Java开发中常见异常及处理方法
1.JAVA异常
异常指不期而至的各种状况，如：文件找不到、网络连接失败、非法参数等。异常是一个事件，它发生在程序运行期间，干扰了正常的指令流程。Java通 过API中Throwable类的众多子类描述各种不同的异常。因而，Java异常都是对象，是Throwable子类的实例，描述了出现在一段编码中的 错误条件。当条件生成时，错误将引发异常。
Java异常类层次结构图：
图1Java异常类层次结构图
在 Java 中，所有的异常都有一个共同的祖先 Throwable（可抛出）。Throwable 指定代码中可用异常传播机制通过 Java 应用程序传输的任何问题的共性。
Throwable：有两个重要的子类：Exception（异常）和 Error（错误），二者都是 Java 异常处理的重要子类，各自都包含大量子类。
Error（错误）:是程序无法处理的错误，表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关，而表示代码运行时 JVM（Java 虚拟机）出现的问题。例如，Java虚拟机运行错误（Virtual MachineError），当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时，Java虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。
。这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时，如Java虚拟机运行错误（Virtual MachineError）、类定义错误（NoClassDefFoundError）等。这些错误是不可查的，因为它们在应用程序的控制和处理能力之 外，而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说，即使确实发生了错误，本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java中，错误通过Error的子类描述。
Exception（异常）:是程序本身可以处理的异常。
Exception 类有一个重要的子类 RuntimeException。RuntimeException 类及其子类表示“JVM 常用操作”引发的错误。例如，若试图使用空值对象引用、除数为零或数组越界，则分别引发运行时异常（NullPointerException、ArithmeticException）和 ArrayIndexOutOfBoundException。
注意：异常和错误的区别：异常能被程序本身可以处理，错误是无法处理。
通常，Java的异常(包括Exception和Error)分为可查的异常（checked exceptions）和不可查的异常（unchecked exceptions）。
可查异常（编译器要求必须处置的异常）：正确的程序在运行中，很容易出现的、情理可容的异常状况。可查异常虽然是异常状况，但在一定程度上它的发生是可以预计的，而且一旦发生这种异常状况，就必须采取某种方式进行处理。
注：可查异常“要求编译器必须处理”的意思是，对于一个可能会引起异常的方法，在编写代码时必须用throws声明或用try-catch块捕获，以期在发生异常时程序能够自动处理，如果在代码中没有写明，那么编译时编译器会给出错误提醒。
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。
不可查异常(编译器不要求强制处置的异常):包括运行时异常（RuntimeException与其子类）和错误（Error）。
Exception 这种异常分两大类运行时异常和非运行时异常(编译异常)。程序中应当尽可能去处理这些异常。
运行时异常：都是RuntimeException类及其子类异常，如NullPointerException(空指针异常)、IndexOutOfBoundsException(下标越界异常)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。
运行时异常的特点是Java编译器不会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常，即使没有用try-catch语句捕获它，也没有用throws子句声明抛出它，也会编译通过。
非运行时异常（编译异常）：是RuntimeException以外的异常，类型上都属于Exception类及其子类。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。如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常，一般情况下不自定义检查异常。
2.处理异常机制
在 Java 应用程序中，异常处理机制为：抛出异常，捕捉异常。
抛出异常：当一个方法出现错误引发异常时，方法创建异常对象并交付运行时系统，异常对象中包含了异常类型和异常出现时的程序状态等异常信息。运行时系统负责寻找处置异常的代码并执行。
捕获异常：在方法抛出异常之后，运行时系统将转为寻找合适的异常处理器（exception handler）。潜在的异常处理器是异常发生时依次存留在调用栈中的方法的集合。当异常处理器所能处理的异常类型与方法抛出的异常类型相符时，即为合适 的异常处理器。运行时系统从发生异常的方法开始，依次回查调用栈中的方法，直至找到含有合适异常处理器的方法并执行。当运行时系统遍历调用栈而未找到合适 的异常处理器，则运行时系统终止。同时，意味着Java程序的终止。
对于运行时异常、错误或可查异常，Java技术所要求的异常处理方式有所不同。
由于运行时异常的不可查性，为了更合理、更容易地实现应用程序，Java规定，运行时异常将由Java运行时系统自动抛出，允许应用程序忽略运行时异常。
对于方法运行中可能出现的Error，当运行方法不欲捕捉时，Java允许该方法不做任何抛出声明。因为，大多数Error异常属于永远不能被允许发生的状况，也属于合理的应用程序不该捕捉的异常。
对于所有的可查异常，Java规定：一个方法必须捕捉，或者声明抛出方法之外。也就是说，当一个方法选择不捕捉可查异常时，它必须声明将抛出异常。
