java 异常类与自定义异常
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异常类
在 Java 中一个异常的产生，主要有如下三种原因：
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Java 内部错误发生异常，Java 虚拟机产生的异常。
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编写的程序代码中的错误所产生的异常，例如空指针异常、数组越界异常等。
- 通过 throw 语句手动生成的异常，一般用来告知该方法的调用者一些必要信息。
异常发生的原因有很多，通常包含以下几大类：
- 用户输入了非法数据。
- 要打开的文件不存在。
- 网络通信时连接中断，或者JVM内存溢出。
这些异常有的是因为用户错误引起，有的是程序错误引起的，还有其它一些是因为物理错误引起的。
Java 通过面向对象的方法来处理异常。在一个方法的运行过程中，如果发生了异常，则这个方法会产生代表该异常的一个对象，并把它交给运行时的系统，运行时系统寻找相应的代码来处理这一异常。
我们把生成异常对象，并把它提交给运行时系统的过程称为拋出（throw）异常。运行时系统在方法的调用栈中查找，直到找到能够处理该类型异常的对象，这一个过程称为捕获（catch）异常。
要理解Java异常处理是如何工作的，你需要掌握以下三种类型的异常：
- 检查性异常：最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常，这是程序员无法预见的。例如要打开一个不存在文件时，一个异常就发生了，这些异常在编译时不能被简单地忽略。
- 运行时异常： 运行时异常是可能被程序员避免的异常。与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时被忽略。
- 错误： 错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。错误在代码中通常被忽略。例如，当栈溢出时，一个错误就发生了，它们在编译也检查不到的。
Exception 类的层次
所有的异常类是从 java.lang.Exception 类继承的子类。
Exception 类是 Throwable 类的子类。除了Exception类外，Throwable还有一个子类Error 。
Java 程序通常不捕获错误。错误一般发生在严重故障时，它们在Java程序处理的范畴之外。
Error 用来指示运行时环境发生的错误。
例如，JVM 内存溢出。一般地，程序不会从错误中恢复。
异常类有两个主要的子类：IOException 类和 RuntimeException 类。
异常方法
下面的列表是 Throwable 类的主要方法:
- printStackTrace() 方法：指出异常的类型、性质、栈层次及出现在程序中的位置（关于 printStackTrace 方法的使用可参考《Java的异常跟踪栈》一节）。
- getMessage() 方法：输出错误的性质。
- toString() 方法：给出异常的类型与性质。
Java 根据各个类库也定义了一些其他的异常，下面的表中列出了 Java 的非检查性异常。
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异常 |
描述 |
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ArithmeticException |
当出现异常的运算条件时，抛出此异常。例如，一个整数"除以零"时，抛出此类的一个实例。 |
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ArrayIndexOutOfBoundsException |
用非法索引访问数组时抛出的异常。如果索引为负或大于等于数组大小，则该索引为非法索引。 |
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ArrayStoreException |
试图将错误类型的对象存储到一个对象数组时抛出的异常。 |
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ClassCastException |
当试图将对象强制转换为不是实例的子类时，抛出该异常。 |
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IllegalArgumentException |
抛出的异常表明向方法传递了一个不合法或不正确的参数。 |
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IllegalMonitorStateException |
抛出的异常表明某一线程已经试图等待对象的监视器，或者试图通知其他正在等待对象的监视器而本身没有指定监视器的线程。 |
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IllegalStateException |
在非法或不适当的时间调用方法时产生的信号。换句话说，即 Java 环境或 Java 应用程序没有处于请求操作所要求的适当状态下。 |
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IllegalThreadStateException |
线程没有处于请求操作所要求的适当状态时抛出的异常。 |
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IndexOutOfBoundsException |
