在程序設(shè)計(jì)中，進(jìn)行異常處理是非常重要的一環(huán)。一個程序的異常處理框架的好壞直接影響到整個項(xiàng)目的代碼質(zhì)量以及后期維護(hù)成本和難度。試想一下，如果一個項(xiàng)目從頭到尾沒有考慮過異常處理，當(dāng)程序出錯從哪里尋找出錯的根源？但是如果一個項(xiàng)目異常處理設(shè)計(jì)地過多，又會嚴(yán)重影響到代碼質(zhì)量以及程序的性能。因此，如何高效簡潔地設(shè)計(jì)異常處理是一門藝術(shù)，本文下面先講述Java異常機(jī)制最基礎(chǔ)的知識，然后給出在進(jìn)行Java異常處理設(shè)計(jì)時(shí)的幾個建議。
異常的英文單詞是exception，字面翻譯就是“意外、例外”的意思，也就是非正常情況。事實(shí)上，異常本質(zhì)上是程序上的錯誤，包括程序邏輯錯誤和系統(tǒng)錯誤。比如使用空的引用、數(shù)組下標(biāo)越界、內(nèi)存溢出錯誤等，這些都是意外的情況，背離我們程序本身的意圖。錯誤在我們編寫程序的過程中會經(jīng)常發(fā)生，包括編譯期間和運(yùn)行期間的錯誤，在編譯期間出現(xiàn)的錯誤有編譯器幫助我們一起修正，然而運(yùn)行期間的錯誤便不是編譯器力所能及了，并且運(yùn)行期間的錯誤往往是難以預(yù)料的。假若程序在運(yùn)行期間出現(xiàn)了錯誤，如果置之不理，程序便會終止或直接導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，顯然這不是我們希望看到的結(jié)果。因此，如何對運(yùn)行期間出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行處理和補(bǔ)救呢？Java提供了異常機(jī)制來進(jìn)行處理，通過異常機(jī)制來處理程序運(yùn)行期間出現(xiàn)的錯誤。通過異常機(jī)制，我們可以更好地提升程序的健壯性。
在Java中異常被當(dāng)做對象來處理，根類是java.lang.Throwable類，在Java中定義了很多異常類（如OutOfMemoryError、NullPointerException、IndexOutOfBoundsException等），這些異常類分為兩大類：Error和Exception。
Error是無法處理的異常，比如OutOfMemoryError，一般發(fā)生這種異常，JVM會選擇終止程序。因此我們編寫程序時(shí)不需要關(guān)心這類異常。
Exception，也就是我們經(jīng)常見到的一些異常情況，比如NullPointerException、IndexOutOfBoundsException，這些異常是我們可以處理的異常。
Exception類的異常包括checked exception和unchecked exception（unchecked exception也稱運(yùn)行時(shí)異常RuntimeException，當(dāng)然這里的運(yùn)行時(shí)異常并不是前面我所說的運(yùn)行期間的異常，只是Java中用運(yùn)行時(shí)異常這個術(shù)語來表示，Exception類的異常都是在運(yùn)行期間發(fā)生的）。
unchecked exception（非檢查異常），也稱運(yùn)行時(shí)異常（RuntimeException），比如常見的NullPointerException、IndexOutOfBoundsException。對于運(yùn)行時(shí)異常，java編譯器不要求必須進(jìn)行異常捕獲處理或者拋出聲明，由程序員自行決定。
checked exception（檢查異常），也稱非運(yùn)行時(shí)異常（運(yùn)行時(shí)異常以外的異常就是非運(yùn)行時(shí)異常），java編譯器強(qiáng)制程序員必須進(jìn)行捕獲處理，比如常見的IOExeption和SQLException。對于非運(yùn)行時(shí)異常如果不進(jìn)行捕獲或者拋出聲明處理，編譯都不會通過。
在Java中，所有異常類的父類是Throwable類，Error類是error類型異常的父類，Exception類是exception類型異常的父類，RuntimeException類是所有運(yùn)行時(shí)異常的父類，RuntimeException以外的并且繼承Exception的類是非運(yùn)行時(shí)異常。
典型的RuntimeException包括NullPointerException、IndexOutOfBoundsException、IllegalArgumentException等。
典型的非RuntimeException包括IOException、SQLException等。
Java中如何處理異常
在Java中如果需要處理異常，必須先對異常進(jìn)行捕獲，然后再對異常情況進(jìn)行處理。如何對可能發(fā)生異常的代碼進(jìn)行異常捕獲和處理呢？使用try和catch關(guān)鍵字即可，如下面一段代碼所示：
try {
File file = new File("d:/a.txt");
if(!file.exists())
file.createNewFile();
} catch (IOException e) {
// TODO: handle exception
}
被try塊包圍的代碼說明這段代碼可能會發(fā)生異常，一旦發(fā)生異常，異常便會被catch捕獲到，然后需要在catch塊中進(jìn)行異常處理。
這是一種處理異常的方式。在Java中還提供了另一種異常處理方式即拋出異常，顧名思義，也就是說一旦發(fā)生異常，我把這個異常拋出去，讓調(diào)用者去進(jìn)行處理，自己不進(jìn)行具體的處理，此時(shí)需要用到throw和throws關(guān)鍵字。
下面看一個示例：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
try {
createFile();
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
}
public static void createFile() throws IOException{
File file = new File("d:/a.txt");
if(!file.exists())
file.createNewFile();
}
}
這段代碼和上面一段代碼的區(qū)別是，在實(shí)際的createFile方法中并沒有捕獲異常，而是用throws關(guān)鍵字聲明拋出異常，即告知這個方法的調(diào)用者此方法可能會拋出IOException。那么在main方法中調(diào)用createFile方法的時(shí)候，采用try…catch塊進(jìn)行了異常捕獲處理。
當(dāng)然還可以采用throw關(guān)鍵字手動來拋出異常對象。下面看一個例子：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
try {
int[] data = new int[]{1,2,3};
System.out.println(getDataByIndex(-1,data));
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
}
public static int getDataByIndex(int index,int[] data) {
if(index<0||index>=data.length)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("數(shù)組下標(biāo)越界");
return data[index];
}
}
然后在catch塊中進(jìn)行捕獲。
也就說在Java中進(jìn)行異常處理的話，對于可能會發(fā)生異常的代碼，可以選擇三種方法來進(jìn)行異常處理：
1）對代碼塊用try..catch進(jìn)行異常捕獲處理；
2）在 該代碼的方法體外用throws進(jìn)行拋出聲明，告知此方法的調(diào)用者這段代碼可能會出現(xiàn)這些異常，你需要謹(jǐn)慎處理。此時(shí)有兩種情況：
如果聲明拋出的異常是非運(yùn)行時(shí)異常，此方法的調(diào)用者必須顯示地用try..catch塊進(jìn)行捕獲或者繼續(xù)向上層拋出異常。
如果聲明拋出的異常是運(yùn)行時(shí)異常，此方法的調(diào)用者可以選擇地進(jìn)行異常捕獲處理。
3）在代碼塊用throw手動拋出一個異常對象，此時(shí)也有兩種情況，跟2）中的類似：
如果拋出的異常對象是非運(yùn)行時(shí)異常，此方法的調(diào)用者必須顯示地用try..catch塊進(jìn)行捕獲或者繼續(xù)向上層拋出異常。
如果拋出的異常對象是運(yùn)行時(shí)異常，此方法的調(diào)用者可以選擇地進(jìn)行異常捕獲處理。
