一、概述

万物皆对象，异常在Java中也是一种对象。在Java中，把常见的异常情况，都抽象成了对应的异常类型，那么每种异常类型都代表了一种特定的异常情况。
当程序出现异常情况时，会创建并抛出和该异常情况对应的异常类的对象，这个异常对象中保存了一些信息，用来表示当前程序到底发生了什么异常情况。
通过异常信息，我们可以定位异常发生的位置，以及异常发生的原因。
异常分为两种，Java提供的异常类型称为原生异常，此外也可以自定义异常。
异常体系中的根类是：java.lang.Throwable，该类下面有两个子类型：java.lang.Error和java.lang.Exception。其中Error是严重的错误，程序自身不能够解决；而Exception是异常，能够通过特定的方式进行处理和纠正，平常表示的异常都是这种异常。 异常 - 图1Exception中并没有定义方法，它的方法都是从Throwable中继承过来的，其中常用的有：

  • printStackTrace()：打印输出当前发送异常的详细信息（重要）。
  • getMessage()：返回异常对象抛出是携带的信息，一般是异常的发生原因（重要）。
  • printStackTrace(PrintWriter s)：可以指定字符输出流，对异常信息进行输出。
  • printStackTrace(PrintStream s)：可以指定字节输出流，对异常信息进行输出。

异常主要分为两种：

  • 运行时异常：编译器不会报错，之后在运行时抛出。
  • 编译时异常：又称检查异常，编译器会报错。

出现异常后的处理的方法有两种：

  • 将异常抛出：基于throws关键字对异常进行抛出，并可以在方法中对异常使用throw进行手动抛出。
  • 捕获异常并处理：基于try-catch-finally结构对异常进行捕获和处理。

方法在异常抛出后便不会再执行。

二、抛出

JVM会在出现了预设的异常情况之时，自动创建异常对象，抛出、捕获并处理（打印）。
也可以对可能出现的异常在方法中使用throw手动抛出。

  • 若该异常为编译时异常，则需要在方法体之前使用throws关键字将异常进行声明。
  • 若该异常为运行时异常，则不需要使用throws关键字进行声明。

当方法将异常抛出后，若异常一直没有被调用方法的代码处理而继续抛出（即没有方法对此进行处理），JVM会自动捕获并通过printStackTrace()方法将异常打印出来。

  1. public void test(String name) { // 运行时异常不用throws
  2.     if(!"tom".equals(name)) {
  3.         throw new RuntimeException("用户名和预期不符！");
  4.     }
  5. }
  6. public void test(String name) throws Exception {
  7.     if(!"tom".equals(name)) {
  8.         throw new Exception("用户名和预期不符！");
  9.     }
  10. }

三、捕获和处理

若不想让方法对异常进行抛出，让JVM捕获和处理，可以使用try-catch代码块进行捕获和处理。在try块中，会对其中的代码进行捕获；在catch块中，对特定的异常进行处理。

  • catch可以使用多次，对特定的异常进行处理。需先捕获范围小的异常，再捕获范围大的异常。
  • 也可以使用|对异常进行捕获。
  • 也可以不使用catch捕获异常，此时需要在方法体之前声明编译时异常。
    1. try {}
    2. catch(RuntimeException e) {} // 先捕获范围小的异常
    3. catch(Exception e) {} // 再捕获范围大的异常
    4. /***********分割线***********/
    5. try {}
    6. catch(ClassNotFoundException | NoSuchMethodException e) {}
    在捕获并处理异常后，方法会终止。若try块中还有后续代码，则不会被执行。故引入了finally关键字，无论是否发生异常，finally块内的代码都会被执行。同时，finally块的代码执行是在return之后的，即使发生了return，finally代码依然会执行。若finally代码中存在return，会覆盖先前的return。
    1. try {
    2.   return 10/0;
    3.   return 1;
    4. } catch(Exception e) {
    5.   return 2;
    6. } finally {
    7.   return 3; // 最后返回3
    8. }
    9. /***********分割线***********/
    10. int i = 0;
    11. try {
    12.   return 10/0;
    13.   return i++;
    14. } catch(Exception e) {
    15.   return i++; // 最后返回0
    16. } finally {
    17.   i++;
    18. }
    当然，try-catch-finally是配合执行的，当try代码没有被执行时，finally代码也不会被执行。在try块或catch块时被打断（interrupted）或者被终止（killed），或执行了 System.exit(0)语句终止了JVM的运行，finally代码也都不会被执行。
    针对流等资源类型对象的异常处理（try-with-resource资源自动释放机制），参见节点流。

    四、自定义异常

    JDK中存在的异常都是与程序编译和运行的关键错误有关的。若程序的使用者使用了程序的编写者不允许的非法指令，如年龄设置为负数、成绩大于满分，用户登录时密码不正确、用户访问某些接口时候的权限不足等，这时则需要使用自定义异常。可以定义一个类继承RuntimeException（运行时异常）或Exception（编译异常），并使用父类的构造方法，即可自定义一个异常。一般继承RuntimeException。
    1. public class ModifyUserInfoException extends RuntimeException { // 自定义一个用户信息修改异常，继承运行时异常类
    2.   public ModifyUserInfoExceptin() {}
    3.   public ModifyUserInfoExceptin(String message) {
    4.       super(message); // 调用父类的构造方法
    5.   }
    6. }
    7. // 抛异常时
    8. throw new ModifyUserInfoException("权限错误");
    抛出信息如果每次都不一样，日志就会混乱。可以使用枚举对异常的抛出信息进行统一约定：
    1. public enum ExceptionType {
    2.   ACCESS_ERROR("权限错误"); // 定义一个权限错误异常
    3.   private String message;
    4.   private ExceptionType(String message) { // 构造器
    5.       this.message = message;
    6.   }
    7.   public String getMsg() {
    8.       return message;
    9.   }
    10. }
    11. // 抛异常时
    12. throw new ModifyUserInfoException(ExceptionType.ACCESS_ERROR.getMsg());

    五、异常预处理

    编译异常在使用IDE编写程序的时候即出现，故编译异常是能够在编译前处理和避免的。
    而为了避免运行时异常，则需要注意以下几点：
    （一）对变量可能的值进行预见
    对于基本数据类型，需要对数据的正负、是否为0进行判断，避免出现不应为负值的值为负、除数为0等情况。
    对于引用类型，需要对引用类型是否为null进行判空处理，避免对象在使用方法时，对象为空的情况（空指针异常）。同时，字符串在进行比较时，一般使用”固定”.equals(变量)，而不是变量.equals(“固定”)，防止变量为null的情况。
    （二）对数组的范围进行预见
    在存入数据时，需要对数组的元素数量的当前长度进行比较，确定是否能够存入。
    （三）对数据强转的类型进行预见
    在进行类型强制转换时，需要对对象是否属于某个类进行判断（如instanceof），确定是否能够强转。

    六、断言

    断言（assert）是JDK1.4中增加的关键字。可以在程序中，使用断言确认一些关键性条件必须成立（true），否则会抛出AssertionError类型的错误。
    默认情况下，JVM没有开启断言功能，需要通过给JVM传参（-enableassertions 或 -ea）来开启此项功能。
    1. assert a != 0 : "参数a的值不能为0";
    2. // a为0时出现异常：Exception in thread "main" java.lang.AssertionError: 参数a的值不能为0