指示某排序索引（例如对数组、字符串或向量的排序）超出范围时抛出。 |
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NegativeArraySizeException |
如果应用程序试图创建大小为负的数组，则抛出该异常。 |
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NullPointerException |
当应用程序试图在需要对象的地方使用 null 时，抛出该异常 |
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NumberFormatException |
当应用程序试图将字符串转换成一种数值类型，但该字符串不能转换为适当格式时，抛出该异常。 |
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SecurityException |
由安全管理器抛出的异常，指示存在安全侵犯。 |
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StringIndexOutOfBoundsException |
此异常由 String 方法抛出，指示索引或者为负，或者超出字符串的大小。 |
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UnsupportedOperationException |
当不支持请求的操作时，抛出该异常。 |
下面的表中列出了 Java 定义在 java.lang 包中的检查性异常类。
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异常 |
描述 |
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ClassNotFoundException |
应用程序试图加载类时，找不到相应的类，抛出该异常。 |
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CloneNotSupportedException |
当调用 Object 类中的 clone 方法克隆对象，但该对象的类无法实现 Cloneable 接口时，抛出该异常。 |
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IllegalAccessException |
拒绝访问一个类的时候，抛出该异常。 |
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InstantiationException |
当试图使用 Class 类中的 newInstance 方法创建一个类的实例，而指定的类对象因为是一个接口或是一个抽象类而无法实例化时，抛出该异常。 |
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InterruptedException |
一个线程被另一个线程中断，抛出该异常。 |
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NoSuchFieldException |
请求的变量不存在 |
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NoSuchMethodException |
请求的方法不存在 |
throws/throw 关键字：
throws：
用于声明可能发生的异常，例如，如果一个方法里面不想有任何的异常处理（产生一个它不处理的异常），则在没有任何代码进行异常处理的时候，必须对这个方法进行声明有可能产生的所有异常，以便将该异常传递到方法的外部进行处理。使用 throws 声明的方法表示此方法不处理异常（其实就是，不想自己处理，那就交给别人吧，告诉别人我会出现什么异常，报自己的错，让别人处理去吧）。格式是：方法名（参数）throws 异常类1，异常类2，.....
注：一个方法在声明时可以使用 throws关键字声明要产生的若干个异常，并在该方法的方法体中具体给出产生异常的操作，即用相关的异常类创建对象，并使用 throw关键字抛出该异常对象，导致该方法结束执行。
使用 throws 声明抛出异常的思路是：当前方法不知道如何处理这种类型的异常，该异常应该由向上一级的调用者处理；如果 main 方法也不知道如何处理这种类型的异常，也可以使用 throws 声明抛出异常，该异常将交给 JVM 处理。JVM 对异常的处理方法是，打印异常的跟踪栈信息，并中止程序运行，这就是前面程序在遇到异常后自动结束的原因。
throw：
当 throw 语句执行时，它后面的语句将不执行，此时程序转向调用者程序，寻找与之相匹配的 catch 语句，执行相应的异常处理程序。如果没有找到相匹配的 catch 语句，则再转向上一层的调用程序。这样逐层向上，直到最外层的异常处理程序终止程序并打印出调用栈情况。
try catch finally语句
try catch 语句用于捕获并处理异常，finally 语句用于在任何情况下（除特殊情况外）都必须执行的代码，throw 语句用于拋出异常，throws 语句用于声明可能会出现的异常。
try {
// 可能发生异常的语句
} catch(ExceptionType e) {
// 处理异常语句
}在以上语法中，把可能引发异常的语句封装在 try 语句块中，用以捕获可能发生的异常。catch 后的( )里放匹配的异常类，指明 catch 语句可以处理的异常类型，发生异常时产生异常类的实例化对象。
