Detailliertes Verständnis des Java-Ausnahmebehandlungsmechanismus

1. Einleitung

Ich fürchte, try…catch…finally ist eine sehr vertraute Aussage, und sie scheint sehr einfach zu verwenden und logisch leicht zu verstehen. Die „Lektionen“, die ich persönlich erlebt habe, zeigen mir jedoch, dass diese Sache nicht so einfach und gehorsam ist, wie ich es mir vorgestellt habe. Glauben Sie es nicht? Schauen Sie sich dann den folgenden Code an und „raten Sie“, wie das Ergebnis nach seiner Ausführung aussehen wird. Schauen Sie nicht auf die Antwort zurück, und Sie dürfen den Code nicht ausführen, um die tatsächliche Antwort zu sehen. Wenn Ihre Antwort richtig ist, müssen Sie keine Zeit mit dem Lesen dieses Artikels verschwenden.

package Test; 
   
public class TestException { 
    public TestException() { 
    } 
   
    boolean testEx() throws Exception { 
        boolean ret = true; 
        try { 
            ret = testEx1(); 
        } catch (Exception e) { 
            System.out.println("testEx, catch exception"); 
            ret = false; 
            throw e; 
        } finally { 
            System.out.println("testEx, finally; return value=" + ret); 
            return ret; 
        } 
    } 
   
    boolean testEx1() throws Exception { 
        boolean ret = true; 
        try { 
            ret = testEx2(); 
            if (!ret) { 
                return false; 
            } 
            System.out.println("testEx1, at the end of try"); 
            return ret; 
        } catch (Exception e) { 
            System.out.println("testEx1, catch exception"); 
            ret = false; 
            throw e; 
        } finally { 
            System.out.println("testEx1, finally; return value=" + ret); 
            return ret; 
        } 
    } 
   
    boolean testEx2() throws Exception { 
        boolean ret = true; 
        try { 
            int b = 12; 
            int c; 
            for (int i = 2; i >= -2; i--) { 
                c = b / i; 
                System.out.println("i=" + i); 
            } 
            return true; 
        } catch (Exception e) { 
            System.out.println("testEx2, catch exception"); 
            ret = false; 
            throw e; 
        } finally { 
            System.out.println("testEx2, finally; return value=" + ret); 
            return ret; 
        } 
    } 
   
    public static void main(String[] args) { 
        TestException testException1 = new TestException(); 
        try { 
            testException1.testEx(); 
        } catch (Exception e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
    } 
}

Wie lautet Ihre Antwort? Ist es die Antwort unten?

i=2
i=1
testEx2, fangen Ausnahme
testEx2, schließlich; Rückgabewert=false
testEx1, fangen Ausnahme
testEx1, schließlich; false
testEx, Ausnahme abfangen
testEx, schließlich; Rückgabewert=false

Wenn Ihre Antwort wirklich wie oben erwähnt ist, dann liegen Sie falsch. ^_^, dann empfehle ich Ihnen, diesen Artikel sorgfältig zu lesen oder den obigen Code zu verwenden, um ihn in verschiedenen Situationen zu ändern, auszuführen und zu testen. Sie werden feststellen, dass viele Dinge nicht so einfach sind, wie Sie es sich ursprünglich vorgestellt haben. Die richtige Antwort wird nun bekannt gegeben:

i=2
i=1
testEx2, fangen Ausnahme
testEx2, endlich; Rückgabewert=false
testEx1, schließlich; false
testEx, final; return value=false

Hinweis:

Der „finally“-Anweisungsblock sollte nicht erscheinen und return sollte erscheinen. Das obige return ret wird am besten in anderen Anweisungen verwendet, um die zugehörige Logik zu verarbeiten.

2. JAVA-Ausnahme

Abnormalität bezieht sich auf verschiedene unerwartete Situationen, wie zum Beispiel: Datei nicht gefunden, Netzwerkverbindungsfehler, ungültige Parameter usw. Eine Ausnahme ist ein Ereignis, das während der Programmausführung auftritt und den normalen Befehlsfluss stört. Java beschreibt verschiedene Ausnahmen durch zahlreiche Unterklassen der Throwable-Klasse in der API. Daher sind Java-Ausnahmen Objekte, Instanzen einer Throwable-Unterklasse, die Fehlerbedingungen beschreiben, die in einem Teil der Codierung auftreten. Fehler löst eine Ausnahme aus, wenn die Bedingung generiert wird.