能够捕捉异常的方法，需要提供相符类型的异常处理器。所捕捉的异常，可能是由于自身语句所引发并抛出的异常，也可能是由某个调用的方法或者Java运行时 系统等抛出的异常。也就是说，一个方法所能捕捉的异常，一定是Java代码在某处所抛出的异常。简单地说，异常总是先被抛出，后被捕捉的。
任何Java代码都可以抛出异常，如：自己编写的代码、来自Java开发环境包中代码，或者Java运行时系统。无论是谁，都可以通过Java的throw语句抛出异常。
从方法中抛出的任何异常都必须使用throws子句。
捕捉异常通过try-catch语句或者try-catch-finally语句实现。
总体来说，Java规定：对于可查异常必须捕捉、或者声明抛出。允许忽略不可查的RuntimeException和Error。
2.1 捕获异常：try、catch 和 finally
1.try-catch语句
在Java中，异常通过try-catch语句捕获。其一般语法形式为：
try{
//可能会发生异常的程序代码
}catch(Type1id1){
//捕获并处置try抛出的异常类型Type1
}
catch(Type2id2){
//捕获并处置try抛出的异常类型Type2
}
关键词try后的一对大括号将一块可能发生异常的代码包起来，称为监控区域。Java方法在运行过程中出现异常，则创建异常对象。将异常抛出监控区域之 外，由Java运行时系统试图寻找匹配的catch子句以捕获异常。若有匹配的catch子句，则运行其异常处理代码，try-catch语句结束。
匹配的原则是：如果抛出的异常对象属于catch子句的异常类，或者属于该异常类的子类，则认为生成的异常对象与catch块捕获的异常类型相匹配。
例1 捕捉throw语句抛出的“除数为0”异常。
publicclassTestException{
publicstaticvoidmain(String[]args){
inta=6;
intb=0;
try{//try监控区域
if(b==0)thrownewArithmeticException();//通过throw语句抛出异常
System.out.println("a/b的值是："+a/b);
}
catch(ArithmeticExceptione){//catch捕捉异常
System.out.println("程序出现异常，变量b不能为0。");
}
System.out.println("程序正常结束。");
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
inta=6;
intb=0;
try{
System.out.println("a/b的值是："+a/b);
}catch(ArithmeticExceptione){
System.out.println("程序出现异常，变量b不能为0。");
}
System.out.println("程序正常结束。");
}
}
publicclassTestException{
publicstaticvoidmain(String[]args){
inta,b;
a=6;
b=0;//除数b的值为0
System.out.println(a/b);
}
}
运行结果：
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
at Test.TestException.main(TestException.java:8)
例4 程序可能存在除数为0异常和数组下标越界异常。
publicclassTestException{
publicstaticvoidmain(String[]args){
int[]intArray=newint[3];
try{
for(inti=0;i<=intArray.length;i++){
intArray[i]=i;
System.out.println("intArray["+i+"]="+intArray[i]);
System.out.println("intArray["+i+"]模"+(i-2)+"的值:"
+intArray[i]%(i-2));
}
}catch(ArrayIndexOutOfBoundsExceptione){
System.out.println("intArray数组下标越界异常。");
}catch(ArithmeticExceptione){
System.out.println("除数为0异常。");
}
System.out.println("程序正常结束。");
}
}
运行结果：
intArray[0] = 0
intArray[0]模 -2的值: 0
intArray[1] = 1
intArray[1]模 -1的值: 0
intArray[2] = 2
除数为0异常。
程序正常结束。
例4 程序可能会出现除数为0异常，还可能会出现数组下标越界异常。程序运行过程中ArithmeticException异常类型是先行匹配的，因此执行相匹配的catch语句：
[java]view plaincopy print?
catch(ArithmeticExceptione){
System.out.println("除数为0异常。");
}[java]view plaincopyprint?
try{
//可能会发生异常的程序代码
}catch(Type1id1){
//捕获并处理try抛出的异常类型Type1
}catch(Type2id2){
//捕获并处理try抛出的异常类型Type2
}finally{
//无论是否发生异常，都将执行的语句块
}
[java]view plaincopyprint?
publicclassTestException{
publicstaticvoidmain(Stringargs[]){
inti=0;
Stringgreetings[]={"Helloworld!","HelloWorld!!",
"HELLOWORLD!!!"};
while(i<4){
try{
//特别注意循环控制变量i的设计，避免造成无限循环
System.out.println(greetings[i++]);
}catch(ArrayIndexOutOfBoundsExceptione){
System.out.println("数组下标越界异常");
}finally{
System.out.println("--------------------------");
}
}
}
}
[java]view plaincopyprint?