如果 try 语句块中发生异常，那么一个相应的异常对象就会被拋出，然后 catch 语句就会依据所拋出异常对象的类型进行捕获，并处理。处理之后，程序会跳过 try 语句块中剩余的语句，转到 catch 语句块后面的第一条语句开始执行。
如果 try 语句块中没有异常发生，那么 try 块正常结束，后面的 catch 语句块被跳过，程序将从 catch 语句块后的第一条语句开始执行。
注意：try...catch 与 if...else 不一样，try 后面的花括号{ }不可以省略，即使 try 块里只有一行代码，也不可省略这个花括号。与之类似的是，catch 块后的花括号{ }也不可以省略。另外，try 块里声明的变量只是代码块内的局部变量，它只在 try 块内有效，其它地方不能访问该变量。
使用 try-catch-finally 语句时需注意以下几点：
- 异常处理语法结构中只有 try 块是必需的，也就是说，如果没有 try 块，则不能有后面的 catch 块和 finally 块；
- catch 块和 finally 块都是可选的，但 catch 块和 finally 块至少出现其中之一，也可以同时出现；
- 可以有多个 catch 块，捕获父类异常的 catch 块必须位于捕获子类异常的后面；
- 不能只有 try 块，既没有 catch 块，也没有 finally 块；
- 多个 catch 块必须位于 try 块之后，finally 块必须位于所有的 catch 块之后。
- finally 与 try 语句块匹配的语法格式，此种情况会导致异常丢失，所以不常见。
一般情况下，无论是否有异常拋出，都会执行 finally 语句块中的语句，执行流程如图 1 所示。
图 1 try catch finally 语句执行流程图
try catch finally 语句块的执行情况可以细分为以下 3 种情况：
- 如果 try 代码块中没有拋出异常，则执行完 try 代码块之后直接执行 finally 代码块，然后执行 try catch finally 语句块之后的语句。
- 如果 try 代码块中拋出异常，并被 catch 子句捕捉，那么在拋出异常的地方终止 try 代码块的执行，转而执行相匹配的 catch 代码块，之后执行 finally 代码块。如果 finally 代码块中没有拋出异常，则继续执行 try catch finally 语句块之后的语句；如果 finally 代码块中拋出异常，则把该异常传递给该方法的调用者。
- 如果 try 代码块中拋出的异常没有被任何 catch 子句捕捉到，那么将直接执行 finally 代码块中的语句，并把该异常传递给该方法的调用者。
除非在 try 块、catch 块中调用了退出虚拟机的方法System.exit(int status)，否则不管在 try 块或者 catch 块中执行怎样的代码，出现怎样的情况，异常处理的 finally 块总会执行。
public class test1 {
public static String output="";
public static void foo(int i) {
try {
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}finally {
}
try {
if(i==1) throw new Exception("i不能为1");
output+="A";
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
output+="M";
return;
}finally {
output+="C";
}
output+="G";
}
public static void main(String[] args) {
foo(0);
foo(1);
System.out.println(output);
}
}结果为：
i不能为1
ACGMC
public class ZIDemo
{
public static void main(String[] args)
{
try
{
//调用带throws声明的方法，必须显式捕获该异常
//否则，必须在main方法中再次声明抛出
throwChecked(-3);
}
catch (Exception e)
{
System.out.println(e.getMessage());
}
//调用抛出Runtime异常的方法既可以显式捕获该异常，
//也可不理会该异常
throwRuntime(3);
}
public static void throwChecked(int a)throws Exception
{
if (a > 0)
{
//自行抛出Exception异常
//该代码必须处于try块里，或处于带throws声明的方法中
throw new Exception("a的值大于0，不符合要求");
}
}
public static void throwRuntime(int a)
{
if (a > 0)
{
//自行抛出RuntimeException异常，既可以显式捕获该异常
//也可完全不理会该异常，把该异常交给该方法调用者处理
throw new RuntimeException("a的值大于0，不符合要求");
}
}
}
声明自定义异常
在 Java 中你可以自定义异常。编写自己的异常类时需要记住下面的几点。
- 所有异常都必须是 Throwable 的子类。
- 如果希望写一个检查性异常类，则需要继承 Exception 类。
- 如果你想写一个运行时异常类，那么需要继承 RuntimeException 类。
可以像下面这样定义自己的异常类：
class MyException extends Exception{ }
只继承Exception 类来创建的异常类是检查性异常类。
一个异常类和其它任何类一样，包含有变量和方法
在编码规范上，一般将自定义异常类的类名命名为 XXXException，其中 XXX 用来代表该异常的作用。
