10.3 抛出异常
在前面的小节中已经提到过异常抛出的概念，如果在try块中抛出的异常没有能够捕获它的catch块，或者说，捕获这个异常但不想立即处理，则Java将立即退出这个方法，并将其返回到上一级处理，如此可以不断地递归向上直到最外一级。同时，在方法的声明中要指定方法中可能产生的异常，使这个方法的调用者准备好处理这种异常的代码，这样，这种类型的异常在此方法的调用者中得到了处理。调用者可能自己处理这种异常，也可能将这个异常放给它的调用者。异常就这样逐级上溯，直到找到处理它的代码为止。如果没有任何代码来捕获并处理这个异常，Java将结束这个程序的执行。
所以，当不在方法中直接捕获被检查的异常时，必须用throw语句将异常抛给上层的调用者。也就是说，通过throw语句可以明确地抛出一个异常，同时在方法中用throws声明此方法将抛出某类型的异常。
本节讲述异常抛出语句、异常声明、Throwable类以及它的子类。
10.3.1 异常抛出语句
当不在方法中直接捕获被检查的异常时，必须指定它可以抛出的所有被检查的异常。抛出异常所做的两部分工作是：在它的声明中使用throws语句指定它可以抛出的异常，同时使用throw语句抛出异常。
在方法中声明可能出现的异常，这样做的目的是让方法可以告诉编译器它可能会产生哪些异常，从而要求它的使用者必须考虑对这些异常的处理，这样就使异常及时得到处理，减少了程序崩溃的几率。
Java可能会抛出异常的情况包括：调用的方法抛出了异常、检测到了错误并使用throw语句抛出异常、程序代码有错误，从而导致异常，比如数组越界错误、Java运行时刻系统产生内部错误。当前两种异常发生时，应该告诉使用这个方法的人，此方法强迫Java抛出异常。因为任何抛出异常的方法都是导致程序死亡的陷阱，如果没有任何代码来处理方法抛出的异常，就会导致程序结束。下面讲解throw语句和throws声明。
1．throw语句
在使用throw语句时，需要一个单独Throwable对象，这个对象是任意Throwable类的子类，其使用格式如下。
throw someThrowableObject;
程序会在运行到throw语句后立即终止，它后面的语句都不执行，然后在包含它的所有try块中从里到外寻找含有与其匹配的catch。
现在，在程序的上下文中来看一下throw语句。下面的pop方法删除一个公共堆栈中的一个执行类。这个方法从堆栈上面的元素开始执行，并且返回被删除的对象，如代码10-11所示。
【代码10-11】 throw语句示例
public Object pop() throws EmptyStackException {
Object obj;
if (size == 0) {
//throw语句
throw new EmptyStackException();
}
obj = objectAt(SIZE - 1);
setObjectAt(SIZE - 1, null);
size--;
return obj;
}
在代码10-11中，pop方法检查堆栈上是否有元素。如果堆栈是空的（也就是说它的尺寸等于0），pop方法就会实例化一个新的EmptyStackException对象（它是java.util中的一个成员），并且抛出它。在10.4节中，会解释怎样创建自己的异常类。在这里只能抛出继承于java.lang.Throwable类的对象。
2．throws声明
在代码10-11中，pop方法的声明中包含了一个throws子句。EmptyStackException是一个检查性异常，并且pop方法没有捕捉这个异常。因此，这个方法必须使用throws语句来声明它所抛出的异常的类型。
throws子句在方法的声明中，用于指定方法中可能产生的异常。
throws子句的格式如代码10-12所示。
【代码10-12】 throws声明示例1
type method_name(arg_list) throws WhcaException{
……
}
举个例子，如代码10-13所示。
【代码10-13】 throws声明示例2
class Animation{
public Image loadImage(String s) throws EOFException {
……
……
}
}
在代码10-13中声明loadImage()方法时，在后面加上了throws EOFException异常抛出声明，表明在这个方法中可能会抛出EOFException异常。
如果一个方法可能抛出的异常不止一个，可以在方法的throws子句中声明多个异常，这些异常使用逗号“，”隔开。代码10-13则变为如代码10-14所示。
【代码10-14】 throws声明示例3
class Animation{
public Image loadImage(String s)
throws EOFException, MalformURLException{
……
……
}
}
并不是所有可能发生的异常都要在方法的声明中指定，从Error类中派生出的异常和从RuntimeException类中派生的异常就不用在方法声明中指定。这两类异常属于不检查异常（unchecked exception）。Java语言中的另一类异常是检查异常（checked exception）。检查异常是那些在程序中应该处理的异常，而不检查异常则是那些无法干预的异常（如Error类异常）或者完全在控制之下可以避免的异常（比如数组越界错误）。而方法的声明中必须指明所有可能发生的检查异常。关于检查异常和不检查异常以及Error类、Exception类等将在10.3.2小节中详细讨论。
