这篇文章主要介绍了Java中所有错误和异常的父类java.lang.Throwable,文章中简单地分析了其源码,说明在代码注释中,需要的朋友可以参考下
在java语言中,错误类的基类是java.lang.Error,异常类的基类是java.lang.Exception。
1)相同点:java.lang.Error和java.lang.Exception都是java.lang.Throwable的子类,因此java.lang.Error和java.lang.Exception自身及其子类都可以作为throw的使用对象,如:throw new MyError();和throw new MyException();其中,MyError类是java.lang.Error的子类,MyException类是java.lang.Exception的子类。
2)不同点:java.lang.Error自身及其子类不需要try-catch语句的支持,可在任何时候将返回方法,如下面的方法定义:
public String myMethod() {
throw new MyError();
}
其中MyError类是java.lang.Error类的子类。
java.lang.Exception自身及其子类需要try-catch语句的支持,如下的方法定义是错误的:
public String myMethod() {
throw new MyException();
}
正确的方法定义如下:
public String myMethod() throws MyException {
throw new MyException();
}
其中MyException类是java.lang.Exception的子类。
JAVA异常是在java程序运行的时候遇到非正常的情况而创建的对象,它封装了异常信息,java异常的根类为java.lang.Throwable,整个类有两个直接子类java.lang.Error和java.lang.Exception.Error是程序本身无法恢复的严重错误.Exception则表示可以被程序捕获并处理的异常错误.JVM用方法调用栈来跟踪每个线程中一系列的方法调用过程,该栈保存了每个调用方法的本地信息.对于独立的JAVA程序,可以一直到该程序的main方法.当一个新方法被调用的时候,JVM把描述该方法的栈结构置入栈顶,位于栈顶的方法为正确执行的方法.当一个JAVA方法正常执行完毕,JVM回从调用栈中弹处该方法的栈结构,然后继续处理前一个方法.如果java方法在执行代码的过程中抛出异常,JVM必须找到能捕获异常的catch块代码.它首先查看当前方法是否存在这样的catch代码块,如果存在就执行该 catch代码块,否则JVM回调用栈中弹处该方法的栈结构,继续到前一个方法中查找合适的catch代码块.最后如果JVM向上追到了main()方法,也就是一直把异常抛给了main()方法,仍然没有找到该异常处理的代码块,该线程就会异常终止,如果该线程是主线程,应用程序也随之终止,此时 JVM将把异常直接抛给用户,在用户终端上会看到原始的异常信息.
Java.lang.throwable源代码解析
package java.lang;
import java.io.*;
/**
*
* Throwable是所有Error和Exceptiong的父类
* 注意它有四个构造函数:
* Throwable()
* Throwable(String message)
* Throwable(Throwable cause)
* Throwable(String message, Throwable cause)
*
*/
public class Throwable implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -3042686055658047285L;
/**
* Native code saves some indication of the stack backtrace in this slot.
*/
private transient Object backtrace;
/**
* 描述此异常的信息
*/
private String detailMessage;
/**
* 表示当前异常由那个Throwable引起
* 如果为null表示此异常不是由其他Throwable引起的
* 如果此对象与自己相同,表明此异常的起因对象还没有被初始化
*/
private Throwable cause = this;
/**
* 描述异常轨迹的数组
*/
private StackTraceElement[] stackTrace;
/**
* 构造函数,起因对象没有被初始化可以在以后使用initCause进行初始化
* fillInStackTrace可以用来初始化它的异常轨迹的数组
*/
public Throwable() {
fillInStackTrace();
}
/**
* 构造函数
*/
public Throwable(String message) {
//填充异常轨迹数组
fillInStackTrace();
//初始化异常描述信息
detailMessage = message;
}
/**
* 构造函数,cause表示起因对象
*/
public Throwable(String message, Throwable cause) {
fillInStackTrace();
detailMessage = message;
this.cause = cause;
}
/**
* 构造函数
*/
public Throwable(Throwable cause) {
fillInStackTrace();
detailMessage = (cause==null ? null : cause.toString());
this.cause = cause;
}
/**
* 获取详细信息
*/
public String getMessage() {
return detailMessage;
}
/**
* 获取详细信息
*/
public String getLocalizedMessage() {
return getMessage();
}
/**
* 获取起因对象
*/
public Throwable getCause() {
return (cause==this ? null : cause);
}
/**
* 初始化起因对象,这个方法只能在未被初始化的情况下调用一次
*/
public synchronized Throwable initCause(Throwable cause) {
//如果不是未初始化状态则抛出异常
if (this.cause != this)
throw new IllegalStateException("Can't overwrite cause");
//要设置的起因对象与自身相等则抛出异常
if (cause == this)
throw new IllegalArgumentException("Self-causation not permitted");
//设置起因对象
this.cause = cause;
//返回设置的起因的对象
return this;
}
/**
* 字符串表示形式
*/
public String toString() {
String s = getClass().getName();
String message = getLocalizedMessage();
return (message != null) ? (s + ": " + message) : s;
