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全面了解Java中对于异常的捕捉方法

1. try-catch语句

在Java中，异常通过try-catch语句捕获。其一般语法形式为：

try { 
  // 可能会发生异常的程序代码 
} catch (Type1 id1){ 
  // 捕获并处置try抛出的异常类型Type1 
} 
catch (Type2 id2){ 
   //捕获并处置try抛出的异常类型Type2 
}

关键词try后的一对大括号将一块可能发生异常的代码包起来，称为监控区域。Java方法在运行过程中出现异常，则创建异常对象。将异常抛出监控区域之 外，由Java运行时系统试图寻找匹配的catch子句以捕获异常。若有匹配的catch子句，则运行其异常处理代码，try-catch语句结束。

匹配的原则是：如果抛出的异常对象属于catch子句的异常类，或者属于该异常类的子类，则认为生成的异常对象与catch块捕获的异常类型相匹配。

例1  捕捉throw语句抛出的“除数为0”异常。

public class TestException { 
  public static void main(String[] args) { 
    int a = 6; 
    int b = 0; 
    try { // try监控区域 
        
      if (b == 0) throw new ArithmeticException(); // 通过throw语句抛出异常 
      System.out.println("a/b的值是：" + a / b); 
    } 
    catch (ArithmeticException e) { // catch捕捉异常 
      System.out.println("程序出现异常，变量b不能为0。"); 
    } 
    System.out.println("程序正常结束。"); 
  } 
}

运行结果：

程序出现异常，变量b不能为0。

程序正常结束。

例1  在try监控区域通过if语句进行判断，当“除数为0”的错误条件成立时引发ArithmeticException异常，创建 ArithmeticException异常对象，并由throw语句将异常抛给Java运行时系统，由系统寻找匹配的异常处理器catch并运行相应异 常处理代码，打印输出“程序出现异常，变量b不能为0。”try-catch语句结束，继续程序流程。

事实上，“除数为0”等ArithmeticException，是RuntimException的子类。而运行时异常将由运行时系统自动抛出，不需要使用throw语句。

例2  捕捉运行时系统自动抛出“除数为0”引发的ArithmeticException异常。

public static void main(String[] args) { 
    int a = 6; 
    int b = 0; 
    try { 
      System.out.println("a/b的值是：" + a / b); 
    } catch (ArithmeticException e) { 
      System.out.println("程序出现异常，变量b不能为0。"); 
    } 
    System.out.println("程序正常结束。"); 
  } 
}

运行结果：

程序出现异常，变量b不能为0。

程序正常结束。

例2  中的语句：

System.out.println(“a/b的值是：” + a/b);

在运行中出现“除数为0”错误，引发ArithmeticException异常。运行时系统创建异常对象并抛出监控区域，转而匹配合适的异常处理器catch，并执行相应的异常处理代码。

由于检查运行时异常的代价远大于捕捉异常所带来的益处，运行时异常不可查。Java编译器允许忽略运行时异常，一个方法可以既不捕捉，也不声明抛出运行时异常。

例3  不捕捉、也不声明抛出运行时异常。

public class TestException { 
  public static void main(String[] args) { 
    int a, b; 
    a = 6; 
    b = 0; // 除数b 的值为0 
    System.out.println(a / b); 
  } 
}

运行结果：

Exception in thread “main” java.lang.ArithmeticException: / by zero
at Test.TestException.main(TestException.java:8)

例4  程序可能存在除数为0异常和数组下标越界异常。

public class TestException { 
  public static void main(String[] args) { 
    int[] intArray = new int[3]; 
    try { 
      for (int i = 0; i <= intArray.length; i++) { 
        intArray[i] = i; 
        System.out.println("intArray[" + i + "] = " + intArray[i]); 
        System.out.println("intArray[" + i + "]模 " + (i - 2) + "的值: " 
            + intArray[i] % (i - 2)); 
      } 
    } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) { 
      System.out.println("intArray数组下标越界异常。"); 
    } catch (ArithmeticException e) { 
      System.out.println("除数为0异常。"); 
    } 
    System.out.println("程序正常结束。"); 
  } 
}

