到此处为止，不再上抛了。

注意：

• 只要异常没有捕捉，采用上报的方式，此方法的后续代码不会执行。
• try语句块中的某一行出现异常，该行后面的代码不会执行。
• try…catch捕捉异常之后，后续代码可以执行。

private static void m1() throws FileNotFoundException {
    System.out.println("m1 begin");
    m2();
    // 以上代码出异常，这里是无法执行的。
    System.out.println("m1 over");
}
 
try {
    m1();
    // m1方法出异常，下面代码不执行。
    System.out.println("hello world!");//不执行
} catch (FileNotFoundException e){ 
	//异常处理
    System.out.println("出异常了！！");
    System.out.println(e); 
}
System.out.println("hello world"); //会执行

注意：

异常发生之后，如果我选择了上抛，抛给了我的调用者，调用者需要对这个异常继续处理，那么调用者处理这个异常同样有两种处理方式。一般不建议在main方法上使用throws，因为这个异常如果真正的发生了，一定会抛给JVM。JVM只有终止。一般main方法中的异常建议使用try…catch进行捕捉。

try {
    
} catch (ClassNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}

这个分支中可以使用e引用，e引用保存的内存地址是那个new出来异常对象的内存地址。 

1. catch后面的小括号中的类型可以是 具体的异常类型，也可以是该异常类型的 父类型。
2. catch可以写多个。建议catch的时候，精确的一个一个处理。这样有利于程序的调试。
3. catch写多个的时候，从上到下，必须遵守 从小到大。
4.  catch() 异常间可以自小到大用 | 分割

finally字句 

在finally子句中的代码是最后执行的，并且是一定会执行 的，即使try语句块中的代码出现了异常。finally子句必须和try一起出现，不能单独编写。 

 finally语句通常使用在哪些情况下呢？ 

通常在finally语句块中完成 资源的释放/关闭。 

public class ExceptionTest11 {
    public static void main(String[] args) {
    	try {
            System.out.println("try...");
            return;
        } finally {
            System.out.println("finally...");
        }
 
        // 这里不能写语句，因为这个代码是无法执行到的。
        //System.out.println("Hello World!");
    }
}

以下代码的执行顺序：

1. 先执行try…
2. 再执行finally…
3. 最后执行 return （return语句只要执行方法必然结束。）

注意：

• try不能单独使用。
• try finally可以联合使用。
• 放在finally语句块中的代码是一定会执行的

 System.exit(0); 只有这个可以阻止finally。

public class ExceptionTest12 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            System.out.println("try...");
            // 退出JVM
            System.exit(0); // 退出JVM之后，finally语句中的代码就不执行了！
        } finally {
            System.out.println("finally...");
        }
    }
}

异常的处理流程

 程序先执行 try 中的代码

 如果 try 中的代码出现异常, 就会结束 try 中的代码, 看和 catch 中的异常类型是否匹配.

 如果找到匹配的异常类型, 就会执行 catch 中的代码

 如果没有找到匹配的异常类型, 就会将异常向上传递到上层调用者.

 无论是否找到匹配的异常类型, finally 中的代码都会被执行到(在该方法结束之前执行).

 如果上层调用者也没有处理的了异常, 就继续向上传递.

 一直到 main 方法也没有合适的代码处理异常, 就会交给 JVM 来进行处理, 此时程序就会异常终止.