try{
System.out.println(greetings[i]);i++;
}图示try、catch、finally语句块的执行：[java]view plaincopyprint?
methodnamethrowsException1,Exception2,..,ExceptionN
{
}[java]view plaincopyprint?
importjava.lang.Exception;
publicclassTestException{
staticvoidpop()throwsNegativeArraySizeException{
//定义方法并抛出NegativeArraySizeException异常
int[]arr=newint[-3];//创建数组
}
publicstaticvoidmain(String[]args){//主方法
try{//try语句处理异常信息
pop();//调用pop()方法
}catch(NegativeArraySizeExceptione){
System.out.println("pop()方法抛出的异常");//输出异常信息
}
}
}
使用throws关键字将异常抛给调用者后，如果调用者不想处理该异常，可以继续向上抛出，但最终要有能够处理该异常的调用者。
pop方法没有处理异常NegativeArraySizeException，而是由main函数来处理。
Throws抛出异常的规则：
1) 如果是不可查异常（unchecked exception），即Error、RuntimeException或它们的子类，那么可以不使用throws关键字来声明要抛出的异常，编译仍能顺利通过，但在运行时会被系统抛出。
2）必须声明方法可抛出的任何可查异常（checked exception）。即如果一个方法可能出现受可查异常，要么用try-catch语句捕获，要么用throws子句声明将它抛出，否则会导致编译错误
3)仅当抛出了异常，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。
4）调用方法必须遵循任何可查异常的处理和声明规则。若覆盖一个方法，则不能声明与覆盖方法不同的异常。声明的任何异常必须是被覆盖方法所声明异常的同类或子类。
例如：
[java]view plaincopy print?
voidmethod1()throwsIOException{}//合法
//编译错误，必须捕获或声明抛出IOException
voidmethod2(){
method1();
}
//合法，声明抛出IOException
voidmethod3()throwsIOException{
method1();
}
//合法，声明抛出Exception，IOException是Exception的子类
voidmethod4()throwsException{
method1();
}
//合法，捕获IOException
voidmethod5(){
try{
method1();
}catch(IOExceptione){…}
}
//编译错误，必须捕获或声明抛出Exception
voidmethod6(){
try{
method1();
}catch(IOExceptione){thrownewException();}
}
//合法，声明抛出Exception
voidmethod7()throwsException{
try{
method1();
}catch(IOExceptione){thrownewException();}
} 判断一个方法可能会出现异常的依据如下：
1）方法中有throw语句。例如，以上method7()方法的catch代码块有throw语句。
2）调用了其他方法，其他方法用throws子句声明抛出某种异常。例如，method3()方法调用了method1()方法，method1()方法声明抛出IOException，因此，在method3()方法中可能会出现IOException。 throw总是出现在函数体中，用来抛出一个Throwable类型的异常。程序会在throw语句后立即终止，它后面的语句执行不到，然后在包含它的所有try块中（可能在上层调用函数中）从里向外寻找含有与其匹配的catch子句的try块。
我们知道，异常是异常类的实例对象，我们可以创建异常类的实例对象通过throw语句抛出。该语句的语法格式为：
throw new exceptionname;
例如抛出一个IOException类的异常对象：
throw new IOException;
要注意的是，throw 抛出的只能够是可抛出类Throwable 或者其子类的实例对象。下面的操作是错误的：
throw new String("exception");
[java]view plaincopyprint?
