異常機制詳解
阿新 • • 發佈：2018-12-06
目錄介紹
- 1.什麼是異常
- 2.異常
- 2.1 異常的概述和分類【瞭解】
- 2.2 JVM預設是如何處理異常的【理解】
- 2.3 異常處理的兩種方式【理解】
- 2.4 try…catch的方式處理異常【掌握】
- 2.5 編譯期異常和執行期異常的區別【理解】
- 2.6 throw的概述以及和throws的區別【掌握】
- 2.7 異常的注意事項及如何使用異常處理【瞭解】
- 2.8 Throwable類中的常用方法
- 3.Error(錯誤)
- 4.Exception(異常)
- 5.處理異常機制深入理解
- 5.1 丟擲異常
- 5.2 捕獲異常
- 5.3 異常處理方式不同
- 6.異常總結
- 6.1 異常總結
- 6.2 try-catch-finally規則
- 6.3 try、catch、finally語句塊的執行順序
- 6.4 Throws丟擲異常的規則
- 7.自定義異常
好訊息
- 部落格筆記大彙總【16年3月到至今】，包括Java基礎及深入知識點，Android技術部落格，Python學習筆記等等，還包括平時開發中遇到的bug彙總，當然也在工作之餘收集了大量的面試題，長期更新維護並且修正，持續完善……開源的檔案是markdown格式的！同時也開源了生活部落格，從12年起，積累共計47篇[近20萬字]，轉載請註明出處，謝謝！
- 連結地址：https://github.com/yangchong211/YCBlogs
- 如果覺得好，可以star一下，謝謝！當然也歡迎提出建議，萬事起於忽微，量變引起質變！
0.異常思維導圖
1.什麼是異常
-
1.1 什麼是異常?
- 異常是正常程式流程所不能處理或者沒有處理的異常情況或異常事件，比如算術運算被0除，陣列下標越界等。
- Java採用try-catch-finally語句捕獲並處理異常並且處理異常。
-
1.2 finally一定會執行嗎
- finally是異常處理的統一出口，常用來實現資源釋放，比如關閉檔案，關於資料庫連線等。除非遇到System.exit()強制退出程式外，finally語句塊無論是否發生異常都要執行。
2.異常
-
2.1 異常的概述和分類
- A:異常的概述: 異常就是Java程式在執行過程中出現的錯誤。
- B:異常的分類:
- C:異常的繼承體系
- 異常的基類: Throwable
- 嚴重問題: Error 不予處理,因為這種問題一般是很嚴重的問題,比如: 記憶體溢位
- 非嚴重問題: Exception
- 編譯時異常: 非RuntimeException
- 執行時異常: RuntimeException
-
2.2 JVM預設是如何處理異常的【理解】
- JVM預設是如何處理異常的
- main函式收到這個問題時,有兩種處理方式:
- a:自己將該問題處理,然後繼續執行
- b:自己沒有針對的處理方式,只有交給呼叫main的jvm來處理
- jvm有一個預設的異常處理機制,就將該異常進行處理.
- 並將該異常的名稱,異常的資訊.異常出現的位置列印在了控制檯上,同時將程式停止執行
- main函式收到這個問題時,有兩種處理方式:
- JVM預設是如何處理異常的
-
2.3 異常處理的兩種方式
- try…catch…finally
- throws
-
2.4 try…catch的方式處理異常【掌握】
- try…catch處理異常的基本格式
try { 可能出現問題的程式碼 ; }catch(異常名 變數名){ 針對問題的處理 ; }finally{ 釋放資源; } -
注意事項:
- a：try中的程式碼越少越好
- b：catch中要做處理,哪怕是一條輸出語句也可以.(不能將異常資訊隱藏)
- c：處理多個異常
- 1:能明確的儘量明確，不要用大的來處理。
- 2:平級關係的異常誰前誰後無所謂，如果出現了子父關係，父必須在後面。
-
2.5 編譯期異常和執行期異常的區別【理解】
- 編譯期異常和執行期異常的區別
- Java中的異常被分為兩大類：編譯時異常和執行時異常。
- 所有的RuntimeException類及其子類的例項被稱為執行時異常，其他的異常就是編譯時異常
- 編譯時異常: Java程式必須顯示處理，否則程式就會發生錯誤，無法通過編譯
- 執行時異常: 無需顯示處理，也可以和編譯時異常一樣處理
-
2.6 throw的概述以及和throws的區別【掌握】
- throws的方式處理異常: 定義功能方法時，需要把出現的問題暴露出來讓呼叫者去處理。那麼就通過throws在方法上標識。
- throw的概述: 在功能方法內部出現某種情況，程式不能繼續執行，需要進行跳轉時，就用throw把異常物件丟擲。
-
a:throws
- 用在方法聲明後面，跟的是異常類名
- 可以跟多個異常類名，用逗號隔開
- 表示丟擲異常，由該方法的呼叫者來處理
- throws表示出現異常的一種可能性，並不一定會發生這些異常
static void pop() throws NegativeArraySizeException { // 定義方法並丟擲NegativeArraySizeException異常 int[] arr = new int[-3]; // 建立陣列 } public static void main(String[] args) { // 主方法 try { // try語句處理異常資訊 pop(); // 呼叫pop()方法 } catch (NegativeArraySizeException e) { System.out.println("pop()方法丟擲的異常");// 輸出異常資訊 } } 使用throws關鍵字將異常拋給呼叫者後，如果呼叫者不想處理該異常，可以繼續向上丟擲，但最終要有能夠處理該異常的呼叫者。 pop方法沒有處理異常NegativeArraySizeException，而是由main函式來處理。 -
