摘要：所有能夠處理該異常的方法，都來(lái)自一個(gè)叫做調(diào)用堆棧的方法列表。如果運(yùn)行環(huán)境在調(diào)用堆棧中自始至終未能找到捕獲這個(gè)異常的代碼塊，那么整個(gè)程序?qū)⒔K止運(yùn)行。

本文嘗試以盡可能詳細(xì)的方式介紹 Java 當(dāng)中的異常概念和處理機(jī)制。本文適合 Java 初學(xué)者閱讀。

異常是發(fā)生在程序運(yùn)行過(guò)程中的，阻斷正常流程中的指令執(zhí)行的事件。

當(dāng)一個(gè)方法在執(zhí)行當(dāng)中發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，這個(gè)方法就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)特別的對(duì)象，將其交付給 Java 運(yùn)行環(huán)境處理。這個(gè)對(duì)象被稱(chēng)作“異常對(duì)象”（或簡(jiǎn)稱(chēng)異常），它當(dāng)中包含了異常事件的類(lèi)型和狀態(tài)等等信息。 創(chuàng)建這個(gè)對(duì)象并將其交付給 Java 運(yùn)行環(huán)境的過(guò)程，稱(chēng)作“拋出異?！?。

  
異常對(duì)象：

  所有的異常對(duì)象都繼承于 java.lang.Exception 類(lèi)。不同類(lèi)型的異常被定義成它的不同子類(lèi)。常見(jiàn)的異常類(lèi)型有 java.io.IOException（讀寫(xiě)異常），java.lang.NullPointerException（空指針異常）等。

當(dāng)一個(gè)方法拋出異常（或“異常對(duì)象”）時(shí)，運(yùn)行環(huán)境就會(huì)嘗試尋找某個(gè)方法去處理它。所有能夠處理該異常的方法，都來(lái)自一個(gè)叫做“調(diào)用堆棧”的方法列表。這個(gè)列表的最頂層就是拋出該異常的方法，往下是調(diào)用該方法的方法，然后依次類(lèi)推。

例如a()方法當(dāng)中調(diào)用了b()方法，b()方法當(dāng)中調(diào)用了c()方法，那么當(dāng)c()方法拋出異常時(shí)，它就在調(diào)用堆棧的最頂層，往下是b()方法，再往下就是a()方法。

運(yùn)行環(huán)境會(huì)沿著調(diào)用堆棧往下尋找，尋找方法當(dāng)中是否存在能夠處理這個(gè)異常的代碼塊。這樣的代碼塊叫做“捕獲異?！?。運(yùn)行環(huán)境將異常對(duì)象交給這個(gè)“捕獲異?！钡拇a塊處理。如果運(yùn)行環(huán)境在調(diào)用堆棧中自始至終未能找到捕獲這個(gè)異常的代碼塊，那么整個(gè)程序?qū)⒔K止運(yùn)行。

當(dāng)你編寫(xiě)一個(gè)方法 a()，當(dāng)中調(diào)用了方法 b()，而該方法可能拋出異常，那么你有兩種選擇：

一、在 a() 方法中用 try-catch 結(jié)構(gòu)捕獲 b() 方法拋出的異常，方式如下：

// 示例1
try {
    ...
    b();
    ...
} catch (Exception e) {
    // 處理異常對(duì)象
}

二、在 a() 方法上聲明為拋出 b() 方法所拋出的異常，像這樣：

// 示例2
public void a() throws Exception {
    ...
    b();
    ...
}

這樣的話，調(diào)用 a() 方法的那個(gè)方法，同樣面臨兩種選擇：捕獲，或繼續(xù)拋出。如果你不在這兩種處理方式當(dāng)中選擇一種，那么編譯器就會(huì)判定你的代碼存在錯(cuò)誤，并拒絕編譯。

開(kāi)始的時(shí)候說(shuō)過(guò)，異常事件會(huì)阻斷指令的執(zhí)行。也就是說(shuō)，執(zhí)行到 b() 方法的時(shí)候，如果它拋出了異常，那么它后面的指令都不會(huì)執(zhí)行了。比如在第一種情況下（示例 1）拋出異常，那么從 b(); 到 } catch (Exception e) { 之間的所有語(yǔ)句都不會(huì)執(zhí)行；在第二種情況下（示例 2）則是從 b(); 到 a() 方法結(jié)束之間的所有語(yǔ)句都不會(huì)執(zhí)行。

接下來(lái)我們分別介紹這兩種處理方式。

在 Java 中，捕獲異常的方式是編寫(xiě) try-catch-finally 代碼塊。下面是一個(gè)例子，讀取指定文件并將文件內(nèi)容輸出到控制臺(tái)：

// 示例3
public static void main(String[] args) {
    java.io.File file = new File("C:1.txt");
    java.io.BufferedReader reader = null;
    String line;

    try {
        reader = new BufferedReader(
                new java.io.FileReader(file));          // 1

        while ((line = reader.readLine()) != null) {    // 2
            System.out.println(line);
        }

    } catch (IOException e) {                           // 3
        e.printStackTrace();

    } finally {                                         // 4
        if (reader != null) {
            try {
                reader.close();                         // 5
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

