java异常机制、异常栈、异常处理方式、异常链、异常丢失

1、java标准异常概述

Throwable表示任何可以作为异常被抛出的类，有两个子类Error和Exception。从这两个类的源代码中可以看出，这两个类并没有添加新的方法，Throwable提供了所以方法的实现。Error表示编译时和系统错误。Exception是可以被抛出的异常类。RuntimeException继承自Exception（如NullPointerException），表示运行时异常，JVM会自动抛出.

2、自定义异常类

自定义异常类方法： 通过继承Throwable或Exception。异常类的所有实现都是基类Throwable实现的，所以构造自定义异常类完全可以参考Exception和Error类。我们只要添加上自定义异常类的构造方法就可以了

<span style="font-size:16px;">package demo.others;

/**
 * 自定义异常类方法
 * 1、通过继承Throwable
 * 2、通过继承Exception
 *
 * @author Touch
 */
public class MyExceptionDemo extends Exception {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    public MyExceptionDemo() {
        super();
    }

    public MyExceptionDemo(String message) {
        super(message);
    }

    public MyExceptionDemo(String message, Throwable cause) {
        super(message, cause);
    }

    public MyExceptionDemo(Throwable cause) {
        super(cause);
    }
}
</span>

 

3、异常栈及异常处理方式

可以通过try、catch来捕获异常。捕获到的异常。下面的示例演示了几种常用异常处理方式

<span style="font-size:16px;">package demo.others;

import mine.util.exception.MyException;

public class ExceptionDemo1 {
    public void f() throws MyException {
        throw new MyException("自定义异常");
    }

    public void g() throws MyException {
        f();
    }

    public  void h() throws MyException  {
        try {
            g();
        } catch (MyException e) {
            //1、通过获取栈轨迹中的元素数组来显示异常抛出的轨迹
            for (StackTraceElement ste : e.getStackTrace())
                System.out.println(ste.getMethodName());
            //2、直接将异常栈信息输出至标准错误流或标准输出流
            e.printStackTrace();//输出到标准错误流
            e.printStackTrace(System.err);
            e.printStackTrace(System.out);
            //3、将异常信息输出到文件中
            //e.printStackTrace(new PrintStream("file/exception.txt"));
            //4、重新抛出异常,如果直接抛出那么栈路径是完整的，如果用fillInStackTrace()
            //那么将会从这个方法（当前是h()方法）作为异常发生的原点。
            //throw e;
            throw (MyException)e.fillInStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
            try {
                new ExceptionDemo1().h();
            } catch (MyException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
    }
}
</span>

运行结果：

f
g
h
main
mine.util.exception.MyException: 自定义异常
 at demo.others.ExceptionDemo1.f(ExceptionDemo1.java:7)
 at demo.others.ExceptionDemo1.g(ExceptionDemo1.java:11)
 at demo.others.ExceptionDemo1.h(ExceptionDemo1.java:16)
 at demo.others.ExceptionDemo1.main(ExceptionDemo1.java:35)
mine.util.exception.MyException: 自定义异常
 at demo.others.ExceptionDemo1.f(ExceptionDemo1.java:7)
 at demo.others.ExceptionDemo1.g(ExceptionDemo1.java:11)
 at demo.others.ExceptionDemo1.h(ExceptionDemo1.java:16)
 at demo.others.ExceptionDemo1.main(ExceptionDemo1.java:35)
mine.util.exception.MyException: 自定义异常
 at demo.others.ExceptionDemo1.f(ExceptionDemo1.java:7)
 at demo.others.ExceptionDemo1.g(ExceptionDemo1.java:11)
 at demo.others.ExceptionDemo1.h(ExceptionDemo1.java:16)
 at demo.others.ExceptionDemo1.main(ExceptionDemo1.java:35)
mine.util.exception.MyException: 自定义异常
 at demo.others.ExceptionDemo1.h(ExceptionDemo1.java:30)
 at demo.others.ExceptionDemo1.main(ExceptionDemo1.java:35)

分析上面的程序，首先main函数被调用，然后是调用h函数，再g函数、f函数，f函数抛出异常，并在h函数捕获，这时将依次从栈顶到栈底输出异常栈路径。

4、异常链

有时候我们会捕获一个异常后在抛出另一个异常，如下代码所示：

<span style="font-size:16px;">package demo.others;

import java.io.IOException;

import mine.util.exception.MyException;

public class ExceptionDemo2 {
    public void f() throws MyException {
        throw new MyException("自定义异常");
    }

    public void g() throws Exception  {
        try {
            f();
        } catch (MyException e) {
            e.printStackTrace();
            throw new Exception("重新抛出的异常1");
        }
    }

    public  void h() throws IOException    {
        try {
            g();
        } catch (Exception e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            throw new IOException("重新抛出异常2");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
            try {
                new ExceptionDemo2().h();
            } catch (IOException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
    }
}
</span>

运行结果：

mine.util.exception.MyException: 自定义异常
 at demo.others.ExceptionDemo2.f(ExceptionDemo2.java:9)
 at demo.others.ExceptionDemo2.g(ExceptionDemo2.java:14)
 at demo.others.ExceptionDemo2.h(ExceptionDemo2.java:23)
 at demo.others.ExceptionDemo2.main(ExceptionDemo2.java:32)
java.lang.Exception: 重新抛出的异常1
 at demo.others.ExceptionDemo2.g(ExceptionDemo2.java:17)
 at demo.others.ExceptionDemo2.h(ExceptionDemo2.java:23)
 at demo.others.ExceptionDemo2.main(ExceptionDemo2.java:32)
java.io.IOException: 重新抛出异常2
 at demo.others.ExceptionDemo2.h(ExceptionDemo2.java:27)
 at demo.others.ExceptionDemo2.main(ExceptionDemo2.java:32)

