Java 异常的概念

• 异常表示程序运行过程中可能出现的非正常状态，运行时异常表示虚拟机的通常操作中可能遇到的异常，是一种常见运行错误，只要程序设计得没有问题通常就不会发生。
• 受检异常跟程序运行的上下文环境有关，即使程序设计无误，仍然可能因使用的问题而引发，Java编译器要求方法必须声明抛出可能发生的受检异常，但是并不要求必须声明抛出未被捕获的运行时异常，异常和继承一样，是面向对象程序设计中经常被滥用的东西，在Effective Java中对异常的使用给出了以下指导原则：
  • 不要将异常处理用于正常的控制流（设计良好的API不应该强迫它的调用者为了正常的控制流而使用异常）
  • 对可以恢复的情况使用受检异常，对编程错误使用运行时异常。
  • 避免不必要的使用受检异常（可以通过一些状态检测手段来避免异常的发生）
  • 优先使用标准的异常。
  • 每个方法抛出的异常都要有文档。
  • 保持异常的原子性。
  • 不要在catch中忽略掉捕获到的异常。

[例9-1]：测试异常。

public class testException {
  public static void main(String[] args) {
    int x = Integer.parseInt(args[0]);
    int y = Integer.parseInt(args[1]);
    System.out.println(x+"+"+y+"="+(x+y));
  }
}

• 该程序在编译时无错误，在运行时可能使用不当产生各种问题。

正常运行示例

• 输入运行命令。

java testException 23 45

• 输出结果： 23+45=68

错误运行现象1：忘记输入命令行参数。

java testException

• 则在控制台将显示数组访问越界的错误信息：Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 0 out of bounds for length 0

错误运行现象2：输入的命令行参数不是整数，例如：

java testException 3 3.4

• 则在控制台将显示数字格式错误的异常信息：Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: For input string: "3.4”

• 可以看出，如果程序运行时出现异常，Java系统通常将自动显示有关异常的信息，指明异常种类和出错的位置。

• 显然，这样的错误信息交给软件的使用者是不合适的，用户无疑会抱怨你的软件怎么老出错，一个好的程序应能够将错误消化在程序的代码中，也就是在程序中处理各种错误，假如异常未在程序中消化，Java虚拟机将最终接收到这个异常，它将在控制台显示异常信息，为了能防止第一种错误现象，有两个方法。

处理方法1：用传统的防错处理方法检测命令行参数是否达到两个，未达到给出提示。

public class testException2{
  public static void main(String[] args) {
    if (args.length<2){
      System.out.println("usage:java testException int int");
    }else{
      int x = Integer.parseInt(args[0]);
      int y = Integer.parseInt(args[1]);
      System.out.println(x+"+"+y+"="+(x+y));
    }
  }
}

• 运行时，当命令行参数少于2个时，则输出"usage:java testException int int"

处理方法2利用异常机制，一下为具体代码。

public class testException3{
  public static void main(String[] args) {
    try{
      int x = Integer.parseInt(args[0]);
      int y = Integer.parseInt(args[1]);
      System.out.println(x+"+"+y+"="+(x+y));
    }catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
      System.out.println("usage:java testException int int");
    }
  }
}

• 异常处理的特点是对可能出现异常的程序段用try进行尝试，如果出现异常，则相应的catch语句将捕获该异常，对该异常进行消化处理。

异常的类层次

Java的异常类是处理运行时错误的特殊类，每一种异常类对应一种特定的运行错误，所有的Java异常类都是系统类库中的Exception类的子类，其继承结构如下图所示：

• Throwable类为该处理层次中的最高层，其中定义了一个异常描述串，以及可获取该描述的getMessage()方法。
  • Error类是一般是指java虚拟机相关的问题，如系统崩溃，虚拟机出错误，动态链接失败等，这种错误无法恢复或不可能捕获，将导致应用程序中断，通常应用程序无法处理这些错误，因此应用程序不应该捕获Error对象，也无须在其throws子句中声明该方法抛出任何Error或其子类。
  • Exception可以分为运行时异常（UncheckedExceptions）和非运行时异常（CheckedExceptions)
    • 运行时异常都是RuntimeException类及其子类异常，如NullPointerException,IndexOutOfBoundsException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。
    • 除了RuntimeException及其子类以外，其他的Exception类及其子类都属于可查异常，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。

系统定义的异常

Exception类有若干的子类，每一个子类代表一种特定的运行时错误，这些子类有的是系统事先定义好并包含在Java类库中的，称为系统定义的运行异常，如下表所示：

系统定义的异常	异常的解释
ClassNotFoundException	未找到要装载的类
ArrayIndexOutBoundsException	数组访问越界
FileNotFoundException	文件找不到
IOException	输入，输出错误
NullPointerException	空指针访问
ArithmeticException	算术运算错误，如除数为0
NumberFormatException	数字格式错误
InterruptedException	中断异常，线程在进行暂停处理时（如睡眠）被调度打断将引发该异常