Java的異常捕獲處理

異常處理機制

在編寫程式時，經常要在可能出現錯誤的地方加上檢測的代碼，如進行x/y運算時，要檢測分母為0，資料為空，輸入的不是資料而是字元等。過多的分支會導緻程式的代碼加長，可讀性差。是以采用異常機制。

Java采用異常處理機制，将異常處理的程式代碼集中在一起，與正常的程式代碼分開，使得程式簡潔，并易于維護。

Java提供的是異常處理的抓抛模型。

Java程式的執行過程中如出現異常，會生成一個異常類對象，該異常對象将被送出給Java運作時系統，這個過程稱為抛出(throw)異常。

異常對象的生成

由虛拟機自動生成：程式運作過程中，虛拟機檢測到程式發生了問題，如果在目前代碼中沒有找到相應的處理程式，就會在背景自動建立一個對應異常類的執行個體對象并抛出——自動抛出。

由開發人員手動建立：Exception exception = new ClassCastException();——建立好的異常對象不抛出對程式沒有任何影響，和建立一個普通對象一樣。

如果一個方法内抛出異常，該異常對象會被抛給調用者方法中處理。如果異常沒有在調用者方法中處理，它繼續被抛給這個調用方法的上層方法。這個過程将一直繼續下去，直到異常被處理。這一過程稱為捕獲(catch)異常。

如果一個異常回到main()方法，并且main()也不處理，則程式運作終止。

程式員通常隻能處理Exception，而對Error無能為力。

捕獲異常

使用 try 和 catch 關鍵字可以捕獲異常。try/catch 代碼塊放在異常可能發生的地方。try/catch代碼塊中的代碼稱為保護代碼。使用try/catch的文法如下：

try {
   // 程式代碼
}catch(ExceptionName e) {
   //Catch 塊
}
           

try

捕獲異常的第一步是用try{…}語句塊標明捕獲異常的範圍，将可能出現異常的代碼放在try語句塊中。

catch (Exceptiontype e)

Catch 語句包含要捕獲異常類型的聲明。當保護代碼塊中發生一個異常時，try 後面的 catch 塊就會被檢查。如果發生的異常包含在 catch 塊中，異常會被傳遞到該 catch 塊，這和傳遞一個參數到方法是一樣。

在catch語句塊中是對異常對象進行處理的代碼。每個try語句塊可以伴随一個或多個catch語句，用于處理可能産生的不同類型的異常對象。

如果明确知道産生的是何種異常，可以用該異常類作為catch的參數，也可以用其父類作為catch的參數。比如：可以用ArithmeticException類作為參數的地方，就可以用RuntimeException類作為參數，或者用所有異常的父類Exception類作為參數。但不能是與ArithmeticException類無關的異常，如NullPointerException（catch中的語句将不會執行）。

捕獲異常的有關資訊：與其它對象一樣，可以通路一個異常對象的成員變量或調用它的方法。

 getMessage()   擷取異常資訊，傳回字元串

 printStackTrace()  擷取異常類名和異常資訊，以及異常出現在程式中的位置。傳回值void。

下面的例子中聲明有兩個元素的一個數組，當代碼試圖通路數組的第三個元素的時候就會抛出一個異常。

import java.io.*;
public class ExcepTest{
   public static void main(String args[]){
      try{
         // 可能産生異常的代碼，即需要被檢測的代碼
         int a[] = new int[2];
         System.out.println("擷取數組的第三個元素：" + a[3]);
      }catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){ // e用于接收try檢測到的異常對象
         System.out.println("抛出的異常：" + e);
         System.out.println("message:"+e.getMessage()); // 擷取的是異常的資訊
         System.out.println("toString:"+e.toString()); // 擷取的是異常的名字+異常的資訊
         e.printStackTrace(); // 列印異常在堆棧中資訊；異常名稱+異常資訊+異常的位置
      }
      System.out.println("try/catch代碼塊之後");
   }
}
           

執行結果為：

抛出的異常：java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
message:3
toString:java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
	at ExcepTest.main(ExcepTest.java:6)
try/catch代碼塊之後
           

