抛出异常

异常的传播

当某个方法抛出了异常时，如果当前方法没有捕获异常，异常就会被抛到上层调用方法，直到遇到某个try … catch被捕获为止：

抛出异常 - 图1

通过printStackTrace()可以打印出方法的调用栈，类似：

  1. java.lang.NumberFormatException: null
  2.     at java.base/java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:614)
  3.     at java.base/java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:770)
  4.     at Main.process2(Main.java:16)
  5.     at Main.process1(Main.java:12)
  6.     at Main.main(Main.java:5)

printStackTrace()对于调试错误非常有用，上述信息表示：NumberFormatException是在java.lang.Integer.parseInt方法中被抛出的，调用层次从上到下依次是：

  • main()调用process1()；
  • process1()调用process2()；
  • process2()调用Integer.parseInt(String)；
  • Integer.parseInt(String)调用Integer.parseInt(String, int)。查看Integer.java源码可知，抛出异常的方法代码如下：
  1. public static int parseInt(String s, int radix) throws NumberFormatException {
  2.     if (s == null) {
  3.         throw new NumberFormatException("null");
  4.     }
  5.     ...
  6. }

并且，每层调用均给出了源代码的行号，可直接定位。

抛出异常

当发生错误时，例如，用户输入了非法的字符，我们就可以抛出异常。

如何抛出异常？参考Integer.parseInt()方法，抛出异常分两步：

  • 创建某个Exception的实例；
  • 用throw语句抛出。下面是一个例子：
  1. void process2(String s) {
  2.     if (s==null) {
  3.         NullPointerException e = new NullPointerException();
  4.         throw e;
  5.     }
  6. }

实际上，绝大部分抛出异常的代码都会合并写成一行：

  1. void process2(String s) {
  2.     if (s==null) {
  3.         throw new NullPointerException();
  4.     }
  5. }

如果一个方法捕获了某个异常后，又在catch子句中抛出新的异常，就相当于把抛出的异常类型“转换”了：

  1. void process1(String s) {
  2.     try {
  3.         process2();
  4.     } catch (NullPointerException e) {
  5.         throw new IllegalArgumentException();
  6.     }
  7. }
  9. void process2(String s) {
  10.     if (s==null) {
  11.         throw new NullPointerException();
  12.     }
  13. }

当process2()抛出NullPointerException后，被process1()捕获，然后抛出IllegalArgumentException()。

如果在main()中捕获IllegalArgumentException，我们看看打印的异常栈：

抛出异常 - 图2

打印出的异常栈类似：

  1. java.lang.IllegalArgumentException
  2.     at Main.process1(Main.java:15)
  3.     at Main.main(Main.java:5)

这说明新的异常丢失了原始异常信息，我们已经看不到原始异常NullPointerException的信息了。

为了能追踪到完整的异常栈，在构造异常的时候，把原始的Exception实例传进去，新的Exception就可以持有原始Exception信息。对上述代码改进如下：

抛出异常 - 图3

运行上述代码，打印出的异常栈类似：

  1. java.lang.IllegalArgumentException: java.lang.NullPointerException
  2.     at Main.process1(Main.java:15)
  3.     at Main.main(Main.java:5)
  4. Caused by: java.lang.NullPointerException
  5.     at Main.process2(Main.java:20)
  6.     at Main.process1(Main.java:13)

注意到Caused by: Xxx，说明捕获的IllegalArgumentException并不是造成问题的根源，根源在于NullPointerException，是在Main.process2()方法抛出的。

在代码中获取原始异常可以使用Throwable.getCause()方法。如果返回null，说明已经是“根异常”了。

有了完整的异常栈的信息，我们才能快速定位并修复代码的问题。

如果我们在try或者catch语句块中抛出异常，finally语句是否会执行？例如：

抛出异常 - 图4

上述代码执行结果如下：

  1. catched
  2. finally
  3. Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException: java.lang.NumberFormatException: For input string: "abc"
  4.     at Main.main(Main.java:8)
  5. Caused by: java.lang.NumberFormatException: For input string: "abc"
  6.     at ...

第一行打印了catched，说明进入了catch语句块。第二行打印了finally，说明执行了finally语句块。

因此，在catch中抛出异常，不会影响finally的执行。JVM会先执行finally，然后抛出异常。

异常屏蔽

如果在执行finally语句时抛出异常，那么，catch语句的异常还能否继续抛出？例如：

抛出异常 - 图5

执行上述代码，发现异常信息如下：

  1. catched
  2. finally
  3. Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException
  4.     at Main.main(Main.java:11)

这说明finally抛出异常后，原来在catch中准备抛出的异常就“消失”了，因为只能抛出一个异常。没有被抛出的异常称为“被屏蔽”的异常（Suppressed Exception）。

在极少数的情况下，我们需要获知所有的异常。如何保存所有的异常信息？方法是先用origin变量保存原始异常，然后调用Throwable.addSuppressed()，把原始异常添加进来，最后在finally抛出：

抛出异常 - 图6

当catch和finally都抛出了异常时，虽然catch的异常被屏蔽了，但是，finally抛出的异常仍然包含了它：

  1. Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException
  2.     at Main.main(Main.java:11)
  3. Suppressed: java.lang.NumberFormatException: For input string: "abc"
  4.     at java.base/java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:65)
  5.     at java.base/java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:652)
  6.     at java.base/java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:770)
  7.     at Main.main(Main.java:6)

通过Throwable.getSuppressed()可以获取所有的Suppressed Exception。

绝大多数情况下，在finally中不要抛出异常。因此，我们通常不需要关心Suppressed Exception。

练习

如果传入的参数为负，则抛出IllegalArgumentException。

下载练习：抛出异常练习 （推荐使用IDE练习插件快速下载）

小结

调用printStackTrace()可以打印异常的传播栈，对于调试非常有用；

捕获异常并再次抛出新的异常时，应该持有原始异常信息；

通常不要在finally中抛出异常。如果在finally中抛出异常，应该原始异常加入到原有异常中。调用方可通过Throwable.getSuppressed()获取所有添加的Suppressed Exception。

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抛出异常 - 图7抛出异常 - 图8