上面的例子中，1 處的 new FileReader(file) 和 [2] 處的 readLine() 方法都可能拋出 java.io.IOException，所以我們用 try {...} 將它們包起來(lái)，表示這部分代碼執(zhí)行的時(shí)候可能拋出異常。

[3] 處為 catch 塊，這部分決定了當(dāng)異常真的發(fā)生時(shí)，該如何處理。假如 1 處拋出了異常，那么 Java 運(yùn)行環(huán)境將跳過(guò) try 塊后面的 while 部分，直接轉(zhuǎn)到 catch 塊來(lái)處理這個(gè)異常。

catch 后面的 (IOException e) 聲明了被捕獲的異常對(duì)象，你可以在 catch 塊中使用它。在這里我們簡(jiǎn)單的調(diào)用 e.printStackTrace() 方法，將異常信息輸出到控制臺(tái)。

注意，try 塊中拋出的異常類(lèi)型必須與 catch 塊聲明所要捕獲的異常類(lèi)型匹配，否則編譯器將拒絕編譯。關(guān)于這一點(diǎn)的詳情將在后面說(shuō)明。

[4] 處為 finally 塊，這部分決定了當(dāng) try 塊和/或 catch 塊執(zhí)行完畢后，還要執(zhí)行哪些代碼，這部分可以看作是“總是會(huì)執(zhí)行的”、“善后工作”。在這里我們嘗試關(guān)閉 reader 對(duì)象，不論是否出現(xiàn)異常。

注意 reader.close(); 方法也可能拋出異常，所以 [5] 這里又需要用 try-catch-finally 塊包起來(lái)。你當(dāng)然已經(jīng)注意到，這里沒(méi)有 finally 部分。其實(shí) try-catch-finally 塊有三種寫(xiě)法，分別是：

1. try {...A...} catch(Exception e) {...B...} finally {...C...}
2. try {...A...} catch(Exception e) {...B...}
3. try {...A...} finally {...C...}

寫(xiě)法 1 的意思是：嘗試 A；如果出現(xiàn)異常則執(zhí)行 B；不管是否出現(xiàn)異常，都執(zhí)行 C。
寫(xiě)法 2 的意思是：嘗試 A；如果出現(xiàn)異常則執(zhí)行 B。
寫(xiě)法 3 的意思是：嘗試 A；如果出現(xiàn)異常則不理會(huì)拋出去；不管是否出現(xiàn)異常，都執(zhí)行 C。

在寫(xiě)法 3 中，如果 try 部分拋出了異常，則需要在當(dāng)前方法中聲明。聲明拋出異常的方式，將在接下來(lái)說(shuō)明。

任何一個(gè)方法都可以通過(guò) throws 關(guān)鍵字聲明自己可能拋出異常。下面是一個(gè)例子：

// 示例4
public void f() throws Exception {
    ...
}

在這個(gè)例子中，方法 f() 聲明自己可能會(huì)拋出 java.lang.Exception 類(lèi)型的異常。除了 Exception 外，方法也可以明確的指出自己可能拋出哪種類(lèi)型的異常，例如：

// 示例5
public void f() throws java.io.IOException {
    ...
}

如果方法當(dāng)中的某條語(yǔ)句可能會(huì)拋出 A 類(lèi)型的異常，那么方法就不能聲明為拋出 B 類(lèi)型的異常。下面的做法是錯(cuò)誤的：

// 示例6
public void g() throws java.lang.NullPointerException {
    f();
}

因?yàn)?f() 已經(jīng)聲明為拋出 IOException，而 g() 并沒(méi)有將該異常捕獲，因此它也必須聲明為 “throws IOException”。如果編譯器發(fā)現(xiàn)這種不匹配的情況，就會(huì)拒絕編譯。

有一種情況例外，就是 B 類(lèi)型的異常是 A 類(lèi)型的異常的父類(lèi)。這意味著 B 類(lèi)型的異常在業(yè)務(wù)邏輯上涵蓋了 A 類(lèi)型，所以我們相信凡是能處理 B 的自然也能處理 A。

因此，既然 java.lang.Exception 是所有異常的父類(lèi)，那么凡是聲明拋出該類(lèi)型異常的方法，自然可以拋出任意類(lèi)型的異常。也就是說(shuō)，當(dāng)一個(gè)方法聲明為 “throws Exception” 時(shí)，它可以拋出任何類(lèi)型的異常。注意，因?yàn)檫@種聲明方式會(huì)給方法的調(diào)用者帶來(lái)困擾，所以我們盡量不要這么做。

  
回顧一下示例 3：

  現(xiàn)在回顧一下示例 3 中 catch(IOException e) {...} 部分。如果將它改為 catch(Exception e) {...}，就表示捕獲所有類(lèi)型的異常，即它前面的 try 部分不論拋出什么類(lèi)型的異常，它都可以處理。某些情況下這樣做是合理的，因?yàn)槲覀儾幌Ｍ?dāng)遇到某個(gè)特定種類(lèi)的異常時(shí)，程序終止運(yùn)行。

Java 異常入門(mén)(2/2)