【Java基础】Java异常捕捉，throws/throw、finally、try、catch关键字的含义与运用

1. Java 异常处理：

异常是程序中的一些错误，但并不是所有的错误都是异常，并且错误有时候是可以避免的。

比如说，你的代码少了一个分号，那么运行出来结果是提示是错 java.lang.Error；
如果你用System.out.println(11/0)，那么你是因为你用0做了除数，会抛出 java.lang.ArithmeticException 的异常。

1.1 异常分析

异常发生的原因有很多，通常包含以下几大类：

用户输入了非法数据。
要打开的文件不存在。
网络通信时连接中断，或者JVM内存溢出。
这些异常有的是因为用户错误引起，有的是程序错误引起的，还有其它一些是因为物理错误引起的。

一要理解Java异常处理是如何工作的，你需要掌握以下三种类型的异常：

检查性异常：

最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常，这是程序员无法预见的。
例如要打开一个不存在文件时，一个异常就发生了，这些异常在编译时不能被简单地忽略。

运行时异常：

运行时异常是可能被程序员避免的异常。
与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时被忽略。

错误：

错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。
错误在代码中通常被忽略。
例如，当栈溢出时，一个错误就发生了，它们在编译也检查不到的。

1.2 Exception 类的层次

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。

Error 用来指示运行时环境发生的错误。
例如，JVM 内存溢出。一般地，程序不会从错误中恢复。
异常类有两个主要的子类：IOException 类和 RuntimeException 类。

在 Java 内置类中，有大部分常用检查性和非检查性异常。

捕获异常：

使用 try 和 catch 关键字可以捕获异常。
try/catch 代码块放在异常可能发生的地方。
try/catch代码块中的代码称为保护代码。

使用 try/catch 的语法如下：

try
{
   // 程序代码
}catch(ExceptionName e1)
{
   //Catch 块
}

Catch 语句包含要捕获异常类型的声明。
当保护代码块中发生一个异常时，try 后面的 catch 块就会被检查。
如果发生的异常包含在 catch 块中，异常会被传递到该 catch 块，这和传递一个参数到方法是一样。

下面的例子中声明有两个元素的一个数组，当代码试图访问数组的第三个元素的时候就会抛出一个异常。

import java.io.*;
public class ExcepTest{
   public static void main(String args[]){
      try{
         int a[] = new int[2];
         System.out.println("Access element three :" + a[3]);
      }catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){
         System.out.println("Exception thrown  :" + e);
      }
      System.out.println("Out of the block");
   }
}

以上代码编译运行输出结果如下：

Exception thrown  :java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
Out of the block

1.3 多重捕获块：

一个 try 代码块后面跟随多个 catch 代码块的情况就叫多重捕获。

多重捕获块的语法如下所示：

try{ // 程序代码 }
catch(异常类型1 异常的变量名1){ // 程序代码 }
catch(异常类型2 异常的变量名2){ // 程序代码 }
catch(异常类型2 异常的变量名2){ // 程序代码 }

上面的代码段包含了 3 个 catch块。

可以在 try 语句后面添加任意数量的 catch 块。

如果保护代码中发生异常，异常被抛给第一个 catch 块。

如果抛出异常的数据类型与 ExceptionType1 匹配，它在这里就会被捕获。
如果不匹配，它会被传递给第二个 catch 块。
直到异常被捕获或者通过所有的 catch 块。

1.4 throws/throw 关键字：

如果一个方法没有捕获到一个检查性异常，那么该方法必须使用 throws 关键字来声明。throws 关键字放在方法签名的尾部。

也可以使用 throw 关键字抛出一个异常，无论它是新实例化的还是刚捕获到的。

下面方法的声明抛出一个 RemoteException 异常：

import java.io.*;
public class className
{
  public void deposit(double amount) throws RemoteException

  {
    // Method implementation
    throw new RemoteException();
  }
  //Remainder of class definition
}

！一个方法可以声明抛出多个异常，多个异常之间用逗号隔开。

例如，下面的方法声明抛出 RemoteException 和 InsufficientFundsException：

import java.io.*;
public class className
{
   public void withdraw(double amount) throws RemoteException,InsufficientFundsException
   {
       // Method implementation
   }
   //Remainder of class definition
}

1.5 finally关键字：

finally 关键字用来创建在 try 代码块后面执行的代码块。
无论是否发生异常，finally 代码块中的代码总会被执行。=
在 finally 代码块中，可以运行清理类型等收尾善后性质的语句。

finally 代码块出现在 catch 代码块最后，语法如下：

try{ // 程序代码 }
catch(异常类型1 异常的变量名1){ // 程序代码 }
catch(异常类型2 异常的变量名2){ // 程序代码 }
finally{ // 程序代码 }

注意下面事项：

catch 不能独立于 try 存在。
在 try/catch 后面添加 finally 块并非强制性要求的。
try 代码后不能既没 catch 块也没 finally 块。
try, catch, finally 块之间不能添加任何代码。

1.6 声明自定义异常:

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。

以下实例是一个银行账户的模拟，通过银行卡的号码完成识别，可以进行存钱和取钱的操作。

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;
  }
}

为了展示如何使用我们自定义的异常类，
在下面的 CheckingAccount 类中包含一个 withdraw() 方法抛出一个 InsufficientFundsException 异常。

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;
   }
}

下面的 BankDemo 程序示范了如何调用 CheckingAccount 类的 deposit() 和 withdraw() 方法。

public class BankDemo
{
   public static void main(String [] args)
   {
      CheckingAccount c = new CheckingAccount(101);
      System.out.println("Depositing $500...");
      c.deposit(500.00);
      try
      {
         System.out.println("\nWithdrawing $100...");
         c.withdraw(100.00);
         System.out.println("\nWithdrawing $600...");
         c.withdraw(600.00);
      }catch(InsufficientFundsException e)
      {
         System.out.println("Sorry, but you are short $" + e.getAmount());
         e.printStackTrace();
      }
    }
}

编译上面三个文件，并运行程序 BankDemo，得到结果如下所示：

Depositing $500...
Withdrawing $100...
Withdrawing $600...
Sorry, but you are short $200.0
InsufficientFundsException
        at CheckingAccount.withdraw(CheckingAccount.java:25)
        at BankDemo.main(BankDemo.java:13)

1.7 通用异常:

在Java中定义了两种类型的异常和错误。

JVM(Java虚拟机) 异常：
- 由 JVM 抛出的异常或错误。
- 例如：NullPointerException 类，ArrayIndexOutOfBoundsException 类，ClassCastException 类。
程序级异常：
- 由程序或者API程序抛出的异常。
- 例如 IllegalArgumentException 类，IllegalStateException 类。