异常类

Java 异常类

所有的异常类是从 java.lang.Exception 类继承的子类,Exception 类是 Throwable 类的子类。除了 Exception 类外,Throwable 还有一个子类 Error。Java 程序通常不捕获错误,错误一般发生在严重故障时,它们在 Java 程序处理的范畴之外。

Throwable 与 Exception 类关系

Error 用来指指程序无法处理的错误,表示应用程序运行时出现的重大错误,一般程序无法恢复;例如 JVM 运行时出现的 OutOfMemoryError 以及 Socket 编程时出现的端口占用等程序无法处理的错误。异常可分为运行时异常(非检查性异常)跟编译异常(检查性异常):

  • 运行时异常:即 RuntimeException 及其之类的异常。这类异常在代码编写的时候不会被编译器所检测出来,是可以不需要被捕获,但是程序员也可以根据需要进行捕获抛出。常见的 RuntimeException 有:NullpointException(空指针异常),ClassCastException(类型转换异常),IndexOutOfBoundsException(数组越界异常)等。

  • 编译异常:RuntimeException 以外的异常。这类异常在编译时编译器会提示需要捕获,如果不进行捕获则编译错误。常见编译异常有:IOException(流传输异常),SQLException(数据库操作异常)等。

Java 内置异常类

Java 语言定义了一些异常类在 java.lang 标准包中。标准运行时异常类的子类是最常见的异常类。由于 java.lang 包是默认加载到所有的 Java 程序的,所以大部分从运行时异常类继承而来的异常都可以直接使用。

  • 检查性异常: 不处理编译不能通过
  • 非检查性异常:不处理编译可以通过,如果有抛出直接抛到控制台
  • 运行时异常: 就是非检查性异常
  • 非运行时异常: 就是检查性异常

所谓检查(Checked)是指编译器要检查这类异常,检查的目的一方面是因为该类异常的发生难以避免,另一方面就是让开发者去解决掉这类异常,所以称为必须处理(try …catch)的异常。如果不处理这类异常,集成开发环境中的编译器一般会给出错误提示。例如:一个读取文件的方法代码逻辑没有错误,但程序运行时可能会因为文件找不到而抛出 FileNotFoundException,如果不处理这些异常,程序将来肯定会出错。所以编译器会提示你要去捕获并处理这种可能发生的异常,不处理就不能通过编译。

所谓非检查(Unchecked)是指编译器不会检查这类异常,不检查的则开发者在代码的编辑编译阶段就不是必须处理,这类异常一般可以避免,因此无需处理(try …catch)。如果不处理这类异常,集成开发环境中的编译器也不会给出错误提示。例如:你的程序逻辑本身有问题,比如数组越界、访问 null 对象,这种错误你自己是可以避免的。编译器不会强制你检查这种异常。

Java 根据各个类库也定义了一些其他的异常,下面的表中列出了 Java 的非检查性异常。

异常 描述
ArithmeticException 当出现异常的运算条件时,抛出此异常。例如,一个整数"除以零"时,抛出此类的一个实例
ArrayIndexOutOfBoundsException 用非法索引访问数组时抛出的异常。如果索引为负或大于等于数组大小,则该索引为非法索引
ArrayStoreException 试图将错误类型的对象存储到一个对象数组时抛出的异常
ClassCastException 当试图将对象强制转换为不是实例的子类时,抛出该异常
IllegalArgumentException 抛出的异常表明向方法传递了一个不合法或不正确的参数
IllegalMonitorStateException 抛出的异常表明某一线程已经试图等待对象的监视器,或者试图通知其他正在等待对象的监视器而本身没有指定监视器的线程
IllegalStateException 在非法或不适当的时间调用方法时产生的信号。换句话说,即 Java 环境或 Java 应用程序没有处于请求操作所要求的适当状态下
IllegalThreadStateException 线程没有处于请求操作所要求的适当状态时抛出的异常
IndexOutOfBoundsException 指示某排序索引(例如对数组、字符串或向量的排序)超出范围时抛出
NegativeArraySizeException 如果应用程序试图创建大小为负的数组,则抛出该异常
NullPointerException 当应用程序试图在需要对象的地方使用 null 时,抛出该异常
NumberFormatException 当应用程序试图将字符串转换成一种数值类型,但该字符串不能转换为适当格式时,抛出该异常
SecurityException 由安全管理器抛出的异常,指示存在安全侵犯
StringIndexOutOfBoundsException 此异常由 String 方法抛出,指示索引或者为负,或者超出字符串的大小
UnsupportedOperationException 当不支持请求的操作时,抛出该异常

