Java基础知识26--Java 异常；异常抛出后代码的执行情况

1. Java 异常

异常是指阻止当前方法或者作用域继续执行的问题。异常处理机制就是当程序发生异常时，它强制终止程序运行，记录异常信息并将这些信息反馈给我们，由我们来确定是否处理异常。

1.1 Error

Error：是程序中无法处理的错误，表示运行应用程序中出现了严重的错误。此类错误一般表示代码运行时JVM出现问题。通常有Virtual MachineError（虚拟机运行错误）、NoClassDefFoundError（类定义错误）等。比如说当jvm耗完可用内存时，将出现OutOfMemoryError。此类错误发生时，JVM将终止线程。非代码性错误。因此，当此类错误发生时，应用不应该去处理此类错误。

1.2 Exception

Exception：程序本身可以捕获并且可以处理的异常。

Exception 类有一个重要的子类 RuntimeException。RuntimeException 类及其子类表示“JVM 常用操作”引发的错误。例如，若试图使用空值对象引用、除数为零或数组越界，则分别引发运行时异常（NullPointerException、ArithmeticException）和 ArrayIndexOutOfBoundException。

1.3 Java异常类层次结构图

Exception 这种异常分两大类运行时异常和非运行时异常(编译异常)。程序中应当尽可能去处理这些异常。

运行时异常：都是RuntimeException类及其子类异常，如NullPointerException(空指针异常)、IndexOutOfBoundsException(下标越界异常)等，这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。这些异常一般是由程序逻辑错误引起的，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。

运行时异常的特点是Java编译器不会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常，即使没有用try-catch语句捕获它，也没有用throws子句声明抛出它，也会编译通过。

非运行时异常 （编译异常）：是RuntimeException以外的异常，类型上都属于Exception类及其子类。从程序语法角度讲是必须进行处理的异常，如果不处理，程序就不能编译通过。如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常，一般情况下不自定义检查异常。

2.处理异常机制

在 Java 应用程序中，异常处理机制为：抛出异常，捕捉异常。

抛出异常：当一个方法出现错误引发异常时，方法创建异常对象并交付运行时系统，异常对象中包含了异常类型和异常出现时的程序状态等异常信息。运行时系统负责寻找处置异常的代码并执行。

捕获异常：在方法抛出异常之后，运行时系统将转为寻找合适的异常处理器（exception handler）。潜在的异常处理器是异常发生时依次存留在调用栈中的方法的集合。当异常处理器所能处理的异常类型与方法抛出的异常类型相符时，即为合适 的异常处理器。运行时系统从发生异常的方法开始，依次回查调用栈中的方法，直至找到含有合适异常处理器的方法并执行。当运行时系统遍历调用栈而未找到合适 的异常处理器，则运行时系统终止。同时，意味着Java程序的终止。

能够捕捉异常的方法，需要提供相符类型的异常处理器。所捕捉的异常，可能是由于自身语句所引发并抛出的异常，也可能是由某个调用的方法或者Java运行时 系统等抛出的异常。也就是说，一个方法所能捕捉的异常，一定是Java代码在某处所抛出的异常。简单地说，异常总是先被抛出，后被捕捉的。

任何Java代码都可以抛出异常，如：自己编写的代码、来自Java开发环境包中代码，或者Java运行时系统。无论是谁，都可以通过Java的throw语句抛出异常。

从方法中抛出的任何异常都必须使用throws子句。

捕捉异常通过try-catch语句或者try-catch-finally语句实现。

 2.1 捕获异常：try、catch 和 finally

2.1.1 try-catch语句

在Java中，异常通过try-catch语句捕获。其一般语法形式为：

try {
    // 可能会发生异常的程序代码
} catch (Type1 id1){
    // 捕获并处置try抛出的异常类型Type1
}
catch (Type2 id2){
     //捕获并处置try抛出的异常类型Type2
}