Java-Ausnahmeklassenhierarchiediagramm:

In Java haben alle Ausnahmen einen gemeinsamen Vorfahren Throwable (auswerfbar). Throwable gibt die Gemeinsamkeit jedes Problems im Code an, das mithilfe eines Ausnahmeweitergabemechanismus über eine Java-Anwendung weitergegeben werden kann.

Throwable: Es gibt zwei wichtige Unterklassen: Exception und Error. Beide sind wichtige Unterklassen der Java-Ausnahmebehandlung und jede enthält eine große Anzahl von Unterklassen.

Fehler: Es handelt sich um einen Fehler, den das Programm nicht verarbeiten kann, was auf ein ernstes Problem beim Ausführen der Anwendung hinweist. Die meisten Fehler haben nichts mit vom Codeschreiber ausgeführten Aktionen zu tun, sondern stellen Probleme mit der JVM (Java Virtual Machine) dar, während der Code ausgeführt wird. Beispielsweise tritt bei einem Ausführungsfehler der Java Virtual Machine (Virtual MachineError) ein OutOfMemoryError auf, wenn die JVM nicht mehr über die für die weitere Ausführung des Vorgangs erforderlichen Speicherressourcen verfügt. Wenn diese Ausnahmen auftreten, entscheidet sich die Java Virtual Machine (JVM) im Allgemeinen dafür, den Thread zu beenden.

Diese Fehler weisen darauf hin, dass der Fehler in der virtuellen Maschine selbst auftritt oder wenn die virtuelle Maschine versucht, die Anwendung auszuführen, z. B. ein Ausführungsfehler der Java Virtual Machine (Virtual MachineError), ein Klassendefinitionsfehler (NoClassDefFoundError) usw. Diese Fehler können nicht überprüft werden, da sie außerhalb der Kontroll- und Verarbeitungsmöglichkeiten des Anwendungsprogramms liegen und es sich bei den meisten davon um Bedingungen handelt, die bei der Ausführung des Programms nicht auftreten dürfen. Bei einer gut gestalteten Anwendung sollte selbst dann, wenn ein Fehler auftritt, kein Versuch unternommen werden, die durch ihn verursachte Ausnahmebedingung zu behandeln. In Java werden Fehler durch Unterklassen von Error beschrieben.

Ausnahme: Es handelt sich um eine Ausnahme, die vom Programm selbst behandelt werden kann.

Die Exception-Klasse hat eine wichtige Unterklasse RuntimeException. Die RuntimeException-Klasse und ihre Unterklassen stellen Fehler dar, die durch „allgemeine JVM-Vorgänge“ verursacht werden. Wenn Sie beispielsweise versuchen, eine Nullobjektreferenz zu verwenden, durch Null zu dividieren oder das Array außerhalb der Grenzen liegt, werden Laufzeitausnahmen (NullPointerException, ArithmeticException) bzw. ArrayIndexOutOfBoundException ausgelöst.

Hinweis: Der Unterschied zwischen Ausnahmen und Fehlern: Ausnahmen können vom Programm selbst behandelt werden, Fehler können jedoch nicht behandelt werden.

Normalerweise werden Java-Ausnahmen (einschließlich Ausnahme und Fehler) in überprüfbare Ausnahmen (geprüfte Ausnahmen) und ungeprüfte Ausnahmen (ungeprüfte Ausnahmen) unterteilt.

Überprüfbare Ausnahmen (Ausnahmen, die vom Compiler behandelt werden müssen): Ausnahmen, die leicht auftreten und tolerierbar sind, wenn ein korrektes Programm ausgeführt wird. Obwohl es sich bei überprüfbaren Ausnahmen um abnormale Situationen handelt, kann mit ihrem Auftreten bis zu einem gewissen Grad gerechnet werden. Sobald solche abnormalen Situationen auftreten, müssen sie auf irgendeine Weise behandelt werden.