packageTest;
importjava.lang.Exception;
publicclassTestException{
staticintquotient(intx,inty)throwsMyException{//定义方法抛出异常
if(y<0){//判断参数是否小于0
thrownewMyException("除数不能是负数");//异常信息
}
returnx/y;//返回值
}
publicstaticvoidmain(Stringargs[]){//主方法
inta=3;
intb=0;
try{//try语句包含可能发生异常的语句
intresult=quotient(a,b);//调用方法quotient()
}catch(MyExceptione){//处理自定义异常
System.out.println(e.getMessage());//输出异常信息
}catch(ArithmeticExceptione){//处理ArithmeticException异常
System.out.println("除数不能为0");//输出提示信息
}catch(Exceptione){//处理其他异常
System.out.println("程序发生了其他的异常");//输出提示信息
}
}
}
classMyExceptionextendsException{//创建自定义异常类
Stringmessage;//定义String类型变量
publicMyException(StringErrorMessagr){//父类方法
message=ErrorMessagr;
}
publicStringgetMessage(){//覆盖getMessage()方法
returnmessage;
}
}
2.3 异常链
1) 如果调用quotient(3,-1)，将发生MyException异常，程序调转到catch (MyException e)代码块中执行；
2) 如果调用quotient(5,0)，将会因“除数为0”错误引发ArithmeticException异常，属于运行时异常类，由Java运行时系统自动抛出。quotient（）方法没有捕捉ArithmeticException异常，Java运行时系统将沿方法调用栈查到main方法，将抛出的异常上传至quotient（）方法的调用者：
int result = quotient(a, b); // 调用方法quotient()
由于该语句在try监控区域内，因此传回的“除数为0”的ArithmeticException异常由Java运行时系统抛出，并匹配catch子句：
catch (ArithmeticException e) { // 处理ArithmeticException异常
System.out.println("除数不能为0"); // 输出提示信息
}
处理结果是输出“除数不能为0”。Java这种向上传递异常信息的处理机制，形成异常链。
Java方法抛出的可查异常将依据调用栈、沿着方法调用的层次结构一直传递到具备处理能力的调用方法，最高层次到main方法为止。如果异常传递到main方法，而main不具备处理能力，也没有通过throws声明抛出该异常，将可能出现编译错误。
3)如还有其他异常发生，将使用catch (Exception e)捕捉异常。由于Exception是所有异常类的父类，如果将catch (Exception e)代码块放在其他两个代码块的前面，后面的代码块将永远得不到执行，就没有什么意义了，所以catch语句的顺序不可掉换。
2.4 Throwable类中的常用方法
注意：catch关键字后面括号中的Exception类型的参数e。Exception就是try代码块传递给catch代码块的变量类型，e就是变量名。catch代码块中语句"e.getMessage();"用于输出错误性质。通常异常处理常用3个函数来获取异常的有关信息:
getCause()：返回抛出异常的原因。如果 cause 不存在或未知，则返回 null。
getMeage()：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。
有时为了简单会忽略掉catch语句后的代码，这样try-catch语句就成了一种摆设，一旦程序在运行过程中出现了异常，就会忽略处理异常，而错误发生的原因很难查找。
3.Java常见异常
在Java中提供了一些异常用来描述经常发生的错误，对于这些异常，有的需要程序员进行捕获处理或声明抛出，有的是由Java虚拟机自动进行捕获处理。Java中常见的异常类:
1. runtimeException子类:
1、 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
数组索引越界异常。当对数组的索引值为负数或大于等于数组大小时抛出。
2、java.lang.ArithmeticException
算术条件异常。譬如：整数除零等。
3、java.lang.NullPointerException
空指针异常。当应用试图在要求使用对象的地方使用了null时，抛出该异常。譬如：调用null对象的实例方法、访问null对象的属性、计算null对象的长度、使用throw语句抛出null等等
4、java.lang.ClassNotFoundException
找不到类异常。当应用试图根据字符串形式的类名构造类，而在遍历CLASSPAH之后找不到对应名称的class文件时，抛出该异常。
5、java.lang.NegativeArraySizeException数组长度为负异常
6、java.lang.ArrayStoreException数组中包含不兼容的值抛出的异常
7、java.lang.SecurityException安全性异常
8、java.lang.IllegalArgumentException非法参数异常
2.IOException
IOException：操作输入流和输出流时可能出现的异常。
EOFException 文件已结束异常
FileNotFoundException 文件未找到异常
3. 其他
ClassCastException 类型转换异常类
ArrayStoreException 数组中包含不兼容的值抛出的异常
SQLException 操作数据库异常类
NoSuchFieldException 字段未找到异常
NoSuchMethodException 方法未找到抛出的异常
NumberFormatException 字符串转换为数字抛出的异常
StringIndexOutOfBoundsException 字符串索引超出范围抛出的异常
IllegalAccessException 不允许访问某类异常
InstantiationException 当应用程序试图使用Class类中的newInstance()方法创建一个类的实例，而指定的类对象无法被实例化时，抛出该异常
4.自定义异常
使用Java内置的异常类可以描述在编程时出现的大部分异常情况。除此之外，用户还可以自定义异常。用户自定义异常类，只需继承Exception类即可。
在程序中使用自定义异常类，大体可分为以下几个步骤。
（1）创建自定义异常类。
（2）在方法中通过throw关键字抛出异常对象。
（3）如果在当前抛出异常的方法中处理异常，可以使用try-catch语句捕获并处理；否则在方法的声明处通过throws关键字指明要抛出给方法调用者的异常，继续进行下一步操作。
（4）在出现异常方法的调用者中捕获并处理异常。
引用内容来自于网址https://www.2cto.com/kf/201711/536584.html，