方法实际抛出的异常可能是throws子句中指定的异常类或其子类的实例。比如在方法的声明中指明方法可能产生IOException，但是实际上可能抛出的异常或许是EOFException类的实例，这些异常类都是IOException的子类。
注意：当子类的方法覆盖了超类的方法时，子类方法的throws子句中声明的异常不能多于超类方法中声明的异常，否则会产生编译错误。因此，如果超类的方法没有throws子句，那么子类中覆盖它的方法也不能使用throws子句指明异常。对于接口，情况相同。
下面来看一个例子，如代码10-15所示。
【代码10-15】 throws声明示例4
import java.io.IOException;
public class ExceptionUse{
public static void main(String[] args){
try{
System.out.println("");
System.out.println("please enter some characters:");
String s = getInput();
System.out.println("");
System.out.println("The characters you entered is:");
System.out.println(s);
}
catch(IOException e){
System.out.println("sorry, but"+e.getMessage());
}
}
//throws指明可能会抛出IOException异常
static String getInput() throws IOException{
char[] buffer = new char[20];
int counter = 0;
boolean flag = true;
while(flag){
buffer[counter] = (char)System.in.read();
if (buffer[counter]=='/n')
flag = false;
counter++;
if (counter>=20){
IOException myException = new IOException("buffer is full");
throw myException;
}
}
return new String(buffer);
}
}
程序的输出结果如图10-12所示。
http://book.csdn.net/BookFiles/319/img/image017.jpg
图10-12 throws声明示例4运行结果
在代码10-15中，声明了一个方法getInput()，用来获取从键盘输入的字符，并以字符串对象的形式返回。程序里设定从键盘输入的字符数不能多于20个，否则就抛出一个IOException异常。由于在方法getInput()中，可能会产生IOException异常，同时，方法本身并没有提供捕获语句，所以在方法的声明中必须用throws指明这个异常，如：
static String getInput() throws IOException
在方法getInput()中，可能产生异常的地方有两处，一是Java的InputStream类的read()方法。InputStream类的read()方法的原型如下。
Public abstract int read() throws IOException
在方法getInput()中并没有捕获和处理这个异常，如：
buffer[counter] = (char)System.in.read();
另一个可能产生异常的地方是方法中的while循环，在这个循环中，如果输入的字符数大于20，就抛出一个IOException异常，如：
counter++;
if (counter>=20){
IOException myException = new IOException("buffer is full");
throw myException;
}
在方法main中，将捕获这两个异常，并打印出异常的信息。如果没有异常发生，就打印出得到的输入字符串，如：
catch(IOException e){
System.out.println("sorry, but"+e.getMessage());
}
3．异常抛出
由此可见，抛出异常需要经过以下3个步骤。
（1）确定异常类。
（2）创建异常类的实例。
（3）抛出异常。
一旦Java抛出了异常，方法不会被返回调用者，因此不必担心返回值的问题，也不必提供一个缺省的返回值。
下面举一个例子，如代码10-16所示。
【代码10-16】 异常抛出示例1
public class ExceptionUse {
//可能会抛出异常类的方法
public static void throwException() throws IoException {
System.out.println("下面产生一个Io异常并将其抛出！");
//抛出异常
throw new RuntimeException("MyException");
}
public static void main(String [] args) {
try {
throwException();
}
//捕获异常
catch(IoException re) {
System.out.println("捕获Io异常："+re);