Mit Ausnahme von RuntimeException und seinen Unterklassen sind andere Exception-Klassen und ihre Unterklassen überprüfbare Ausnahmen. Das Merkmal dieser Art von Ausnahme besteht darin, dass sie vom Java-Compiler überprüft wird. Das heißt, wenn diese Art von Ausnahme im Programm auftreten kann, verwenden Sie entweder eine Try-Catch-Anweisung, um sie abzufangen, oder verwenden Sie eine Throw-Klausel zum Deklarieren es, sonst wird die Kompilierung nicht erfolgreich sein.

Nicht überprüfbare Ausnahmen (Ausnahmen, für die der Compiler keine erzwungene Behandlung erfordert): einschließlich Laufzeitausnahmen (RuntimeException und ihre Unterklassen) und Fehler (Error).

Ausnahme Diese Ausnahme ist in zwei Hauptkategorien unterteilt: Laufzeitausnahmen und Nicht-Laufzeitausnahmen (Kompilierungsausnahmen). Das Programm sollte diese Ausnahmen so weit wie möglich behandeln.

Laufzeitausnahmen: Dies sind alles Ausnahmen der RuntimeException-Klasse und ihrer Unterklassen, wie z. B. NullPointerException (Nullzeiger-Ausnahme), IndexOutOfBoundsException (Subscript-Out-of-Bounds-Ausnahme) usw. Diese Ausnahmen sind keine geprüften Ausnahmen. und Sie können wählen, ob sie im Programm erfasst oder nicht verarbeitet werden sollen. Diese Ausnahmen werden im Allgemeinen durch Programmlogikfehler verursacht, und das Programm sollte versuchen, das Auftreten solcher Ausnahmen aus logischer Sicht zu vermeiden.

Das Merkmal von Laufzeitausnahmen ist, dass der Java-Compiler sie nicht überprüft. Das heißt, wenn diese Art von Ausnahme im Programm auftreten kann, auch wenn sie nicht mit einer Try-Catch-Anweisung erfasst wird. Es wird nicht mit einer Throws-Klausel deklariert. Werfen Sie es und es wird kompiliert.

Nicht-Laufzeitausnahme (Kompilierungsausnahme): Es handelt sich um eine andere Ausnahme als RuntimeException, und der Typ gehört zur Exception-Klasse und ihren Unterklassen. Aus Sicht der Programmsyntax handelt es sich um eine Ausnahme, die behandelt werden muss. Wenn sie nicht behandelt wird, wird das Programm nicht kompiliert. Wie IOException, SQLException usw. und benutzerdefinierte Ausnahmen. Im Allgemeinen sind keine benutzerdefinierten geprüften Ausnahmen erforderlich.

3. Ausnahmebehandlungsmechanismus

In Java-Anwendungen ist der Ausnahmebehandlungsmechanismus: Ausnahmen auslösen und Ausnahmen abfangen.

Auslösen einer Ausnahme: Wenn in einer Methode ein Fehler auftritt und eine Ausnahme ausgelöst wird, erstellt die Methode ein Ausnahmeobjekt und übermittelt es an das Laufzeitsystem. Das Ausnahmeobjekt enthält Ausnahmeinformationen wie den Ausnahmetyp und die Programmstatus, wenn die Ausnahme auftritt. Das Laufzeitsystem ist dafür verantwortlich, den Code zur Behandlung der Ausnahme zu finden und auszuführen.

Ausnahmen abfangen: Nachdem eine Methode eine Ausnahme auslöst, sucht das Laufzeitsystem nach einem geeigneten Ausnahmehandler. Ein potenzieller Ausnahmehandler ist eine Sammlung von Methoden, die beim Auftreten einer Ausnahme nacheinander im Aufrufstapel verbleiben. Wenn der Ausnahmetyp, den der Ausnahmebehandler verarbeiten kann, mit dem von der Methode ausgelösten Ausnahmetyp übereinstimmt, handelt es sich um einen geeigneten Ausnahmebehandler. Das Laufzeitsystem beginnt bei der Methode, bei der die Ausnahme aufgetreten ist, und überprüft die Methoden im Aufrufstapel, bis es die Methode mit dem entsprechenden Ausnahmebehandler findet und diese ausführt. Wenn das Laufzeitsystem den Aufrufstapel durchläuft und keinen geeigneten Ausnahmehandler findet, wird das Laufzeitsystem beendet. Gleichzeitig bedeutet es die Beendigung des Java-Programms.

