java 异常机制

 在理想情况下，用户输入数据的格式永远是正确的，选择打开的文件也一定存在，并且永远不会存在Bug。然而现实世界里我们的代码总会存在这样或者那样的错误。这些错误我们称为异常。但是人们在遇到异常时，希望程序能够向用户发送异常通知，保存所有的操作结果和数据，以及以适当的行为退出程序。这就是我们要弄清楚java异常机制，从而才能捕获异常。

一. 异常分类 

Java把异常当作对象来处理，并定义一个基类java.lang.Throwable作为所有异常的超类。在Java API中已经定义了许多异常类，这些异常类分为两大类，错误Error和异常Exception。Java异常体系结构呈树状，其层次结构图如下图所示：

 

Thorwable类所有异常和错误的超类，有两个子类Error和Exception，分别表示错误和异常。

1.Error：java运行时系统的内部错误和资源耗尽错误。表示仅靠程序本身无法恢复的严重错误。这些异常发生时，Java虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。 如果出现这种错误，除了尽力使程序安全退出外，在其他方面是无能为力的。所以，在进行程序设计时，应该更关注Exception体系。
2.Excepion：在设计java程序时，我们需要关注Exception层次结构。表示程序本身可以处理的异常。这个层次又分为两个分支：一个分支派生于RuntimeException；另一个分支包含其他异常。划分的原则是：由程序错误导致的异常属于RuntimeException，又称运行时异常；而程序本身没有问题，由于I/O错误这类问题导致的异常属于其他异常，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。派生于RuntimeException的异常主要有下面几种情况：

• 错误的类型转换
• 数据访问越界
• 访问空指针

处理RuntimeException的原则是：如果出现RuntimeException，那么一定是程序员的错误。例如，可以通过检查数组下标和数组边界来避免数组越界访问异常。

Error和RuntimeException及其子类成为未检查异常（unchecked），其它异常成为已检查异常（checked）。

二. 异常的捕获和处理

 Java异常的捕获和处理是一个不容易把握的事情，如果处理不当，不但会让程序代码的可读性大大降低，而且导致系统性能低下，甚至引发一些难以发现的错误。

Java异常处理涉及到五个关键字，分别是：try、catch、finally、throw、throws。下面将一一介绍，通过认识这五个关键字，掌握基本异常处理知识。

    1、 异常处理的基本语法
    在java中，异常处理的完整语法是：
    

 try{
      //（尝试运行的）程序代码
    }catch(异常类型 异常的变量名){
      //异常处理代码
    }finally{
      //异常发生，方法返回之前，总是要执行的代码
    } 

以上语法有三个代码块：
    try语句块，表示要尝试运行代码，try语句块中代码受异常监控，其中代码发生异常时，会抛出异常对象。

  catch语句块会捕获try代码块中发生的异常并在其代码块中做异常处理，catch语句带一个Throwable类型的参数，表示可捕获异常类型。当 try中出现异常时，catch会捕获到发生的异常，并和自己的异常类型匹配，若匹配，则执行catch块中代码，并将catch块参数指向所抛的异常对 象。catch语句可以有多个，用来匹配多个中的一个异常，一旦匹配上后，就不再尝试匹配别的catch块了。通过异常对象可以获取异常发生时完整的 JVM堆栈信息，以及异常信息和异常发生的原因等。

  finally语句块是紧跟catch语句后的语句块，这个语句块总是会在方法返回前执行，而不管是否try语句块是否发生异常。并且这个语句块总是在方 法返回前执行。目的是给程序一个补救的机会。这样做也体现了Java语言的健壮性。  

   2、 try、catch、finally三个语句块应注意的问题

• try、catch、finally三个语句块均不能单独使用，三者可以组成 try...catch...finally、try...catch、try...finally三种结构，catch语句可以有一个或多个，finally语句最多一个。
• try、catch、finally三个代码块中变量的作用域为代码块内部，分别独立而不能相互访问。如果要在三个块中都可以访问，则需要将变量定义到这些块的外面。
• 多个catch块时候，只会匹配其中一个异常类并执行catch块代码，而不会再执行别的catch块，并且匹配catch语句的顺序是由上到下。 