b:throw
- 用在方法體內，跟的是異常物件名
- 只能丟擲一個異常物件名
- 表示丟擲異常，由方法體內的語句處理
public PlayService getPlayService() { PlayService playService = BaseAppHelper.get().getPlayService(); if (playService == null) { //待解決：當長期處於後臺，如何保活？避免service被殺死…… throw new NullPointerException("play service is null"); } return playService; } -
2.7 異常的注意事項及如何使用異常處理【瞭解】
- A:異常注意事項(針對編譯期異常)
- a:子類重寫父類方法時，子類的方法必須丟擲相同的異常或父類異常的子類。(父親壞了,兒子不能比父親更壞)
- b:如果父類丟擲了多個異常,子類重寫父類時,只能丟擲相同的異常或者是他的子集,子類不能丟擲父類沒有的異常
- c:如果被重寫的方法沒有異常丟擲,那麼子類的方法絕對不可以丟擲異常,如果子類方法內有異常發生,那麼子類只能try,不能throws
- B:如何使用異常處理
- 原則:如果該功能內部可以將問題處理,用try,如果處理不了,交由呼叫者處理,這是用throws
- 區別:
- 後續程式需要繼續執行就try
- 後續程式不需要繼續執行就throws
- 如果JDK沒有提供對應的異常，需要自定義異常。
- A:異常注意事項(針對編譯期異常)
2.8 Throwable類中的常用方法
- 注意：catch關鍵字後面括號中的Exception型別的引數e。Exception就是try程式碼塊傳遞給catch程式碼塊的變數型別，e就是變數名。catch程式碼塊中語句"e.getMessage();"用於輸出錯誤性質。通常異常處理常用3個函式來獲取異常的有關資訊:
- getCause()：返回丟擲異常的原因。如果 cause 不存在或未知，則返回 null。
- getMeage()：返回異常的訊息資訊。
- printStackTrace()：物件的堆疊跟蹤輸出至錯誤輸出流，作為欄位 System.err 的值。
- 有時為了簡單會忽略掉catch語句後的程式碼，這樣try-catch語句就成了一種擺設，一旦程式在執行過程中出現了異常，就會忽略處理異常，而錯誤發生的原因很難查詢。
3.Error(錯誤)
- Error（錯誤）:是程式無法處理的錯誤，表示執行應用程式中較嚴重問題。大多數錯誤與程式碼編寫者執行的操作無關，而表示程式碼執行時 JVM（Java 虛擬機器）出現的問題。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。
4.Exception(異常)
- Exception（異常）:是程式本身可以處理的異常。
- Exception 這種異常分兩大類執行時異常和非執行時異常(編譯異常)。程式中應當儘可能去處理這些異常。
- 執行時異常：都是RuntimeException類及其子類異常，如NullPointerException(空指標異常)、IndexOutOfBoundsException(下標越界異常)等，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。執行時異常的特點是Java編譯器不會檢查它，也就是說，當程式中可能出現這類異常，即使沒有用try-catch語句捕獲它，也沒有用throws子句宣告丟擲它，也會編譯通過。
- 非執行時異常 （編譯異常）：是RuntimeException以外的異常，型別上都屬於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。
5.處理異常機制深入理解
5.1 丟擲異常
- 當一個方法出現錯誤引發異常時，方法建立異常物件並交付執行時系統，異常物件中包含了異常型別和異常出現時的程式狀態等異常資訊。執行時系統負責尋找處置異常的程式碼並執行。
5.2 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。
5.3 異常處理方式不同
- Java的異常(包括Exception和Error)分為可查的異常（checked exceptions）和不可查的異常（unchecked exceptions）。
- 可查異常（編譯器要求必須處置的異常）：正確的程式在執行中，很容易出現的、情理可容的異常狀況。可查異常雖然是異常狀況，但在一定程度上它的發生是可以預計的，而且一旦發生這種異常狀況，就必須採取某種方式進行處理。除了RuntimeException及其子類以外，其他的Exception類及其子類都屬於可查異常。這種異常的特點是Java編譯器會檢查它，也就是說，當程式中可能出現這類異常，要麼用try-catch語句捕獲它，要麼用throws子句宣告丟擲它，否則編譯不會通過。
- 不可查異常(編譯器不要求強制處置的異常):包括執行時異常（RuntimeException與其子類）和錯誤（Error）。
- 總結：一個方法所能捕捉的異常，一定是Java程式碼在某處所丟擲的異常。簡單地說，異常總是先被丟擲，後被捕捉的。
- 處理執行時異常