Für Laufzeitausnahmen, Fehler oder überprüfbare Ausnahmen sind die für die Java-Technologie erforderlichen Ausnahmebehandlungsmethoden unterschiedlich.

Aufgrund der nicht überprüfbaren Natur von Laufzeitausnahmen schreibt Java vor, dass Laufzeitausnahmen automatisch vom Java-Laufzeitsystem ausgelöst werden, um Anwendungen vernünftiger und einfacher zu implementieren, sodass Anwendungen Laufzeitausnahmen ignorieren können.

Bei Fehlern, die während der Methodenausführung auftreten können und die laufende Methode sie nicht abfangen möchte, lässt Java zu, dass die Methode keine auslösende Anweisung macht. Denn die meisten Fehlerausnahmen sind Situationen, die niemals auftreten dürfen und Ausnahmen sind, die vernünftige Anwendungen nicht abfangen sollten.

Für alle überprüfbaren Ausnahmen schreibt Java vor, dass eine Methode sie abfangen oder deklarieren muss, dass sie außerhalb der Methode ausgelöst wird. Das heißt, wenn eine Methode beschließt, keine überprüfbaren Ausnahmen abzufangen, muss sie deklarieren, dass sie eine Ausnahme auslöst.

Methoden, die Ausnahmen abfangen können, müssen Ausnahmehandler entsprechender Typen bereitstellen. Bei der erfassten Ausnahme kann es sich um eine Ausnahme handeln, die von einer eigenen Anweisung verursacht und ausgelöst wird, oder um eine Ausnahme, die von einer aufgerufenen Methode oder dem Java-Laufzeitsystem ausgelöst wird. Mit anderen Worten: Die Ausnahme, die eine Methode abfangen kann, muss eine Ausnahme sein, die irgendwo von Java-Code ausgelöst wird. Einfach ausgedrückt: Ausnahmen werden immer zuerst ausgelöst und später abgefangen.

Jeder Java-Code kann Ausnahmen auslösen, z. B. von Ihnen selbst geschriebener Code, Code aus dem Java-Entwicklungsumgebungspaket oder dem Java-Laufzeitsystem. Jeder kann über die throw-Anweisung von Java eine Ausnahme auslösen.

Jede von einer Methode ausgelöste Ausnahme muss eine throws-Klausel verwenden.

Das Abfangen von Ausnahmen wird durch Try-Catch-Anweisungen oder Try-Catch-finally-Anweisungen erreicht.

Generell schreibt Java vor, dass überprüfbare Ausnahmen abgefangen oder zum Auslösen deklariert werden müssen. Ermöglicht das Ignorieren nicht überprüfbarer RuntimeException und Fehler.

　　3.1 捕获异常：try、catch 和 finally

　　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：
　　1）在finally语句块中发生了异常。
　　2）在前面的代码中用了System.exit()退出程序。
　　3）程序所在的线程死亡。
　　4）关闭CPU。

　　3. try-catch-finally 规则(异常处理语句的语法规则）：

　　1)  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。
　　2) 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。
　　3) catch 块与相应的异常类的类型相关。
　　4) 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
　　5) 可嵌套 try-catch-finally 结构。
　　6) 在 try-catch-finally 结构中，可重新抛出异常。
　　7) 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:

　　1)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；

　　2)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；

　　3)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：

3.2 抛出异常

　　任何Java代码都可以抛出异常，如：自己编写的代码、来自Java开发环境包中代码，或者Java运行时系统。无论是谁，都可以通过Java的throw语句抛出异常。从方法中抛出的任何异常都必须使用throws子句。

