Java异常处理

Java内置了一套异常处理机制，总是使用异常来表示错误。一个健壮的程序必须处理各种各样的错误。所谓错误，就是程序调用某个函数的时候，如果失败了，就表示出错

异常是一种class，因此它本身带有类型信息。异常可以在任何地方抛出，但只需要在上层捕获，这样就和方法调用分离了：

try {String s = processFile(“C:\\test.txt”);// ok:
} catch (FileNotFoundException e) {// file not found:
} catch (SecurityException e) {// no read permission:
} catch (IOException e) {// io error:
} catch (Exception e) {// other error:
}

因为Java的异常是class，它的继承关系如下：

从继承关系可知：Throwable是异常体系的根，它继承自Object。Throwable有两个体系：Error和Exception，Error表示严重的错误，程序对此一般无能为力，例如：

OutOfMemoryError：内存耗尽
NoClassDefFoundError：无法加载某个Class
StackOverflowError：栈溢出

而Exception则是运行时的错误，它可以被捕获并处理。

某些异常是应用程序逻辑处理的一部分，应该捕获并处理。例如：

NumberFormatException：数值类型的格式错误
FileNotFoundException：未找到文件
SocketException：读取网络失败

还有一些异常是程序逻辑编写不对造成的，应该修复程序本身。例如：

NullPointerException：对某个null的对象调用方法或字段
IndexOutOfBoundsException：数组索引越界

Exception又分为两大类：

RuntimeException以及它的子类；
非RuntimeException（包括IOException、ReflectiveOperationException等等）

Java规定：

必须捕获的异常，包括Exception及其子类，但不包括RuntimeException及其子类，这种类型的异常称为Checked Exception。
不需要捕获的异常，包括Error及其子类，RuntimeException及其子类。

捕获异常

捕获异常使用try...catch语句，把可能发生异常的代码放到try {...}中，然后使用catch捕获对应的Exception及其子类：

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.Arrays;public class Main {public static void main(String[] args) {byte[] bs = toGBK("中文");System.out.println(Arrays.toString(bs));}static byte[] toGBK(String s) {try {// 用指定编码转换String为byte[]:return s.getBytes("GBK");} catch (UnsupportedEncodingException e) {// 如果系统不支持GBK编码，会捕获到UnsupportedEncodingException:System.out.println(e); // 打印异常信息return s.getBytes(); // 尝试使用用默认编码}}
}

如果我们不捕获UnsupportedEncodingException，会出现编译失败的问题：

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.Arrays;public class Main {public static void main(String[] args) {byte[] bs = toGBK("中文");System.out.println(Arrays.toString(bs));}static byte[] toGBK(String s) {return s.getBytes("GBK");}
}

编译器会报错，错误信息类似：unreported exception UnsupportedEncodingException; must be caught or declared to be thrown，并且准确地指出需要捕获的语句是return s.getBytes("GBK");。意思是说，像UnsupportedEncodingException这样的Checked Exception，必须被捕获。

这是因为String.getBytes(String)方法定义是：

public byte[] getBytes(String charsetName) throws UnsupportedEncodingException {...
}

在方法定义的时候，使用throws Xxx表示该方法可能抛出的异常类型。调用方在调用的时候，必须强制捕获这些异常，否则编译器会报错。

在toGBK()方法中，因为调用了String.getBytes(String)方法，就必须捕获UnsupportedEncodingException。我们也可以不捕获它，而是在方法定义处用throws表示toGBK()方法可能会抛出UnsupportedEncodingException，就可以让toGBK()方法通过编译器检查：

public class Main {public static void main(String[] args) {byte[] bs = toGBK("中文");System.out.println(Arrays.toString(bs));}static byte[] toGBK(String s) throws UnsupportedEncodingException {return s.getBytes("GBK");}
}

上述代码仍然会得到编译错误，但这一次，编译器提示的不是调用return s.getBytes("GBK");的问题，而是byte[] bs = toGBK("中文");。因为在main()方法中，调用toGBK()，没有捕获它声明的可能抛出的UnsupportedEncodingException。

修复方法是在main()方法中捕获异常并处理：

public class Main {public static void main(String[] args) {try {byte[] bs = toGBK("中文");System.out.println(Arrays.toString(bs));} catch (UnsupportedEncodingException e) {System.out.println(e);}}static byte[] toGBK(String s) throws UnsupportedEncodingException {// 用指定编码转换String为byte[]:return s.getBytes("GBK");}
}

可见，只要是方法声明的Checked Exception，不在调用层捕获，也必须在更高的调用层捕获。所有未捕获的异常，最终也必须在main()方法中捕获，不会出现漏写try的情况。这是由编译器保证的。main()方法也是最后捕获Exception的机会。

如果是测试代码，上面的写法就略显麻烦。如果不想写任何try代码，可以直接把main()方法定义为throws Exception，因为main()方法声明了可能抛出Exception，也就声明了可能抛出所有的Exception，因此在内部就无需捕获了。代价就是一旦发生异常，程序会立刻退出。

public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {byte[] bs = toGBK("中文");System.out.println(Arrays.toString(bs));}static byte[] toGBK(String s) throws UnsupportedEncodingException {// 用指定编码转换String为byte[]:return s.getBytes("GBK");}
}

还有在toGBK()内部“消化”异常：

static byte[] toGBK(String s) {try {return s.getBytes("GBK");} catch (UnsupportedEncodingException e) {// 什么也不干}return null;

这种捕获后不处理的方式是非常不好的，即使真的什么也做不了，也要先把异常记录下来：

static byte[] toGBK(String s) {try {return s.getBytes("GBK");} catch (UnsupportedEncodingException e) {// 先记下来再说:e.printStackTrace();}return null;

所有异常都可以调用printStackTrace()方法打印异常栈，这是一个简单有用的快速打印异常的方法。

Java使用异常来表示错误，并通过try ... catch捕获异常；
Java的异常是class，并且从Throwable继承；
Error是无需捕获的严重错误，Exception是应该捕获的可处理的错误；
RuntimeException无需强制捕获，非RuntimeException（Checked Exception）需强制捕获，或者用throws声明；
不推荐捕获了异常但不进行任何处理。