解析Java中所有错误和异常的父类java.lang.Throwable

在java语言中，错误类的基类是java.lang.Error，异常类的基类是java.lang.Exception。
1)相同点：java.lang.Error和java.lang.Exception都是java.lang.Throwable的子类，因此java.lang.Error和java.lang.Exception自身及其子类都可以作为throw的使用对象，如：throw new MyError();和throw new MyException();其中，MyError类是java.lang.Error的子类，MyException类是java.lang.Exception的子类。
2)不同点：java.lang.Error自身及其子类不需要try-catch语句的支持，可在任何时候将返回方法，如下面的方法定义：

public String myMethod() {
throw new MyError();
}

其中MyError类是java.lang.Error类的子类。
java.lang.Exception自身及其子类需要try-catch语句的支持，如下的方法定义是错误的：

public String myMethod() {
throw new MyException();
}

正确的方法定义如下：

public String myMethod() throws MyException {
throw new MyException();
}

其中MyException类是java.lang.Exception的子类。

JAVA异常是在java程序运行的时候遇到非正常的情况而创建的对象,它封装了异常信息,java异常的根类为java.lang.Throwable,整个类有两个直接子类java.lang.Error和java.lang.Exception.Error是程序本身无法恢复的严重错误.Exception则表示可以被程序捕获并处理的异常错误.JVM用方法调用栈来跟踪每个线程中一系列的方法调用过程,该栈保存了每个调用方法的本地信息.对于独立的JAVA程序,可以一直到该程序的main方法.当一个新方法被调用的时候,JVM把描述该方法的栈结构置入栈顶,位于栈顶的方法为正确执行的方法.当一个JAVA方法正常执行完毕,JVM回从调用栈中弹处该方法的栈结构,然后继续处理前一个方法.如果java方法在执行代码的过程中抛出异常,JVM必须找到能捕获异常的catch块代码.它首先查看当前方法是否存在这样的catch代码块,如果存在就执行该 catch代码块,否则JVM回调用栈中弹处该方法的栈结构,继续到前一个方法中查找合适的catch代码块.最后如果JVM向上追到了main()方法,也就是一直把异常抛给了main()方法,仍然没有找到该异常处理的代码块,该线程就会异常终止,如果该线程是主线程,应用程序也随之终止,此时 JVM将把异常直接抛给用户,在用户终端上会看到原始的异常信息.

Java.lang.throwable源代码解析

package java.lang;
import java.io.*;
/**
*
* Throwable是所有Error和Exceptiong的父类
* 注意它有四个构造函数:
* Throwable()
* Throwable(String message)
* Throwable(Throwable cause)
* Throwable(String message, Throwable cause)
*
*/
public class Throwable implements Serializable {
  private static final long serialVersionUID = -3042686055658047285L;

  /**
  * Native code saves some indication of the stack backtrace in this slot.
  */
  private transient Object backtrace;

  /**
  * 描述此异常的信息
  */
  private String detailMessage;

  /**
  * 表示当前异常由那个Throwable引起
  * 如果为null表示此异常不是由其他Throwable引起的
  * 如果此对象与自己相同,表明此异常的起因对象还没有被初始化
  */
  private Throwable cause = this;

  /**
  * 描述异常轨迹的数组
  */
  private StackTraceElement[] stackTrace;

  /**
  * 构造函数,起因对象没有被初始化可以在以后使用initCause进行初始化
  * fillInStackTrace可以用来初始化它的异常轨迹的数组
  */
  public Throwable() {
   fillInStackTrace();
  }

  /**
  * 构造函数
  */
  public Throwable(String message) {
   //填充异常轨迹数组
   fillInStackTrace();
   //初始化异常描述信息
   detailMessage = message;
  }

  /**
  * 构造函数,cause表示起因对象
  */
  public Throwable(String message, Throwable cause) {
   fillInStackTrace();
   detailMessage = message;
   this.cause = cause;
  }

  /**
  * 构造函数
  */
  public Throwable(Throwable cause) {
   fillInStackTrace();
   detailMessage = (cause==null ? null : cause.toString());
   this.cause = cause;
  }

  /**
  * 获取详细信息
  */
  public String getMessage() {
   return detailMessage;
  }

  /**
  * 获取详细信息
  */
  public String getLocalizedMessage() {
   return getMessage();
  }

  /**
  * 获取起因对象
  */
  public Throwable getCause() {
   return (cause==this ? null : cause);
  }

  /**
  * 初始化起因对象,这个方法只能在未被初始化的情况下调用一次
  */
  public synchronized Throwable initCause(Throwable cause) {
   //如果不是未初始化状态则抛出异常
   if (this.cause != this)
    throw new IllegalStateException("Can't overwrite cause");

   //要设置的起因对象与自身相等则抛出异常
   if (cause == this)
    throw new IllegalArgumentException("Self-causation not permitted");

   //设置起因对象
   this.cause = cause;
   //返回设置的起因的对象
   return this;
  }

  /**
  * 字符串表示形式
  */
  public String toString() {
   String s = getClass().getName();
   String message = getLocalizedMessage();
   return (message != null) ? (s + ": " + message) : s;
  }

