Java异常处理及应用

Java 异常处理是使用 Java语言进行软件开发和测试脚本开发时不容忽视的问题之一，是否进行异常处理直接关系到软件的稳定性和健壮性。

Java异常的层次结构

在使用Java异常处理之前我们需要先了解一下Java异常类的层次结构。在Java中，所有的异常类都有一个共同的祖先Throwable（可抛出），Throwable有两个非常重要的子类Exception（异常）、Error（错误）。这两个类各自又包含了各自众多的之类。

Exception

Exception是应用程序中可能的可预测、可恢复的问题，异常一般是在特定的环境下出现。它有一个重要的子类RuntimeException（运行时异常），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。

Error

Error是应用程序中发生了较严重的错误，大多数的错误与代码编写操作的执行无关，而是代码运行时JVM出现的问题，比如，但JVM没有持续操作所需的资源时会抛出OutOfMemoryError。

Java异常处理的分类

Java异常处理可分为三类：可检测异常（checked exception）、非检测异常（unchecked exception）和自定义异常

可检测异常（checked exception）

可检测异常经编译器验证，对于声明抛出异常的任何方法，编译器将强制执行处理或声明规则，例如：sqlExecption 这个异常就是一个检测异常。你连接 JDBC 时，不捕捉这个异常，编译器就通不过，不允许编译。

非检测异常

非检测异常不遵循处理或声明规则。在产生此类异常时，不一定非要采取任何适当操作，编译器不会检查是否已解决了这样一个异常。例如：一个数组为 3 个长度，当你使用下标为３时，就会产生数组下标越界异常。这个异常 JVM 不会进行检测，要靠程序员来判断。有两个主要类定义非检测异常：RuntimeException 和 Error。
Error 子类属于非检测异常，因为无法预知它们的产生时间。若 Java 应用程序内存不足，则随时可能出现 OutOfMemoryError；起因一般不是应用程序的特殊调用，而是 JVM 自身的问题。另外，Error 一般表示应用程序无法解决的严重问题。
RuntimeException 类也属于非检测异常，因为普通 JVM 操作引发的运行时异常随时可能发生，此类异常一般是由特定操作引发。但这些操作在 Java 应用程序中会频繁出现。因此，它们不受编译器检查与处理或声明规则的限制。

自定义异常

自定义异常是为了表示应用程序的一些错误类型，为代码可能发生的一个或多个问题提供新含义。可以显示代码多个位置之间的错误的相似性，也可以区分代码运行时可能出现的相似问题的一个或者多个错误，或给出应用程序中一组错误的特定含义。例如，对队列进行操作时，有可能出现两种情况：空队列时试图删除一个元素；满队列时试图添加一个元素。则需要自定义两个异常来处理这两种情况。

Java异常的处理

在Java中，异常处理的方式有两种：异常处理和声明异常

处理异常：try、catch 和 finally

• try 块：将一个或者多个语句放入try时，则表示这些语句可能抛出异常。
• catch 块：当问题出现时，一种选择是定义代码块来处理问题，catch 块的目的便在于此。catch 块是 try 块所产生异常的接收者。基本原理是：一旦生成异常，则 try 块的执行中止，JVM 将查找相应的 JVM。
• finally 块：还可以定义 finally 块，无论运行 try 块代码的结果如何，该块里面的代码一定运行。在常见的所有环境中，finally 块都将运行。无论 try 块是否运行完，无论是否产生异常，也无论是否在 catch 块中得到处理，finally 块都将执行。
  try-catch-finally 规则：
• 必须在 try 之后添加 catch 或 finally 块。try 块后可同时接 catch 和 finally 块，但至少有一个块。
• 必须遵循块顺序：若代码同时使用 catch 和 finally 块，则必须将 catch 块放在 try 块之后。catch 块与相应的异常类的类型相关。
• 一个 try 块可能有多个 catch 块。若如此，则执行第一个匹配块。
• 可嵌套 try-catch-finally 结构。
• 在 try-catch-finally 结构中，可重新抛出异常。
• 除了下列情况，总将执行 finally 做为结束：JVM 过早终止（调用 System.exit(int)）；在 finally 块中抛出一个未处理的异常；计算机断电、失火、或遭遇病毒攻击。

  声明异常

  声明异常必须将throws关键字添加至方法签名快的最后位置。
  声明异常的规则:
• 必须声明方法可抛出的任何可检测异常（checked exception）。
• 非检测性异常（unchecked exception）不是必须的，可声明，也可不声明。
• 调用方法必须遵循任何可检测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。

Java 异常处理的应用

说到异常处理的应用，银行取钱这个场景非常适合，在定义银行类时，若取钱数大于余额时需要做异常处理。
定义一个异常类 insufficientFundsException。取钱（withdrawal）方法中可能产生异常，条件是余额小于取额。
处理异常在调用 withdrawal 的时候，因此 withdrawal 方法要声明抛出异常，由上一级方法调用。
异常类：

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class InsufficientFundsException extends Exception {
   	private Bank  excepbank;      // 银行对象
   	private double excepAmount;   // 要取的钱
   	InsufficientFundsException(Bank ba, double  dAmount) {  
   	   excepbank=ba;
       excepAmount=dAmount;
   	}
   	public String excepMessage() {
   		String str="The balance is"+excepbank.balance + "\n"+"The withdrawal was"+excepAmount;
   	  	return str;
   	}
}

银行类：

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class Bank {
   	double balance;// 存款数
   	Bank (double  balance) {
   		this.balance=balance;
   	}
   	public void deposite(double dAmount) {
   		if(dAmount > 0.0) {
   			balance += dAmount;
   		}
   	}
   	public void withdrawal(double dAmount) throws InsufficientFundsException{
   		if (balance < dAmount) {
   			throw new InsufficientFundsException(this, dAmount);
         }
      	balance = balance - dAmount;
   }
   public void showBalance(){
      System.out.println("The balance is "+(int)balance);
   }
}

调用：

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public class ExceptionDemo{
   public static void main(String args[]) {
	   try {
	         Bank ba = new Bank(50);
	      	ba.withdrawal(100);
	      	System.out.println("Withdrawal successful!");
	    } catch (InsufficientFundsException e) { 
	      	System.out.println(e.toString());
	      	System.out.println(e.excepMessage());
	  	}
   }
}