　　1. throws抛出异常

　　如果一个方法可能会出现异常，但没有能力处理这种异常，可以在方法声明处用throws子句来声明抛出异常。例如汽车在运行时可能会出现故障，汽车本身没办法处理这个故障，那就让开车的人来处理。

　　throws语句用在方法定义时声明该方法要抛出的异常类型，如果抛出的是Exception异常类型，则该方法被声明为抛出所有的异常。多个异常可使用逗号分割。throws语句的语法格式为：

methodname throws Exception1,Exception2,..,ExceptionN 
{ 
}

 方法名后的throws Exception1,Exception2,…,ExceptionN 为声明要抛出的异常列表。当方法抛出异常列表的异常时，方法将不对这些类型及其子类类型的异常作处理，而抛向调用该方法的方法，由他去处理。例如：

import java.lang.Exception; 
public class TestException { 
    static void pop() throws NegativeArraySizeException { 
        // 定义方法并抛出NegativeArraySizeException异常 
        int[] arr = new int[-3]; // 创建数组 
    } 
   
    public static void main(String[] args) { // 主方法 
        try { // try语句处理异常信息 
            pop(); // 调用pop()方法 
        } catch (NegativeArraySizeException e) { 
            System.out.println("pop()方法抛出的异常");// 输出异常信息 
        } 
    } 
   
}

    使用throws关键字将异常抛给调用者后，如果调用者不想处理该异常，可以继续向上抛出，但最终要有能够处理该异常的调用者。

　　pop方法没有处理异常NegativeArraySizeException，而是由main函数来处理。

　　Throws抛出异常的规则：

　　1) 如果是不可查异常（unchecked exception），即Error、RuntimeException或它们的子类，那么可以不使用throws关键字来声明要抛出的异常，编译仍能顺利通过，但在运行时会被系统抛出。

　　2）必须声明方法可抛出的任何可查异常（checked exception）。即如果一个方法可能出现受可查异常，要么用try-catch语句捕获，要么用throws子句声明将它抛出，否则会导致编译错误

　　3)仅当抛出了异常，该方法的调用者才必须处理或者重新抛出该异常。当方法的调用者无力处理该异常的时候，应该继续抛出，而不是囫囵吞枣。

　　4）调用方法必须遵循任何可查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。

　　例如：

void method1() throws IOException{}  //合法   
   
//编译错误，必须捕获或声明抛出IOException   
void method2(){   
  method1();   
}   
    
//合法，声明抛出IOException   
void method3()throws IOException {   
  method1();   
}   
    
//合法，声明抛出Exception，IOException是Exception的子类   
void method4()throws Exception {   
  method1();   
}   
    
//合法，捕获IOException   
void method5(){   
 try{   
    method1();   
 }catch(IOException e){…}   
}   
    
//编译错误，必须捕获或声明抛出Exception   
void method6(){   
  try{   
    method1();   
  }catch(IOException e){throw new Exception();}   
}   
    
//合法，声明抛出Exception   
void method7()throws Exception{   
 try{   
  method1();   
 }catch(IOException e){throw new Exception();}   
}

    判断一个方法可能会出现异常的依据如下：

　　1）方法中有throw语句。例如，以上method7()方法的catch代码块有throw语句。

　　2）调用了其他方法，其他方法用throws子句声明抛出某种异常。例如，method3()方法调用了method1()方法，method1()方法声明抛出IOException，因此，在method3()方法中可能会出现IOException。

　　2. 使用throw抛出异常

　　throw总是出现在函数体中，用来抛出一个Throwable类型的异常。程序会在throw语句后立即终止，它后面的语句执行不到，然后在包含它的所有try块中（可能在上层调用函数中）从里向外寻找含有与其匹配的catch子句的try块。

　　我们知道，异常是异常类的实例对象，我们可以创建异常类的实例对象通过throw语句抛出。该语句的语法格式为：

　　throw new exceptionname;

　　例如抛出一个IOException类的异常对象：

　　throw new IOException;

　　要注意的是，throw 抛出的只能够是可抛出类Throwable 或者其子类的实例对象。下面的操作是错误的：

　　throw new String(“exception”);

