Java基础 - Java异常

Introduction

Java中，所有异常的公共祖先都是 Throwable，Throwable下有两个子类：Error and Exception。

• Error：表示严重的错误，程序无法处理，比如OutOfMemoryError，StackOverflowError
• Exception：程序本身可以处理的异常，通过Catch捕获。Exception分为两部分：
  • Checked Exception：编译时，如果受检查异常没有被 catch 或者 throws 关键字处理的话，就没办法通过编译。包括Exception及其子类，除了RuntimeException。
  • Unchecked Exception：编译时不要求捕捉。包括RuntimeException及其子类。比如IndexOutOfBoundsException等

实际开发中，最重要的事情是保证程序运行不会崩溃。我们想要程序出错时不崩溃，而是告知错误发生在哪里，这样才能保证程序稳定的提供服务，因此需要异常机制。如果没有异常机制，则需要多个if-else语句来预测每一个可能出错的操作。

Exception的工作机制

• 抛出异常

public void setAge(int age) {
    if (age < 0) {
        throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负数！");
    }
}

• 捕获异常

try {
    int x = 10 / 0;
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("除数不能为 0");
}

• 声明异常
  一个方法内部如果可能出异常，但不想处理，就可以用 throws 声明它可能抛出异常，让调用者来处理。

public void readFile(String path) throws FileNotFoundException {
    FileReader reader = new FileReader(path);
}

// 调用者必须处理这个异常，或者调用者的函数继续throws
try {
    readFile("test.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {
    System.out.println("文件没找到！");
}

• 自定义异常

// 定义异常类
class AgeTooSmallException extends Exception {
    public AgeTooSmallException(String message) {
        super(message);
    }
}

// 使用它
public void checkAge(int age) throws AgeTooSmallException {
    if (age < 18) {
        throw new AgeTooSmallException("年龄不能小于18！");
    }
}

try {
    checkAge(16);
} catch (AgeTooSmallException e) {
    System.out.println("错误：" + e.getMessage());
}

当异常被抛出时，Java 运行时系统会在当前方法中查找有没有对应的 catch。如果没有，方法就退出，异常被抛给上一级调用者。一直这样“向上传递”，直到找到匹配的 catch。如果一直没有人处理异常，最终程序崩溃。

调用一个带有throws的函数有两种处理方式：

1. 使用try-catch捕获异常
2. 继续使用throws抛出异常，传递给更上一层

Exception 使用方法

当异常发生后，如果你没处理，Java 会沿着方法调用栈一级一级地回溯，寻找谁能处理。如果当前方法没有找到匹配的 catch 块，方法会立即终止执行，并从调用栈中弹出。然后，异常被传播到上一个调用该方法的方法中。

• 使用多个catch语句

public static void main(String[] args) {
    try {
      doSomething()
    } catch (IOException e) {
        System.out.println(e);
    } catch (NumberFormatException e) {
        System.out.println(e);
    }
}

JVM在捕获到异常后，会从上到下匹配catch语句，直到找到匹配的语句。

• try-catch-finally

public static void main(String[] args) {
    try {
      doSomething()
    } catch (IOException e) {
        System.out.println(e);
    } catch (NumberFormatException e) {
        System.out.println(e);
    } finally {
        System.out.println("END");
    }
}

finally语句，无论是有无异常出现，都会执行，而且是最后执行。

断言

断言（assertion）是一种程序中的调试语句，用来检测某个逻辑条件在运行时是否为真。如果条件为假，程序会抛出 AssertionError 异常，说明程序存在 Bug。

int age = getUserAge();
assert age >= 0 : "年龄不能为负数";
// 如果age < 0，则输出 Exception in thread "main" java.lang.AssertionError: 年龄不能为负数