运行结果：

intArray[0] = 0

intArray[0]模 -2的值: 0

intArray[1] = 1

intArray[1]模 -1的值: 0

intArray[2] = 2

除数为0异常。
程序正常结束。

例4  程序可能会出现除数为0异常，还可能会出现数组下标越界异常。程序运行过程中ArithmeticException异常类型是先行匹配的，因此执行相匹配的catch语句：

catch (ArithmeticException e){ 
   System.out.println("除数为0异常。"); 
 }

需要注意的是，一旦某个catch捕获到匹配的异常类型，将进入异常处理代码。一经处理结束，就意味着整个try-catch语句结束。其他的catch子句不再有匹配和捕获异常类型的机会。

Java通过异常类描述异常类型，异常类的层次结构如图1所示。对于有多个catch子句的异常程序而言，应该尽量将捕获底层异常类的catch子 句放在前面，同时尽量将捕获相对高层的异常类的catch子句放在后面。否则，捕获底层异常类的catch子句将可能会被屏蔽。

RuntimeException异常类包括运行时各种常见的异常，ArithmeticException类和ArrayIndexOutOfBoundsException类都是它的子类。因此，RuntimeException异常类的catch子句应该放在 最后面，否则可能会屏蔽其后的特定异常处理或引起编译错误。

2. try－catch-finally语句

try-catch语句还可以包括第三部分，就是finally子句。它表示无论是否出现异常，都应当执行的内容。try-catch-finally语句的一般语法形式为：

try { 
  // 可能会发生异常的程序代码 
} catch (Type1 id1) { 
  // 捕获并处理try抛出的异常类型Type1 
} catch (Type2 id2) { 
  // 捕获并处理try抛出的异常类型Type2 
} finally { 
  // 无论是否发生异常，都将执行的语句块 
}

例5  带finally子句的异常处理程序。

public class TestException { 
  public static void main(String args[]) { 
    int i = 0; 
    String greetings[] = { " Hello world !", " Hello World !! ", 
        " HELLO WORLD !!!" }; 
    while (i < 4) { 
      try { 
        // 特别注意循环控制变量i的设计，避免造成无限循环 
        System.out.println(greetings[i++]); 
      } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) { 
        System.out.println("数组下标越界异常"); 
      } finally { 
        System.out.println("--------------------------"); 
      } 
    } 
  } 
}

运行结果：

Hello world !

————————–

Hello World !!

————————–

HELLO WORLD !!!

————————–

数组下标越界异常

————————–

在例5中，请特别注意try子句中语句块的设计，如果设计为如下，将会出现死循环。如果设计为：

try { 
   System.out.println (greetings[i]); i++; 
}

小结：

try 块：用于捕获异常。其后可接零个或多个catch块，如果没有catch块，则必须跟一个finally块。
catch 块：用于处理try捕获到的异常。
finally 块：无论是否捕获或处理异常，finally块里的语句都会被执行。当在try块或catch块中遇到return语句时，finally语句块将在方法返回之前被执行。在以下4种特殊情况下，finally块不会被执行：
a.在finally语句块中发生了异常。
b.在前面的代码中用了System.exit()退出程序。
c.程序所在的线程死亡。
d.关闭CPU。

3. try-catch-finally 规则(异常处理语句的语法规则）：

a.  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。
b. 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。
c. catch 块与相应的异常类的类型相关。
d. 一个 try 块可能有多个 catch 块。若如此，则执行第一个匹配块。即Java虚拟机会把实际抛出的异常对象依次和各个catch代码块声明的异常类型匹配，如果异常对象为某个异常类型或其子类的实例，就执行这个catch代码块，不会再执行其他的 catch代码块
e. 可嵌套 try-catch-finally 结构。
f. 在 try-catch-finally 结构中，可重新抛出异常。
g. 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。

4. try、catch、finally语句块的执行顺序:

a.当try没有捕获到异常时：try语句块中的语句逐一被执行，程序将跳过catch语句块，执行finally语句块和其后的语句；

b.当try捕获到异常，catch语句块里没有处理此异常的情况：当try语句块里的某条语句出现异常时，而没有处理此异常的catch语句块时，此异常将会抛给JVM处理，finally语句块里的语句还是会被执行，但finally语句块后的语句不会被执行；

c.当try捕获到异常，catch语句块里有处理此异常的情况：在try语句块中是按照顺序来执行的，当执行到某一条语句出现异常时，程序将跳到catch语句块，并与catch语句块逐一匹配，找到与之对应的处理程序，其他的catch语句块将不会被执行，而try语句块中，出现异常之后的语句也不会被执行，catch语句块执行完后，执行finally语句块里的语句，最后执行finally语句块后的语句；

图示try、catch、finally语句块的执行：

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