}
}
}
程序的输出结果如图10-13所示。
http://book.csdn.net/BookFiles/319/img/image018.jpg
图10-13 异常抛出示例1运行结果
代码10-16在main()函数中调用了throwException()方法，从此方法的声明中可以看到，它可能会抛出IoException异常。再看此方法的定义，可以看到，它使用new运算符实例化了一个RuntimeException 类，并使用throw语句将其抛出。调用这个方法后，异常被抛出，catch语句进行捕获，并打印出异常信息。
再例如，在10.2.1小节中的代码10-4的方法testTryCatch()中，捕获并处理了异常IOException和IllegalAccessException。然而，另外一种选择是在方法testTryCatch()中并不处理此异常，而将异常留给这个方法的调用者去处理。这时，需要在方法testTryCatch()的throws子句中指明这个异常。将代码10-4更改以后如代码10-17所示。
【代码10-17】 异常抛出示例2
public class ExceptionUse{
public static void main(String[] args) {
try{
testTryCatch();
}
//捕获异常
catch(IOException e){
System.out.println("catch "+e.getMessage()+" in main()");
}
}
static void testTryCatch() throws IOException{
try{
//抛出异常
throw new IOException("exception 1");
}
//捕获异常
catch(IOException e){
System.out.println("throw "+e.getMessage()+"
in testTryCatch()");
//捕获异常暂不处理，抛出异常
throw new IOException("exception 1");
}
}
}
程序的输出结果如图10-14所示。
http://book.csdn.net/BookFiles/319/img/image019.jpg
图10-14 异常抛出示例2运行结果
注意：程序中，在方法声明中抛出异常static void testTryCatch() throws IOException，因此，应由外层方法来处理（在main()方法中使用try-catch块来捕获异常），如果main()这个外层调用方法不使用try-catch块来捕获异常，程序将无法通过编译。
10.3.2 Throwable 类和它的子类
在Java语言中的所有的异常类都是从Throwable类派生出来的。Throwable类就是Java提供的最有效的异常处理类。继承Throwable类的对象包括直接子类（直接继承于Throwable类的对象）和间接子类（继承于Throwable类的子类的对象），如图10-15所示。
http://book.csdn.net/BookFiles/319/img/image020.gif
图10-15 Throwable 类和它的子类
由图10-15可以看到，Throws有两个直接的子类：Error类和Exception类。
（1）Error类。Error类及其子类主要用来描述一些Java运行时刻系统内部的错误或资源枯竭导致的错误，如当在Java虚拟机中发生动态连接失败或其他的定位失败的时候，Java虚拟机抛出一个Error对象。普通的简易程序不捕获或抛出Errors对象，也就是说，普通的程序不能从这类错误中恢复。
（2）Exception类。Exception类和它的子类与Error类不同，它是普通程序可以从中恢复的所有标准异常的超类。大多数程序都抛出或捕获衍生于Exception类的对象。一个异常表明发生了一个问题，但它不是严重的系统问题。大多数程序将会抛出或捕获Exceptions对象（而不是Errors对象）。
在Java平台中Exception类有许多已经定义了的子类。这些子类说明所发生的异常的各种类型。例如，IllegalAccessException异常类说明了不能找到一个特殊的方法；NegativeArraySizeException异常类说明程序试图创建一个带有负尺寸的数组。
具体的说，Exception类有两个分支：从RuntimeException中派生出来的类和不是从RuntimeException类中派生的类，这样分类的根据是错误发生的原因。
RuntimeException是程序员编写程序不正确所导致的异常；而其他的异常则是由于一些异常的情况造成的，不是程序本身的错误，如果这些异常情况没有发生，程序本身仍然是好程序。
RuntimeException是在程序运行期间在Java虚拟机内部所发生的异常。例如NullPointerException类就是一个运行时异常类，在一个方法试图通过一个null引用来访问一个对象的成员时会发生这个异常。具体的说，RuntimeException类的错误有错误的强制类型转换、数组越界访问、空指针操作。其他异常（非RuntimeException类的异常）则包括文件指针越界、格式不正确的URL、试图为一个不存在的类找一个代表它的Class类的对象。
RuntimeException类的异常的产生是程序员的过失，理论上，程序员经过检查和测试可以查出这类错误。