关键词try后的一对大括号将一块可能发生异常的代码包起来，称为监控区域。Java方法在运行过程中出现异常，则创建异常对象。将异常抛出监控区域之 外，由Java运行时系统试图寻找匹配的catch子句以捕获异常。若有匹配的catch子句，则运行其异常处理代码，try-catch语句结束。

匹配的原则是：如果抛出的异常对象属于catch子句的异常类，或者属于该异常类的子类，则认为生成的异常对象与catch块捕获的异常类型相匹配。

例1  捕捉throw语句抛出的“除数为0”异常。

复制代码
public class TestException {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 6;
        int b = 0;
        try { // try监控区域
            
            if (b == 0) throw new ArithmeticException(); // 通过throw语句抛出异常
            System.out.println("a/b的值是：" + a / b);
        }
        catch (ArithmeticException e) { // catch捕捉异常
            System.out.println("程序出现异常，变量b不能为0。");
        }
        System.out.println("程序正常结束。");
    }
}
复制代码

运行结果：

程序出现异常，变量b不能为0。

程序正常结束。

2.1.2 try－catch-finally语句

try-catch语句还可以包括第三部分，就是finally子句。它表示无论是否出现异常，都应当执行的内容。try-catch-finally语句的一般语法形式为：

复制代码
        try {
            // 可能会发生异常的程序代码
        } catch (Type1 id1) {
            // 捕获并处理try抛出的异常类型Type1
        } catch (Type2 id2) {
            // 捕获并处理try抛出的异常类型Type2
        } finally {
            // 无论是否发生异常，都将执行的语句块
        }
复制代码

例2  带finally子句的异常处理程序。

复制代码
public class TestException {
    public static void main(String args[]) {
        int i = 0;
        String greetings[] = { " Hello world !", " Hello World !! ",
                " HELLO WORLD !!!" };
        while (i < 4) {
            try {
                // 特别注意循环控制变量i的设计，避免造成无限循环
                System.out.println(greetings[i++]);
            } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
                System.out.println("数组下标越界异常");
            } finally {
                System.out.println("--------------------------");
            }
        }
    }
}
复制代码

运行结果：

复制代码
Hello world !

--------------------------

Hello World !!

--------------------------

HELLO WORLD !!!

--------------------------

数组下标越界异常

--------------------------
复制代码

小结：

try 块：用于捕获异常。其后可接零个或多个catch块，如果没有catch块，则必须跟一个finally块。
catch 块：用于处理try捕获到的异常。
finally 块：无论是否捕获或处理异常，finally块里的语句都会被执行。当在try块或catch块中遇到return语句时，finally语句块将在方法返回之前被执行。

在以下4种特殊情况下，finally块不会被执行：
1）在finally语句块中发生了异常。
2）在前面的代码中用了System.exit()退出程序。
3）程序所在的线程死亡。
4）关闭CPU。

2.1.3 try、catch、finally语句块的执行顺序

1)当try没有捕获到异常时：try语句块中的语句逐一被执行，程序将跳过catch语句块，执行finally语句块和其后的语句；

2)当try捕获到异常，catch语句块里没有处理此异常的情况：当try语句块里的某条语句出现异常时，而没有处理此异常的catch语句块时，此异常将会抛给JVM处理，finally语句块里的语句还是会被执行，但finally语句块后的语句不会被执行；

3)当try捕获到异常，catch语句块里有处理此异常的情况：在try语句块中是按照顺序来执行的，当执行到某一条语句出现异常时，程序将跳到catch语句块，并与catch语句块逐一匹配，找到与之对应的处理程序，其他的catch语句块将不会被执行，而try语句块中，出现异常之后的语句也不会被执行，catch语句块执行完后，执行finally语句块里的语句，最后执行finally语句块后的语句；

2.2 抛出异常

  任何Java代码都可以抛出异常，如：自己编写的代码、来自Java开发环境包中代码，或者Java运行时系统。无论是谁，都可以通过Java的throw语句抛出异常。从方法中抛出的任何异常都必须使用throws子句。