　　这是因为String 不是Throwable 类的子类。

　　如果抛出了检查异常，则还应该在方法头部声明方法可能抛出的异常类型。该方法的调用者也必须检查处理抛出的异常。

　　如果所有方法都层层上抛获取的异常，最终JVM会进行处理，处理也很简单，就是打印异常消息和堆栈信息。如果抛出的是Error或RuntimeException，则该方法的调用者可选择处理该异常。

package Test; 
import java.lang.Exception; 
public class TestException { 
    static int quotient(int x, int y) throws MyException { // 定义方法抛出异常 
        if (y < 0) { // 判断参数是否小于0 
            throw new MyException("除数不能是负数"); // 异常信息 
        } 
        return x/y; // 返回值 
    } 
    public static void main(String args[]) { // 主方法 
        int  a =3; 
        int  b =0;  
        try { // try语句包含可能发生异常的语句 
            int result = quotient(a, b); // 调用方法quotient() 
        } catch (MyException e) { // 处理自定义异常 
            System.out.println(e.getMessage()); // 输出异常信息 
        } catch (ArithmeticException e) { // 处理ArithmeticException异常 
            System.out.println("除数不能为0"); // 输出提示信息 
        } catch (Exception e) { // 处理其他异常 
            System.out.println("程序发生了其他的异常"); // 输出提示信息 
        } 
    } 
   
} 
class MyException extends Exception { // 创建自定义异常类 
    String message; // 定义String类型变量 
    public MyException(String ErrorMessagr) { // 父类方法 
        message = ErrorMessagr; 
    } 
   
    public String getMessage() { // 覆盖getMessage()方法 
        return message; 
    } 
}

    3.3 异常链

　　1) 如果调用quotient(3,-1)，将发生MyException异常，程序调转到catch (MyException e)代码块中执行；

　　2) 如果调用quotient(5,0)，将会因“除数为0”错误引发ArithmeticException异常，属于运行时异常类，由Java运行时系统自动抛出。quotient（）方法没有捕捉ArithmeticException异常，Java运行时系统将沿方法调用栈查到main方法，将抛出的异常上传至quotient（）方法的调用者：

　　int result = quotient(a, b); // 调用方法quotient()

　　由于该语句在try监控区域内，因此传回的“除数为0”的ArithmeticException异常由Java运行时系统抛出，并匹配catch子句：

catch (ArithmeticException e) { // 处理ArithmeticException异常
System.out.println(“除数不能为0″); // 输出提示信息
}

    处理结果是输出“除数不能为0”。Java这种向上传递异常信息的处理机制，形成异常链。

　　Java方法抛出的可查异常将依据调用栈、沿着方法调用的层次结构一直传递到具备处理能力的调用方法，最高层次到main方法为止。如果异常传递到main方法，而main不具备处理能力，也没有通过throws声明抛出该异常，将可能出现编译错误。

　　3)如还有其他异常发生，将使用catch (Exception e)捕捉异常。由于Exception是所有异常类的父类，如果将catch (Exception e)代码块放在其他两个代码块的前面，后面的代码块将永远得不到执行，就没有什么意义了，所以catch语句的顺序不可掉换。

　　3.4 Throwable类中的常用方法

　　注意：catch关键字后面括号中的Exception类型的参数e。Exception就是try代码块传递给catch代码块的变量类型，e就是变量名。catch代码块中语句”e.getMessage();”用于输出错误性质。通常异常处理常用3个函数来获取异常的有关信息:

　　getCause()：返回抛出异常的原因。如果 cause 不存在或未知，则返回 null。

　　getMeage()：返回异常的消息信息。

printStackTrace(): Der Stack-Trace des Objekts wird als Wert des Felds System.err an den Fehlerausgabestream ausgegeben.

Manchmal wird der Code nach der Catch-Anweisung der Einfachheit halber ignoriert, sodass die Try-Catch-Anweisung zu einer Dekoration wird. Sobald während der Ausführung des Programms eine Ausnahme auftritt, wird die Ausnahmebehandlung ignoriert und der Fehler behoben auftritt. Der Grund ist schwer zu finden.

4. Häufige Java-Ausnahmen

Java bietet einige Ausnahmen, um häufig auftretende Fehler zu beschreiben. Für diese Ausnahmen erfordern einige, dass Programmierer sie erfassen oder zum Auslösen deklarieren, und andere erfordern eine automatische Erfassungsverarbeitung Wird von der Java Virtual Machine ausgeführt. Häufige Ausnahmeklassen in Java:

1. runtimeException-Unterklasse:

1. java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException

Array-Index-Ausnahme außerhalb der Grenzen. Wird ausgelöst, wenn der Index im Array negativ oder größer oder gleich der Arraygröße ist.