   3、throw、throws关键字

        throw关键字是用于方法体内部，用来抛出一个Throwable类型的异常。如果抛出了检查异常，则还应该在方法头部声明方法可能抛出的异常类型。该 方法的调用者也必须检查处理抛出的异常。如果所有方法都层层上抛获取的异常，最终JVM会进行处理，处理也很简单，就是打印异常消息和堆栈信息。如果抛出 的是Error或RuntimeException，则该方法的调用者可选择处理该异常。有关异常的转译会在下面说明。   throws关键字用于方法体外部的方法声明部分，用来声明方法可能会抛出某些异常。仅当抛出了检查异常，该方法的调用者才必须处理或者重新抛出该异常。 当方法的调用者无力处理该异常的时候，应该继续抛出，而不是囫囵吞枣一般在catch块中打印一下堆栈信息做个勉强处理。下面给出一个简单例子，看看如何 使用这两个关键字：

      public static void test3() throws Exception{
      //抛出一个检查异常
            throw new Exception("方法test3中的Exception");
        } 

Throwable类中的常用方法
    getCause()：返回抛出异常的原因。如果 cause 不存在或未知，则返回 null。
    getMessage()：返回异常的消息信息。
    printStackTrace()：对象的堆栈跟踪输出至错误输出流，作为字段 System.err 的值。

  4、异常处理原则

•  能处理就早处理，抛出来不去处理的就想法消化掉或者转换为RuntimeException处理。因为对于一个应用系统来说，抛出大量异常是有问题的，应该从程序开发角度尽可能的控制异常发生的可能。
• 避免过大的try块，不要把不会出现异常的代码放到try块里面，尽量保持一个try块对应一个或多个异常。
• 细化异常的类型，不要不管什么类型的异常都写成Excetpion。
• 对于检查异常，如果不能行之有效的处理，还不如转换为RuntimeException抛出。这样也让上层的代码有选择的余地――可处理也可不处理。
• 对于一个应用系统来说，应该有自己的一套异常处理框架，这样当异常发生时，也能得到统一的处理风格，将优雅的异常信息反馈给用户。
  

  5、异常转译

异常转译就是将一种异常转换另一种新的异常，也许这种新的异常更能准确表达程序发生异常。

在Java中有个概念就是异常原因，异常原因导致当前抛出异常的那个异常对象，几乎所有带异常原因的异常构造方法都使用Throwable类型做参数，这 也就为异常的转译提供了直接的支持，因为任何形式的异常和错误都是Throwable的子类。比如将SQLException转换为另外一个新的异常 DAOException。

先自定义一个异常DAOException： 

      public class DAOException extends RuntimeException {
     //(省略了部分代码)
        public DAOException(String message, Throwable cause) {
            super(message, cause);
        }
    }   
   比如有一个SQLException类型的异常对象e，要转换为DAOException，可以这么写：     
       DAOException daoEx = new DAOException ( "SQL异常", e); 

异常转译是针对所有继承Throwable超类的类而言的，从编程的语法角度讲，其子类之间都可以相互转换。但是，从合理性和系统设计角度考虑，可将异常 分为三类：Error、Exception、RuntimeException，笔者认为，合理的转译关系图应该如图

： 

图中的三条线标识转换的方向，分三种情况：

    ①：Error到Exception：将错误转换为异常，并继续抛出。例如Spring WEB框架中，将org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet的doDispatch()方法 中，将捕获的错误转译为一个NestedServletException异常。这样做的目的是为了最大限度挽回因错误发生带来的负面影响。因为一个 Error常常是很严重的错误，可能会引起系统挂起。

    ②：Exception到RuntimeException：将检查异常转换为RuntimeException可以让程序代码变得更优雅，让开发人员集中经理设计更合理的程序代码，反过来也增加了系统发生异常的可能性。

    ③：Error到RuntimeException：目的还是一样的。把所有的异常和错误转译为不检查异常，这样可以让代码更为简洁，还有利于对错误和异常信息的统一处理。

 

Java异常处理总结

      1、 异常是程序运行过程过程出现的错误，在Java中用类来描述，用对象来表示具体的异常。Java将其区分为Error与Exception，Error是程序无力处理的错误，Exception是程序可以处理的错误。异常处理是为了程序的健壮性。
    2、 Java异常类来自于Java API定义和用户扩展。通过继承Java API异常类可以实现异常的转译。
    3、 异常能处理就处理，不能处理就抛出，最终没有处理的异常JVM会进行处理。
    4、 异常可以传播，也可以相互转译，但应该根据需要选择合理的异常转译的方向。
    5、 对于一个应用系统，设计一套良好的异常处理体系很重要。这一点在系统设计的时候就应该考虑到。

 

大家可以通过http://blog.csdn.net/bage1988320/article/details/6822380这篇博客，将对java异常机制更加清楚。