}
/**
* 打印出错误轨迹
*/
public void printStackTrace() {
printStackTrace(System.err);
}
/**
* 打印出错误轨迹
*/
public void printStackTrace(PrintStream s) {
synchronized (s) {
//调用当前对象的toString方法
s.println(this);
//获取异常轨迹数组
StackTraceElement[] trace = getOurStackTrace();
//打印出每个元素的字符串表示
for (int i=0; i < trace.length; i++)
s.println("\tat " + trace[i]);
//获取起因对象
Throwable ourCause = getCause();
//递归的打印出起因对象的信息
if (ourCause != null)
ourCause.printStackTraceAsCause(s, trace);
}
}
/**
* 打印起因对象的信息
* @param s 打印的流
* @param causedTrace 有此对象引起的异常的异常轨迹
*/
private void printStackTraceAsCause(PrintStream s,
StackTraceElement[] causedTrace)
{
//获得当前的异常轨迹
StackTraceElement[] trace = getOurStackTrace();
//m为当前异常轨迹数组的最后一个元素位置,
//n为当前对象引起的异常的异常轨迹数组的最后一个元素
int m = trace.length-1, n = causedTrace.length-1;
//分别从两个数组的后面做循环,如果相等则一直循环,直到不等或数组到头
while (m >= 0 && n >=0 && trace[m].equals(causedTrace[n])) {
m--; n--;
}
//相同的个数
int framesInCommon = trace.length - 1 - m;
//打印出不同的错误轨迹
s.println("Caused by: " + this);
for (int i=0; i <= m; i++)
s.println("\tat " + trace[i]);
//如果有相同的则打印出相同的个数
if (framesInCommon != 0)
s.println("\t... " + framesInCommon + " more");
//获得此对象的起因对象,并递归打印出信息
Throwable ourCause = getCause();
if (ourCause != null)
ourCause.printStackTraceAsCause(s, trace);
}
/**
* 打印出错误轨迹
*/
public void printStackTrace(PrintWriter s) {
synchronized (s) {
s.println(this);
StackTraceElement[] trace = getOurStackTrace();
for (int i=0; i < trace.length; i++)
s.println("\tat " + trace[i]);
Throwable ourCause = getCause();
if (ourCause != null)
ourCause.printStackTraceAsCause(s, trace);
}
}
/**
* 打印起因对象的信息
*/
private void printStackTraceAsCause(PrintWriter s,
StackTraceElement[] causedTrace)
{
// assert Thread.holdsLock(s);
// Compute number of frames in common between this and caused
StackTraceElement[] trace = getOurStackTrace();
int m = trace.length-1, n = causedTrace.length-1;
while (m >= 0 && n >=0 && trace[m].equals(causedTrace[n])) {
m--; n--;
}
int framesInCommon = trace.length - 1 - m;
s.println("Caused by: " + this);
for (int i=0; i <= m; i++)
s.println("\tat " + trace[i]);
if (framesInCommon != 0)
s.println("\t... " + framesInCommon + " more");
// Recurse if we have a cause
Throwable ourCause = getCause();
if (ourCause != null)
ourCause.printStackTraceAsCause(s, trace);
}
/**
* 填充异常轨迹
*/
public synchronized native Throwable fillInStackTrace();
/**
* 返回当前的异常轨迹的拷贝
*/
public StackTraceElement[] getStackTrace() {
return (StackTraceElement[]) getOurStackTrace().clone();
}
/**
* 获取当前的异常轨迹
*/
private synchronized StackTraceElement[] getOurStackTrace() {
//如果第一次调用此方法则初始化异常轨迹数组
if (stackTrace == null) {
//获得异常轨迹深度
int depth = getStackTraceDepth();
//创建新的异常轨迹数组,并填充它
stackTrace = new StackTraceElement[depth];
for (int i=0; i < depth; i++)
stackTrace[i] = getStackTraceElement(i);//获取指定位标的异常轨迹
}
return stackTrace;
}
/**
* 设置异常轨迹
*/
public void setStackTrace(StackTraceElement[] stackTrace) {
//拷贝设置参数
StackTraceElement[] defensiveCopy =
(StackTraceElement[]) stackTrace.clone();
//如果设置参数有空元素则抛出异常
for (int i = 0; i < defensiveCopy.length; i++)
if (defensiveCopy[i] == null)
throw new NullPointerException("stackTrace[" + i + "]");
//设置当前对象的异常轨迹
this.stackTrace = defensiveCopy;
}
/**
* 异常轨迹的深度,0表示无法获得
*/
private native int getStackTraceDepth();
/**
* 获取指定位标的异常轨迹
*/