下面的表中列出了 Java 定义在 java.lang 包中的检查性异常类。

异常 描述
ClassNotFoundException 应用程序试图加载类时,找不到相应的类,抛出该异常
CloneNotSupportedException 当调用 Object 类中的 clone 方法克隆对象,但该对象的类无法实现 Cloneable 接口时,抛出该异常
IllegalAccessException 拒绝访问一个类的时候,抛出该异常
InstantiationException 当试图使用 Class 类中的 newInstance 方法创建一个类的实例,而指定的类对象因为是一个接口或是一个抽象类而无法实例化时,抛出该异常
InterruptedException 一个线程被另一个线程中断,抛出该异常
NoSuchFieldException 请求的变量不存在
NoSuchMethodException 请求的方法不存在

异常方法

下面的列表是 Throwable 类的主要方法:

序号 方法及说明
1 public String getMessage() 返回关于发生的异常的详细信息。这个消息在 Throwable 类的构造函数中初始化了
2 public Throwable getCause() 返回一个 Throwable 对象代表异常原因
3 public String toString() 使用 getMessage()的结果返回类的串级名字
4 public void printStackTrace() 打印 toString()结果和栈层次到 System.err,即错误输出流
5 public StackTraceElement [] getStackTrace() 返回一个包含堆栈层次的数组。下标为 0 的元素代表栈顶,最后一个元素代表方法调用堆栈的栈底
6 public Throwable fillInStackTrace() 用当前的调用栈层次填充 Throwable 对象栈层次,添加到栈层次任何先前信息中

自定义异常

在 Java 中你可以自定义异常。编写自己的异常类时需要记住下面的几点。

  • 所有异常都必须是 Throwable 的子类。
  • 如果希望写一个检查性异常类,则需要继承 Exception 类。
  • 如果你想写一个运行时异常类,那么需要继承 RuntimeException 类。

可以像下面这样定义自己的异常类:

class MyException extends Exception{
}

只继承 Exception 类来创建的异常类是检查性异常类,下面的 InsufficientFundsException 类是用户定义的异常类,它继承自 Exception,一个异常类和其它任何类一样,包含有变量和方法。

// 文件名InsufficientFundsException.java
import java.io.*;

//自定义异常类,继承Exception类
public class InsufficientFundsException extends Exception
{
  //此处的amount用来储存当出现异常(取出钱多于余额时)所缺乏的钱
  private double amount;
  public InsufficientFundsException(double amount)
  {
    this.amount = amount;
  }
  public double getAmount()
  {
    return amount;
  }
}

在下面的 CheckingAccount 类中包含一个 withdraw() 方法抛出一个 InsufficientFundsException 异常。

// 文件名称 CheckingAccount.java
import java.io.*;

//此类模拟银行账户
public class CheckingAccount
{
  //balance为余额,number为卡号
   private double balance;
   private int number;
   public CheckingAccount(int number)
   {
      this.number = number;
   }
  //方法:存钱
   public void deposit(double amount)
   {
      balance += amount;
   }
  //方法:取钱
   public void withdraw(double amount) throws
                              InsufficientFundsException
   {
      if(amount <= balance)
      {
         balance -= amount;
      }
      else
      {
         double needs = amount - balance;
         throw new InsufficientFundsException(needs);
      }
   }
  //方法:返回余额
   public double getBalance()
   {
      return balance;
   }
  //方法:返回卡号
   public int getNumber()
   {
      return number;
   }
}
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