2. java.lang.ArithmeticException

Arithmetische Bedingungsausnahme. Zum Beispiel: Ganzzahldivision durch Null usw.

3. java.lang.NullPointerException

Nullzeiger-Ausnahme. Diese Ausnahme wird ausgelöst, wenn die Anwendung versucht, null zu verwenden, wenn ein Objekt erforderlich ist. Zum Beispiel: Aufrufen der Instanzmethode des Nullobjekts, Zugriff auf die Eigenschaften des Nullobjekts, Berechnen der Länge des Nullobjekts, Verwenden der Throw-Anweisung zum Auslösen von Null usw.

4. java.lang. ClassNotFoundException

Die Klassenausnahme kann nicht gefunden werden. Diese Ausnahme wird ausgelöst, wenn die Anwendung versucht, eine Klasse basierend auf einem Klassennamen in Zeichenfolgenform zu erstellen, aber nach dem Durchlaufen von CLASSPAH die Klassendatei mit dem entsprechenden Namen nicht finden kann.

5. java.lang.NegativeArraySizeException Die Array-Länge ist eine negative Ausnahme

6. java.lang.ArrayStoreException Das Array enthält eine inkompatible Wertausnahme

7. java.lang .SecurityException Sicherheitsausnahme

8. java.lang.IllegalArgumentException Unzulässige Parameterausnahme

2.IOException

IOException: Kann beim Betrieb von Eingabestreams und Ausgabestreams auftreten. Ausnahme.

EOFException Datei beendete Ausnahme

FileNotFoundException Datei nicht gefunden Ausnahme

3. Andere

ClassCastException Typkonvertierungsausnahmeklasse

ArrayStoreException Array-Ausnahme ausgelöst durch inkompatible Werte

SQLException Operation Datenbank-Ausnahmeklasse

NoSuchFieldException Ausnahme „Feld nicht gefunden“

NoSuchMethodException Ausnahme „Methode nicht gefunden“ ausgelöst

NumberFormatException Ausnahme ausgelöst beim Konvertieren einer Zeichenfolge in eine Zahl

StringIndexOutOfBoundsException Ausnahme wird ausgelöst, wenn der Zeichenfolgenindex außerhalb des Bereichs liegt

IllegalAccessException Der Zugriff auf einen bestimmten Ausnahmetyp ist nicht zulässig

InstantiationException Bei Anwendung Wenn das Programm versucht, die newInstance()-Methode in der Class-Klasse zu verwenden, um eine Instanz einer Klasse zu erstellen, und das angegebene Klassenobjekt nicht instanziiert werden kann, wird diese Ausnahme ausgelöst

　5. Benutzerdefinierte Ausnahme

Mithilfe der in Java integrierten Ausnahmeklasse können die meisten Ausnahmen beschrieben werden, die während der Programmierung auftreten. Darüber hinaus können Benutzer auch Ausnahmen anpassen. Benutzerdefinierte Ausnahmeklassen müssen nur die Ausnahmeklasse erben.

Die Verwendung benutzerdefinierter Ausnahmeklassen in einem Programm kann grob in die folgenden Schritte unterteilt werden.

(1) Erstellen Sie eine benutzerdefinierte Ausnahmeklasse.
　(2) Wirf ein Ausnahmeobjekt über das Schlüsselwort throw in der Methode aus.
(3) Wenn die Ausnahme in der Methode behandelt wird, die die Ausnahme derzeit auslöst, können Sie sie mit der try-catch-Anweisung erfassen und verarbeiten. Andernfalls verwenden Sie das Schlüsselwort throws in der Deklaration der Methode, um die Ausnahme anzugeben an den Methodenaufrufer geworfen werden und fortfahren. Fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.
(4) Ausnahmen im Aufrufer der Ausnahmemethode abfangen und behandeln.

Im obigen Beispiel wurde die „Verwendung von throw zum Auslösen einer Ausnahme“ erwähnt.