  /**
  * 打印出错误轨迹
  */
  public void printStackTrace() {
   printStackTrace(System.err);
  }

  /**
  * 打印出错误轨迹
  */
  public void printStackTrace(PrintStream s) {
   synchronized (s) {
   //调用当前对象的toString方法
    s.println(this);
   //获取异常轨迹数组
    StackTraceElement[] trace = getOurStackTrace();

   //打印出每个元素的字符串表示
    for (int i=0; i < trace.length; i++)
    s.println("\tat " + trace[i]);

   //获取起因对象
    Throwable ourCause = getCause();

   //递归的打印出起因对象的信息
    if (ourCause != null)
    ourCause.printStackTraceAsCause(s, trace);
   }
  }

  /**
  * 打印起因对象的信息
  * @param s 打印的流
  * @param causedTrace 有此对象引起的异常的异常轨迹
  */
  private void printStackTraceAsCause(PrintStream s,
           StackTraceElement[] causedTrace)
  {
   //获得当前的异常轨迹
   StackTraceElement[] trace = getOurStackTrace();
   //m为当前异常轨迹数组的最后一个元素位置,
   //n为当前对象引起的异常的异常轨迹数组的最后一个元素
   int m = trace.length-1, n = causedTrace.length-1;
   //分别从两个数组的后面做循环,如果相等则一直循环,直到不等或数组到头
   while (m >= 0 && n >=0 && trace[m].equals(causedTrace[n])) {
    m--; n--;
   }

   //相同的个数
   int framesInCommon = trace.length - 1 - m;

   //打印出不同的错误轨迹
   s.println("Caused by: " + this);
   for (int i=0; i <= m; i++)
    s.println("\tat " + trace[i]);
   //如果有相同的则打印出相同的个数
   if (framesInCommon != 0)
    s.println("\t... " + framesInCommon + " more");

   //获得此对象的起因对象,并递归打印出信息
   Throwable ourCause = getCause();
   if (ourCause != null)
    ourCause.printStackTraceAsCause(s, trace);
  }

  /**
  * 打印出错误轨迹
  */
  public void printStackTrace(PrintWriter s) {
   synchronized (s) {
    s.println(this);
    StackTraceElement[] trace = getOurStackTrace();
    for (int i=0; i < trace.length; i++)
     s.println("\tat " + trace[i]);

    Throwable ourCause = getCause();
    if (ourCause != null)
     ourCause.printStackTraceAsCause(s, trace);
   }
  }

  /**
  * 打印起因对象的信息
  */
  private void printStackTraceAsCause(PrintWriter s,
           StackTraceElement[] causedTrace)
  {
   // assert Thread.holdsLock(s);

   // Compute number of frames in common between this and caused
   StackTraceElement[] trace = getOurStackTrace();
   int m = trace.length-1, n = causedTrace.length-1;
   while (m >= 0 && n >=0 && trace[m].equals(causedTrace[n])) {
    m--; n--;
   }
   int framesInCommon = trace.length - 1 - m;

   s.println("Caused by: " + this);
   for (int i=0; i <= m; i++)
    s.println("\tat " + trace[i]);
   if (framesInCommon != 0)
    s.println("\t... " + framesInCommon + " more");

   // Recurse if we have a cause
   Throwable ourCause = getCause();
   if (ourCause != null)
    ourCause.printStackTraceAsCause(s, trace);
  }

  /**
  * 填充异常轨迹
  */
  public synchronized native Throwable fillInStackTrace();

  /**
  * 返回当前的异常轨迹的拷贝
  */
  public StackTraceElement[] getStackTrace() {
   return (StackTraceElement[]) getOurStackTrace().clone();
  }


  /**
  * 获取当前的异常轨迹
  */
  private synchronized StackTraceElement[] getOurStackTrace() {
   //如果第一次调用此方法则初始化异常轨迹数组
   if (stackTrace == null) {
   //获得异常轨迹深度
    int depth = getStackTraceDepth();
   //创建新的异常轨迹数组,并填充它
    stackTrace = new StackTraceElement[depth];

   for (int i=0; i < depth; i++)
    stackTrace[i] = getStackTraceElement(i);//获取指定位标的异常轨迹
   }

   return stackTrace;
  }

  /**
  * 设置异常轨迹
  */
  public void setStackTrace(StackTraceElement[] stackTrace) {
   //拷贝设置参数
   StackTraceElement[] defensiveCopy =
    (StackTraceElement[]) stackTrace.clone();

   //如果设置参数有空元素则抛出异常
   for (int i = 0; i < defensiveCopy.length; i++)
    if (defensiveCopy[i] == null)
     throw new NullPointerException("stackTrace[" + i + "]");

   //设置当前对象的异常轨迹
   this.stackTrace = defensiveCopy;
  }

  /**
  * 异常轨迹的深度,0表示无法获得
  */
  private native int getStackTraceDepth();

  /**
  * 获取指定位标的异常轨迹
  */
  private native StackTraceElement getStackTraceElement(int index);


  private synchronized void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
   throws IOException
  {
   getOurStackTrace();
   s.defaultWriteObject();
  }
}