从结果中我们可以看出，异常栈变小了。也就是说丢失了最原始的异常信息。怎样保存最原始的异常信息呢？Throwable类中有个Throwable  cause属性，表示原始异常。通过接收cause参数的构造器可以把原始异常传递给新异常，或者通过initCause()方法。如下示例：

<span style="font-size:16px;">package demo.others;

import java.io.IOException;

import mine.util.exception.MyException;

public class ExceptionDemo2 {
    public void f() throws MyException {
        throw new MyException("自定义异常");
    }

    public void g() throws Exception  {
        try {
            f();
        } catch (MyException e) {
            e.printStackTrace();
            throw new Exception("重新抛出的异常1",e);
        }
    }

    public  void h() throws IOException    {
        try {
            g();
        } catch (Exception e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            IOException io=new IOException("重新抛出异常2");
            io.initCause(e);
            throw io;
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
            try {
                new ExceptionDemo2().h();
            } catch (IOException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
    }
}
</span>

 

结果：

mine.util.exception.MyException: 自定义异常
 at demo.others.ExceptionDemo2.f(ExceptionDemo2.java:9)
 at demo.others.ExceptionDemo2.g(ExceptionDemo2.java:14)
 at demo.others.ExceptionDemo2.h(ExceptionDemo2.java:23)
 at demo.others.ExceptionDemo2.main(ExceptionDemo2.java:34)
java.lang.Exception: 重新抛出的异常1
 at demo.others.ExceptionDemo2.g(ExceptionDemo2.java:17)
 at demo.others.ExceptionDemo2.h(ExceptionDemo2.java:23)
 at demo.others.ExceptionDemo2.main(ExceptionDemo2.java:34)
Caused by: mine.util.exception.MyException: 自定义异常
 at demo.others.ExceptionDemo2.f(ExceptionDemo2.java:9)
 at demo.others.ExceptionDemo2.g(ExceptionDemo2.java:14)
 ... 2 more
java.io.IOException: 重新抛出异常2
 at demo.others.ExceptionDemo2.h(ExceptionDemo2.java:27)
 at demo.others.ExceptionDemo2.main(ExceptionDemo2.java:34)
Caused by: java.lang.Exception: 重新抛出的异常1
 at demo.others.ExceptionDemo2.g(ExceptionDemo2.java:17)
 at demo.others.ExceptionDemo2.h(ExceptionDemo2.java:23)
 ... 1 more
Caused by: mine.util.exception.MyException: 自定义异常
 at demo.others.ExceptionDemo2.f(ExceptionDemo2.java:9)
 at demo.others.ExceptionDemo2.g(ExceptionDemo2.java:14)
 ... 2 more

从结果中看出当获取到“重新抛出异常2的时候，同时可以输出原始异常“重新抛出的异常1“和原始异常”自定义异常，这就是异常链。

5、finally的使用

finally子句总是执行的，通常用来做一些清理工作，如关闭文件，关闭连接等

下面举几个finally的例子：

<span style="font-size:16px;">// 读取指定路径文本文件
    public static String read(String filePath) {
        StringBuilder str = new StringBuilder();
        BufferedReader in = null;
        try {
            in = new BufferedReader(new FileReader(filePath));
            String s;
            try {
                while ((s = in.readLine()) != null)
                    str.append(s + '\n');
            } finally {
                in.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        return str.toString();
    }</span>

分析：如果调用in = new BufferedReader(new FileReader(filePath));时发生异常，这时是一个文件路径不存在的异常，也就是说并没有打开文件，这时将会直接跳到catch块，而不会执行try...finally块(并不是finally子句)里面的语句in.close();此时不需要关闭文件。

再看一个例子，会导致异常的丢失

<span style="font-size:16px;">package demo.others;

import mine.util.exception.MyException;

public class ExceptionDemo3 {
    public void f() throws MyException {
        throw new MyException("异常1");
    }

    public void g() throws MyException {
        throw new MyException("异常2");
    }

    public static void main(String[] args) {

        try {
            ExceptionDemo3 ex = new ExceptionDemo3();
            try {
                ex.f();
            } finally {
                ex.g();//此时捕获g方法抛出的异常，f方法抛出的异常丢失了
            }
        } catch (MyException e) {
            System.out.println(e);
        }

    }
}
</span>

结果：mine.util.exception.MyException: 异常2

此时异常1就丢失了
或者这样写：

<span style="font-size:16px;">package demo.others;

import mine.util.exception.MyException;

public class ExceptionDemo3 {

    public void g() throws MyException {
        throw new MyException("异常2");
    }

    public static void main(String[] args) {
        ExceptionDemo3 ex = new ExceptionDemo3();
        try {
            ex.g();
        } finally {
            //直接return会丢失所以抛出的异常
            return;
        }

    }
}
</span>

6、异常的限制

（1）当覆盖方法时，只能抛出在基类方法的异常说明里列出的那些异常，有些基类的方法声明抛出异常其实并没有抛出异常，这是因为可能在其子类的覆盖方法中会抛出异常

（2）构造器可以抛出任何异常而不必理会基类构造器所抛出的异常，派生类构造器异常说明必须包含基类构造器异常说明，因为构造派生类对象时会调用基类构造器。此外，派生类构造器不能捕获基类构造器抛出的异常。