private native StackTraceElement getStackTraceElement(int index);
private synchronized void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
throws IOException
{
getOurStackTrace();
s.defaultWriteObject();
}
}
以下讲述的是平时遇到的,比较常见的具体异常情况,跟上面有部分重复:
Throwable是所有异常的根,java.lang.Throwable
Error是错误,java.lang.Error
Exception是异常,java.lang.Exception
Throwable: 有两个重要的子类:Exception(异常)和 Error(错误),二者都是 Java 异常处理的重要子类,各自都包含大量子类。
Error(错误):是程序无法处理的错误,表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关,而表示代码运行时 JVM(Java 虚拟机)出现的问题。例如,Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError),当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时,将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时,Java虚拟机(JVM)一般会选择线程终止。
这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时,如Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError)、类定义错误(NoClassDefFoundError)等。这些错误是不可查的,因为它们在应用程序的控制和处理能力之 外,而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说,即使确实发生了错误,本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java中,错误通过Error的子类描述。
Exception(异常):是程序本身可以处理的异常。
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。
注意:异常和错误的区别:异常能被程序本身可以处理,错误是无法处理。
二、Exception
一般分为Checked异常和Runtime异常,所有RuntimeException类及其子类的实例被称为Runtime异常,不属于该范畴的异常则被称为CheckedException。
①Checked异常
只有java语言提供了Checked异常,Java认为Checked异常都是可以被处理的异常,所以Java程序必须显示处理Checked异常。如果程序没有处理Checked异常,该程序在编译时就会发生错误无法编译。这体现了Java的设计哲学:没有完善错误处理的代码根本没有机会被执行。对Checked异常处理方法有两种
1 当前方法知道如何处理该异常,则用try...catch块来处理该异常。
2 当前方法不知道如何处理,则在定义该方法是声明抛出该异常。
package cn.xy.test;
import java.io.IOException;
/**
* Checked异常测试方法
* @author xy
*
*/
public class CheckedExceptionMethods
{
// 总异常类,既有checkedException又有RuntimeException,所以其中的checkedException必须处理
public void method1() throws Exception
{
System.out.println("我是抛出异常总类的方法");
}
// 捕获并处理这个异常
public void testMethod1_01()
{
try
{
method1();
}
catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
// 把异常传递下去
public void testMethod1_02() throws Exception
{
method1();
}
public void testMethod1_03() throws Exception
{
throw new Exception();
}
public void testMethod1_04()
{
try
{
throw new Exception();
}
catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
// checkedException典型代表IOException
public void method2() throws IOException
{
System.out.println("我是抛出IO异常的方法");
}
public void testMethod2_01()
{
try
{
method2();
}
catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
public void testMethod2_02() throws Exception
{
method2();
}
}
我们比较熟悉的Checked异常有
Java.lang.ClassNotFoundException
Java.lang.NoSuchMetodException
java.io.IOException
②RuntimeException
Runtime如除数是0和数组下标越界等,其产生频繁,处理麻烦,若显示申明或者捕获将会对程序的可读性和运行效率影响很大。所以由系统自动检测并将它们交给缺省的异常处理程序。当然如果你有处理要求也可以显示捕获它们。
package cn.xy.test;
/**
* 运行时异常测试方法
* @author xy
*
*/
public class RuntimeExcetionMethods
{
public void method3() throws RuntimeException
{
System.out.println("我是抛出运行时异常的方法");
}
public void testMethod3_01()
{
method3();
}
public void testMethod1_02()
{
throw new RuntimeException();
}
}
我们比较熟悉的RumtimeException类的子类有
Java.lang.ArithmeticException
Java.lang.ArrayStoreExcetpion
Java.lang.ClassCastException
Java.lang.IndexOutOfBoundsException
Java.lang.NullPointerException
三、Error
当程序发生不可控的错误时,通常做法是通知用户并中止程序的执行。与异常不同的是Error及其子类的对象不应被抛出。
Error是throwable的子类,代表编译时间和系统错误,用于指示合理的应用程序不应该试图捕获的严重问题。
Error由Java虚拟机生成并抛出,包括动态链接失败,虚拟机错误等。程序对其不做处理。