多重捕獲塊

一個 try 代碼塊後面跟随多個 catch 代碼塊的情況就叫多重捕獲。

多重捕獲塊的文法如下所示：

try{
   // 程式代碼
}catch(異常類型1 異常的變量名1){
  // 程式代碼
}catch(異常類型2 異常的變量名2){
  // 程式代碼
}catch(異常類型2 異常的變量名2){
  // 程式代碼
}
           

上面的代碼段包含了 3 個 catch塊。可以在 try 語句後面添加任意數量的 catch 塊。

如果保護代碼中發生異常，異常被抛給第一個 catch 塊。如果抛出異常的資料類型與  異常類型1  比對，它在這裡就會被捕獲。如果不比對，它會被傳遞給第二個 catch 塊。如此，直到異常被捕獲或者通過所有的 catch 塊。

try...catch...catch... 捕獲異常時，大的異常(Exception類)放在下方，小的異常放在上方，否則，在異常捕獲時，小的異常将不能被捕獲，因為全在大的異常類中捕獲到。即如果多個 catch 塊中的異常出現繼承關系，父類異常 catch 塊放在最下面。

finally

finally 代碼塊出現在 catch 代碼塊最後，文法如下：

try{
  // 程式代碼
}catch(異常類型1 異常的變量名1){
  // 程式代碼
}catch(異常類型2 異常的變量名2){
  // 程式代碼
}finally{ 
  // 程式代碼
}
           

捕獲異常的最後一步是通過finally語句為異常處理提供一個統一的出口，使得在控制流轉到程式的其它部分以前，能夠對程式的狀态作統一的管理。

不論在try代碼塊中是否發生了異常事件，catch語句是否執行，catch語句是否有異常，catch語句中是否有return，finally塊中的語句都會被執行。

finally主要用于關閉資源。無論是否發生異常，資源都必須進行關閉。隻有在finally之前執行了System.exit(0); 進而退出jvm的這種情況下finally才不執行。

finally語句和catch語句是任選的。

import java.io.*;
public class ExcepTest{
   public static void main(String args[]){
      int a[] = new int[2]; 
      try{
         // 可能産生異常的代碼，即需要被檢測的代碼
         System.out.println("擷取數組的第三個元素：" + a[3]);
      }catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){ // e用于接收try檢測到的異常對象
         System.out.println("抛出的異常：" + e);
      }finally{ // finally 關鍵字用來建立在 try 代碼塊後面執行的代碼塊。
         a[0] = 6;
         System.out.println("數組第一個元素的值：" +a[0]);
      }
   }
}
           

執行結果：

抛出的異常：java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
數組第一個元素的值：6
           

finally 代碼塊和 finalize()方法有什麼差別？

無論是否抛出異常， finally 代碼塊都會執行，它主要是用來釋放應用占用的資源。 finalize()方法是 Object 類的一個 protected 方法，它是在對象被垃圾回收之前由 Java 虛拟機來調用的。

使用異常捕獲時注意下面幾個事項：

1）catch 不能獨立于 try 存在。

2）在 try/catch 後面添加 finally 塊并非強制性要求的。

3）try 代碼後不能既沒 catch 塊也沒 finally 塊。

4）try, catch, finally 塊之間不能添加任何代碼。

不捕獲異常時的情況

前面使用的異常都是RuntimeException類或是它的子類，這些類的異常的特點是：即使沒有使用try和catch捕獲，Java自己也能捕獲，并且編譯通過 ( 但運作時會發生異常使得程式運作終止 )。

如果抛出的異常是IOException等類型的非運作時異常，則必須捕獲，否則編譯錯誤。也就是說，我們必須處理編譯時異常，将異常進行捕捉，轉化為運作時異常。

注意：    

1）異常處理完成以後，Exception對象會在下一個垃圾回收過程中被回收掉。

2）Java 語言定義了一些異常類在 java.lang 标準包中。标準運作時異常類的子類是最常見的異常類。由于 java.lang 包是預設加載到所有的 Java 程式的，是以大部分從運作時異常類繼承而來的異常都可以直接使用。