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Java Gossip: 异常的继承架构

Java的异常处理机制并不是只有将程序逻辑与异常处理分开的好处，程序设计的错误情况很多且难以估计，并没有人能保证自已所设计的程序完全无误，异常处理最重要的是为程序设计人员提供种种可能的异常情况，让程序设计人员能够掌握并设法排除。

Java编译器会检查程序语法等的相关错误，这些错误是属于“编译时期错误”，然而语法无误并不代表程序逻辑没有错误，逻辑上的错误会在程序执行时发生，这是属于“运行时错误”，而即使逻辑没有错误，也可能因为I/O、网路或甚至内存不足等情况而发生错误。

Java所处理的异常主要可分为两大类，一种是严重的错误，例如硬体错误或内存不足等问题，与此相关的类是位于java.lang下的Error类；另一种是非严重的错误，代表可以处理的状况，与此相关的是位于java.lang下的Exception类。

Error类与Exception类都继承自Throwable类，Throwable类拥有几个报告相关异常讯息的方法：

getLocalizedMessage() 目前对象的描述
getMessage() 取得对象的错误讯息
printStackTrace() 取得堆中的讯息


除了使用这些方法之外，我们也可以利用toString()取得异常对象的错误描述。

您所处理的异常通常都是衍生自Exception类，其中大部份是运行时异常（RuntimeException）， 例如 ArithmeticException、ArrayIndexOutOfBoundsException等等，另外还有一些非运行时异常，例如 ClassNotFoundException（尝试载入类时失败所引发，例如类文件不存在）、InterruptedException（线程非 执行中而尝试中断所引发的异常）等等, 以下列出一些重要的继承架构：
Throwable
　　Error（严重的系统错误）
　　　　LinkageError
　　　　ThreadDeath
　　　　VirtualMachineError
　　　　....
　　Exception
　　　　ClassNotFoundException
　　　　CloneNotSupportedException
　　　　IllegalAccessException
　　　　....
　　　　RuntimeException（运行时异常）
　　　　　　ArithmeticException
　　　　　　ArrayStoreException
　　　　　　ClassCastException
　　　　　　....

属于RuntimeException衍生出来的类，是在运行时会发生的，不需要特别使用try-catch或是在函数上使用"throws"声明也 可以通过编译，例如您在使用数组时，并不一定要处理ArrayIndexOutOfBoundsException异常。

Exception下非RuntimeException衍生之异常如果有引发的可能性，则您一定要在程序中明确的指定处理才可以通过编译，例如当您使用 到BufferedReader类时，由于有可能引发IOException，您要不就在try-catch中处理，要不就在函数上使用throws表 示由调用它的函数来处理。

了解异常处理的继承架构是必须的，例如在捕捉异常对象时，如果父类异常对象撰写在子类异常对象之前被捕捉，则catch子类异常对象的区块将永远不会被执行，事实上编译器也会帮您检查这个错误，例如：
  • UseException.java 
import java.io.*; 
 
public class UseException { 
    public static void main(String[] args) { 
        try { 
            throw new ArithmeticException("异常测试"); 
        } 
        catch(Exception e) { 
            System.out.println(e.toString()); 
        } 
        catch(ArithmeticException e) { 
            System.out.println(e.toString()); 
        } 
    } 
}

这个程序若在编译时将会产生以下的错误讯息：
UseException.java:11: exception java.lang.ArithmeticException has already been caught
catch(ArithmeticException e) {
^
1 error

要完成这个程序的编译，您必须更改异常对象捕捉的顺序，例如：
  • UseException.java
import java.io.*; 
 
public class UseException { 
    public static void main(String[] args) { 
        try { 
            throw new ArithmeticException("异常测试"); 
        } 
        catch(ArithmeticException e) { 
            System.out.println(e.toString()); 
        } 
        catch(Exception e) { 
            System.out.println(e.toString()); 
        } 
    } 
}

执行结果：
java.lang.ArithmeticException: 异常测试 

在撰写程序时，您也可以如上将Exception异常对象的捕捉撰写在最后，以便捕捉到所有尚未考虑到的异常，并进一步改进程序。

如果您要自订自已的异常类，您可以继承Exception类而不是Error，Error是属于严重的系统错误，您不用去处理它，您也可以继承 RuntimeException类，就如之前所说过的，这个异常不一用明确使用try-catch来处理也可以通过编译，但通常建议的是继承 Exception，至少这样的程序会是比较安全的，对于可处理的这些异常，您在程序中必须明确的解决它，如果没有，编译器会告诉您。

一些程序会自行继承相关的异常类，包括一些相关的异常讯息，它们也会在定义接口（interface）时于方法上声明throws某些类型的异常，然而 如果您在这些方法中发生了某些不是方法声明的异常（可能由于使用的底层技术不同而有这种情况），您就无法将之throw，只能自行撰写一些try.. catch来暗自处理掉，如果想要让这些异常丢出至上层，就要更多道的手续了，例如撰写一个类继承RuntimeException，在发生异常时将该异常包装至这个RuntimeException类中，然后再丢出。