- 由於執行時異常的不可查性，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。
- 處理Error
- 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。
- 處理可查異常
- 對於所有的可查異常，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可查異常時，它必須宣告將丟擲異常。
6.異常總結
6.1 異常總結
try 塊：用於捕獲異常。其後可接零個或多個catch塊，如果沒有catch塊，則必須跟一個finally塊。
catch 塊：用於處理try捕獲到的異常。
finally 塊：無論是否捕獲或處理異常，finally塊裡的語句都會被執行。當在try塊或catch塊中遇到return語句時，finally語句塊將在方法返回之前被執行。在以下4種特殊情況下，finally塊不會被執行：
1）在finally語句塊中發生了異常。
2）在前面的程式碼中用了System.exit()退出程式。
3）程式所在的執行緒死亡。
4）關閉CPU。
6.2 try-catch-finally規則
1) 必須在 try 之後新增 catch 或 finally 塊。try 塊後可同時接 catch 和 finally 塊，但至少有一個塊。
2) 必須遵循塊順序：若程式碼同時使用 catch 和 finally 塊，則必須將 catch 塊放在 try 塊之後。
3) catch 塊與相應的異常類的型別相關。
4) 一個 try 塊可能有多個 catch 塊。若如此，則執行第一個匹配塊。即Java虛擬機器會把實際丟擲的異常物件依次和各個catch程式碼塊宣告的異常型別匹配，如果異常物件為某個異常型別或其子類的例項，就執行這個catch程式碼塊，不會再執行其他的 catch程式碼塊
5) 可巢狀 try-catch-finally 結構。
6) 在 try-catch-finally 結構中，可重新丟擲異常。
7) 除了下列情況，總將執行 finally 做為結束：JVM 過早終止（呼叫 System.exit(int)）；在 finally 塊中丟擲一個未處理的異常；計算機斷電、失火、或遭遇病毒攻擊。
6.3 try、catch、finally語句塊的執行順序
1)當try沒有捕獲到異常時：try語句塊中的語句逐一被執行，程式將跳過catch語句塊，執行finally語句塊和其後的語句；
2)當try捕獲到異常，catch語句塊裡沒有處理此異常的情況：當try語句塊裡的某條語句出現異常時，而沒有處理此異常的catch語句塊時，此異常將會拋給JVM處理，finally語句塊裡的語句還是會被執行，但finally語句塊後的語句不會被執行；
3)當try捕獲到異常，catch語句塊裡有處理此異常的情況：在try語句塊中是按照順序來執行的，當執行到某一條語句出現異常時，程式將跳到catch語句塊，並與catch語句塊逐一匹配，找到與之對應的處理程式，其他的catch語句塊將不會被執行，而try語句塊中，出現異常之後的語句也不會被執行，catch語句塊執行完後，執行finally語句塊裡的語句，最後執行finally語句塊後的語句；
6.4 Throws丟擲異常的規則
1) 如果是不可查異常（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。
2）必須宣告方法可丟擲的任何可查異常（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
3)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。
4）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。
7.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。
- （1）建立自定義異常類。
- （2）在方法中通過throw關鍵字丟擲異常物件。
- （3）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。
- （4）在出現異常方法的呼叫者中捕獲並處理異常。
關於其他內容介紹
01.關於部落格彙總連結
02.關於我的部落格
- 我的個人站點：www.yczbj.org，www.ycbjie.cn
- github：https://github.com/yangchong211
- 知乎：https://www.zhihu.com/people/yang-chong-69-24/pins/posts
- 簡書：http://www.jianshu.com/u/b7b2c6ed9284
- csdn：http://my.csdn.net/m0_37700275
- 喜馬拉雅聽書：http://www.ximalaya.com/zhubo/71989305/
- 開源中國：https://my.oschina.net/zbj1618/blog
- 泡在網上的日子：http://www.jcodecraeer.com/member/content_list.php?channelid=1
- 郵箱：[email protected]
- 阿里雲部落格：https://yq.aliyun.com/users/article?spm=5176.100- 239.headeruserinfo.3.dT4bcV
- segmentfault頭條：https://segmentfault.com/u/xiangjianyu/articles