Java中的异常:

一、 异常机制的概述
异常机制是指当程序出现错误后,程序如何处理。具体来说,异常机制提供了程序退出的安全通道。当出现错误后,程序执行的流程发生改变,程序的控制权转移到异常处理器。

  程序错误分为三种:1.编译错误;2.运行时错误;3.逻辑错误。
  (1)编译错误是因为程序没有遵循语法规则,编译程序能够自己发现并且提示我们错误的原因和位置,这个也是大家在刚接触编程语言最常遇到的问题。
  (2)运行时错误是因为程序在执行时,运行环境发现了不能执行的操作。
  (3)逻辑错误是因为程序没有按照预期的逻辑顺序执行。异常也就是指程序运行时发生错误,而异常处理就是对这些错误进行处理和控制。

二、 异常的结构
在 Java 中,所有的异常都有一个共同的祖先 Throwable(可抛出)。Throwable 指定代码中可用异常传播机制通过 Java 应用程序传输的任何问题的共性。

   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。异常和错误的区别是:异常能被程序本身可以处理,错误是无法处理。
  Trowable类中常用方法如下:
  1. 返回异常发生时的详细信息
    public string getMessage();

  2. 返回异常发生时的简要描述
    public string toString();

  3. 返回异常对象的本地化信息。使用Throwable的子类覆盖这个方法,可以声称本地化信息。如果子类没有覆盖该方法,则该方法返回的信息与getMessage()返回的结果相同
    public string getLocalizedMessage();

  4. 在控制台上打印Throwable对象封装的异常信息
    public void printStackTrace();
    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。
    Exception(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。
    1.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。
    2.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。

    通常,Java的异常(Throwable)分为可查的异常(checked exceptions)和不可查的异常(unchecked exceptions)。
    
    1. 可查异常(编译器要求必须处置的异常):正确的程序在运行中,很容易出现的、情理可容的异常状况。除了Exception中的RuntimeException及其子类以外,其他的Exception类及其子类(例如:IOException和ClassNotFoundException)都属于可查异常。这种异常的特点是Java编译器会检查它,也就是说,当程序中可能出现这类异常,要么用try-catch语句捕获它,要么用throws子句声明抛出它,否则编译不会通过。
    
    1. 不可查异常(编译器不要求强制处置的异常):包括运行时异常(RuntimeException与其子类)和错误(Error)。RuntimeException表示编译器不会检查程序是否对RuntimeException作了处理,在程序中不必捕获RuntimException类型的异常,也不必在方法体声明抛出RuntimeException类。RuntimeException发生的时候,表示程序中出现了编程错误,所以应该找出错误修改程序,而不是去捕获RuntimeException。
      三、 异常处理的机制
      在 Java 应用程序中,异常处理机制为:抛出异常,捕捉异常。
    2. 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。详细信息请查看《简述throw-throws异常抛出》。
    3. 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。详细信息请查看《Java:简述try-catch-finally异常捕获》。

    对于错误、运行时异常、可查异常,Java技术所要求的异常处理方式有所不同。

    1. 错误:对于方法运行中可能出现的Error,当运行方法不欲捕捉时,Java允许该方法不做任何抛出声明。因为,大多数Error异常属于永远不能被允许发生的状况,也属于合理的应用程序不该捕捉的异常。
    2. 运行时异常:由于运行时异常的不可查性,为了更合理、更容易地实现应用程序,Java规定,运行时异常将由Java运行时系统自动抛出,允许应用程序忽略运行时异常。
    3. 可查异常:对于所有的可查异常,Java规定:一个方法必须捕捉,或者声明抛出方法之外。也就是说,当一个方法选择不捕捉可查异常时,它必须声明将抛出异常。
     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。
     异常抛出: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。
     异常捕获:捕捉异常通过try-catch语句或者try-catch-finally语句实现。
     总体来说,Java规定:对于可查异常必须捕捉、或者声明抛出。允许忽略不可查的RuntimeException和Error。
    

三、Java常见异常
1. RuntimeException子类:

2.IOException

3.其他

四、相关的问题
1. 为什么要创建自己的异常?
答:当Java内置的异常都不能明确的说明异常情况的时候,需要创建自己的异常。

  2. 应该在声明方法抛出异常还是在方法中捕获异常?
  答:捕捉并处理知道如何处理的异常,而抛出不知道如何处理的异常。

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