2.2.1. throws抛出异常

如果一个方法可能会出现异常，但没有能力处理这种异常，可以在方法声明处用throws子句来声明抛出异常。例如汽车在运行时可能会出现故障，汽车本身没办法处理这个故障，那就让开车的人来处理。

throws语句用在方法定义时声明该方法要抛出的异常类型，如果抛出的是Exception异常类型，则该方法被声明为抛出所有的异常。多个异常可使用逗号分割。throws语句的语法格式为：

methodname throws Exception1,Exception2,..,ExceptionN
{
}

方法名后的throws Exception1,Exception2,...,ExceptionN 为声明要抛出的异常列表。当方法抛出异常列表的异常时，方法将不对这些类型及其子类类型的异常作处理，而抛向调用该方法的方法，由他去处理。例如：

复制代码
import java.lang.Exception;
public class TestException {
    static void pop() throws NegativeArraySizeException {
        // 定义方法并抛出NegativeArraySizeException异常
        int[] arr = new int[-3]; // 创建数组
    }
 
    public static void main(String[] args) { // 主方法
        try { // try语句处理异常信息
            pop(); // 调用pop()方法
        } catch (NegativeArraySizeException e) {
            System.out.println("pop()方法抛出的异常");// 输出异常信息
        }
    }
 
}
复制代码

使用throws关键字将异常抛给调用者后，如果调用者不想处理该异常，可以继续向上抛出，但最终要有能够处理该异常的调用者。

    pop方法没有处理异常NegativeArraySizeException，而是由main函数来处理。

2.2.2 使用throw抛出异常

       throw总是出现在函数体中，用来抛出一个Throwable类型的异常。程序会在throw语句后立即终止，它后面的语句执行不到，然后在包含它的所有try块中（可能在上层调用函数中）从里向外寻找含有与其匹配的catch子句的try块。

复制代码
package Test;
import java.lang.Exception;
public class TestException {
    static int quotient(int x, int y) throws MyException { // 定义方法抛出异常
        if (y < 0) { // 判断参数是否小于0
            throw new MyException("除数不能是负数"); // 异常信息
        }
        return x/y; // 返回值
    }
    public static void main(String args[]) { // 主方法
        int  a =3;
        int  b =0; 
        try { // try语句包含可能发生异常的语句
            int result = quotient(a, b); // 调用方法quotient()
        } catch (MyException e) { // 处理自定义异常
            System.out.println(e.getMessage()); // 输出异常信息
        } catch (ArithmeticException e) { // 处理ArithmeticException异常
            System.out.println("除数不能为0"); // 输出提示信息
        } catch (Exception e) { // 处理其他异常
            System.out.println("程序发生了其他的异常"); // 输出提示信息
        }
    }
 
}
复制代码

3 异常抛出后代码的执行情况

1、若一段代码前有异常抛出，并且这个异常没有被捕获，这段代码将产生编译时错误：无法访问的语句

public static void test() throws Exception {
    throw new Exception("参数越界"); 
    System.out.println("异常后");   // 编译错误，无法访问的语句
}

2、若一段代码前有异常抛出，并且这个异常被 try…catch 所捕获，则有两种情况：

  • 若该代码在 try 中抛出异常位置之后，则不执行；
  • 若在整个 try...catch 之后，且 catch 语句中没有抛出新的异常，则这段代码能够被执行，否则，同上。
try {
    throw new Exception("参数越界"); 
    //System.out.println("继续执行后续代码");   // 前面抛出异常，不能执行
} catch(Exception e) {
    e.printStackTrace();
}
System.out.println("异常后");    // 可以执行

3、若在一个条件语句中抛出异常，则程序能被编译，但后面的语句不会被执行

4、抛出异常被捕获后不会再被后面的 catch 捕获

复制代码
try {
    throw new MyException("参数越界");
} catch (MyException e) {
    System.out.println("第一次 catch");       // 执行
    throw e;        
} catch (Exception e) {
    System.out.println("第二次 catch");       // 不会执行
    throw e;       
}
复制代码

 

参考文献：

https://blog.csdn.net/hguisu/article/details/6155636----究极推荐

https://www.jianshu.com/p/03a35ed94b2e

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