Java-高阶-异常处理

异常，是程序在运行期间发生的意外状况。对于程序设计者需要尽可能地预见可能发生的意外，尽可能地保证程序在各种糟糕的情况下仍可以运行。Java语言提供了成熟的异常处理机制。

Java异常体系

Java将所有的错误封装成为一个对象，Throwable类是这个异常体系的根，它有两个子类：Error和Exception。

Error

Error类及其子类对象代表了程序运行时Java系统内部的错误。对于Error，程序设计者无能为力，程序不能从Error恢复，因此不必处理它们，从技术上讲Error不是异常。

Exception

• Exception通常是由于某个资源不可用，或者正确执行程序所需的条件不满足所造成的。Exception类及其子类对象是程序设计者应该关心、并尽可能加以处理的部分。

Java将Exception分为两类：

• RuntimeException（运行时异常，也称为未检查异常Unchecked Exception）
• 非RuntimeException（也称为已检查异常 checked Exception）

以下称未检查异常和已检查异常

未检查异常

• 未检查异常包含java.lang.RuntimeException类及其所有子类
• 未检查异常是程序员没有进行必要的检查，因疏忽或者是错误而引起的异常，是可以避免的

已检查异常

• 除了java.lang.RuntimeException之外的所有异常都属于此类
• 最常见的如IOException及其子类（像找不到文件的FileNotFoundException，意外到达文件尾部EOFException等都是它的子类）、数据库访问错误SQLException、解析时出现的异常ParseException等，已检查异常是不可避免的

异常的捕获与处理

try语句块

• 将可能产生异常的代码放在try语句块中尝试执行，异常发生之后的代码不会被执行
• 在程序执行过程中，该段代码可能会产生并抛出一种或几种异常，这些异常都由它后面的catch负责捕获、处理。所以一个try语句块后面可以跟多个catch语句块（从语法的角度也可以一个catch都没有）

catch语句块

• 每个catch语句块捕获、处理一种类型的异常。当异常发生时，程序会中断正常的流程，离开try语句块去执行相应的catch语句块。
• 在catch中声明了异常对象（如ParseException e），异常对象封装了异常事件的相关信息，在catch语句块中可以使用这个对象获取这些信息，常用方法包括：

1. getMessage()：返回该异常的详细描述字符串。
2. printStackTrace()：将异常事件的跟踪栈信息输出。

注意：一般情况下，catch语句块只能捕获一种异常，但是Java 7 SE之后，允许catch捕获多个Exception，即当出现多个异常处理措施时，可以使用 | 符号隔开跟在catch后面。但是不允许这些异常出现继承关系。

finally语句块

• finally语句块为可选，一旦出现，无论try语句块是否抛出异常，finally代码块都要被执行
• finally语句块为异常处理提供统一的善后处理，使流程转到其他部分之前，能够对程序的状态进行统一的管理
• 通常在finally语句块中进行资源释放的工作，如关闭已打开的文件、关闭数据库连接等

try-catch-finally语句的执行过程

基本执行流程

• try块中有return语句：
  1. 先执行try块中的代码，直到遇到return语句
  2. 计算return表达式的值（此时值会被暂存，但不会立即返回）
  3. 执行finally块中的代码
  4. 最后返回之前暂存的return值
• catch块中有return语句：
  1. 如果try块抛出异常，进入匹配的catch块
  2. 执行catch块中的代码，直到遇到return语句
  3. 计算return表达式的值（暂存）
  4. 执行finally块中的代码
  5. 返回暂存的return值

实例：

try中有return，finally无return

public static int test1() {
    try {
        System.out.println("try block");
        return 1;  // 这个值会被暂存
    } catch (Exception e) {
        System.out.println("catch block");
        return 2;
    } finally {
        System.out.println("finally block");
    }
}

// 输出：
// try block
// finally block
// 返回: 1

try和finally都有return

public static int test2() {
    try {
        System.out.println("try block");
        return 1;  // 这个值会被丢弃
    } catch (Exception e) {
        System.out.println("catch block");
        return 2;
    } finally {
        System.out.println("finally block");
        return 3;  // 这个值会覆盖之前的return
    }
}

// 输出：
// try block
// finally block
// 返回: 3 (finally中的return会覆盖try中的return)

catch中有return

public static int test3() {
    try {
        System.out.println("try block");
        throw new Exception();
    } catch (Exception e) {
        System.out.println("catch block");
        return 2;  // 这个值会被暂存
    } finally {
        System.out.println("finally block");
    }
}

// 输出：
// try block
// catch block
// finally block
// 返回: 2

关键规则总结

• finally优先执行：无论try或catch是否有return，finally都会执行（因为try、catch中是暂存的）
• 返回值确定时机：
  • 如果finally中没有return：try或catch中的return值会在执行前计算并暂存，finally执行后返回
  • 如果finally中有return：会覆盖之前try或catch中的return值
• 特殊情况：
  • 如果在finally中修改了try/catch中要返回的变量，不会影响已暂存的基本类型值
  • 但对于引用类型，修改对象状态会影响返回的对象

使用throws抛出异常

基本规则

[访问修饰符] 返回类型 方法名(参数列表) throws 异常类型1, 异常类型2, ... {
    // 方法体
}

子类重写父类方法是throws的规则

• 可以抛出与父类相同的异常
• 可以抛出父类异常的子类
• 可以不抛出异常

经典练习：下面那个语句不能通过编译？

public class CC {
	void doStuff() throws IOException{}
}
public class CC2 extends CC{
	void doStuff() throws FileNotFoundException {}
}
public class CC3 extends CC{
	void doStuff() throws Exception{}
}
public class CC4 extends CC{
	void doStuff(int x) throws Exception{}
}
public class CC5 extends CC{
	void doStuff(){}
}

自定义异常类

• 为该异常类取一个能标识异常状况的有意义的名字。
• 令其继承Exception类。
• 在异常类中至少定义两个构造方法：一个是无参的；另一个是带String参数的，将此字符串传递给父类Exception的相同构造方法。这个String将作为该异常对象的描述信息（即getMessage()方法的返回值）。