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  • Java异常处理流程

    千次阅读 多人点赞 2019-09-29 10:56:56
    Java应用中,异常处理机制分为抛出异常和捕获异常。 文章目录1. 抛出异常2. 捕获异常3. 异常的抛出与捕获3.1 直接抛出异常3.2 封装异常再抛出3.3 捕获异常3.4 自定义异常3.5 try-catch-finally3.6 try-with-...

    Java 通过面向对象的方法进行异常处理,一旦方法抛出异常,系统自动根据该异常对象寻找合适异常处理器(Exception Handler)来处理该异常,把各种不同的异常进行分类,并提供了良好的接口。在 Java 中,每个异常都是一个对象,它是 Throwable 类或其子类的实例。当一个方法出现异常后便抛出一个异常对象,该对象中包含有异常信息,调用这个对象的方法可以捕获到这个异常并可以对其进行处理。Java 的异常处理是通过 5 个关键词来实现的:try、catch、throw、throws 和 finally。

    在Java应用中,异常的处理机制分为声明异常,抛出异常和捕获异常。

    声明异常

    通常,应该捕获那些知道如何处理的异常,将不知道如何处理的异常继续传递下去。传递异常可以在方法签名处使用 throws 关键字声明可能会抛出的异常。

    注意

    • 非检查异常(Error、RuntimeException 或它们的子类)不可使用 throws 关键字来声明要抛出的异常。
    • 一个方法出现编译时异常,就需要 try-catch/ throws 处理,否则会导致编译错误。

    抛出异常

    如果你觉得解决不了某些异常问题,且不需要调用者处理,那么你可以抛出异常。

    throw关键字作用是在方法内部抛出一个Throwable类型的异常。任何Java代码都可以通过throw语句抛出异常。

    捕获异常

    程序通常在运行之前不报错,但是运行后可能会出现某些未知的错误,但是还不想直接抛出到上一级,那么就需要通过try…catch…的形式进行异常捕获,之后根据不同的异常情况来进行相应的处理。

    如何选择异常类型

    可以根据下图来选择是捕获异常,声明异常还是抛出异常

    在这里插入图片描述

    常见异常处理方式

    直接抛出异常

    通常,应该捕获那些知道如何处理的异常,将不知道如何处理的异常继续传递下去。传递异常可以在方法签名处使用 throws 关键字声明可能会抛出的异常。

    private static void readFile(String filePath) throws IOException {
        File file = new File(filePath);
        String result;
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(file));
        while((result = reader.readLine())!=null) {
            System.out.println(result);
        }
        reader.close();
    }
    

    封装异常再抛出

    有时我们会从 catch 中抛出一个异常,目的是为了改变异常的类型。多用于在多系统集成时,当某个子系统故障,异常类型可能有多种,可以用统一的异常类型向外暴露,不需暴露太多内部异常细节。

    private static void readFile(String filePath) throws MyException {    
        try {
            // code
        } catch (IOException e) {
            MyException ex = new MyException("read file failed.");
            ex.initCause(e);
            throw ex;
        }
    }
    

    捕获异常

    在一个 try-catch 语句块中可以捕获多个异常类型,并对不同类型的异常做出不同的处理

    private static void readFile(String filePath) {
        try {
            // code
        } catch (FileNotFoundException e) {
            // handle FileNotFoundException
        } catch (IOException e){
            // handle IOException
        }
    }
    

    同一个 catch 也可以捕获多种类型异常,用 | 隔开

    private static void readFile(String filePath) {
        try {
            // code
        } catch (FileNotFoundException | UnknownHostException e) {
            // handle FileNotFoundException or UnknownHostException
        } catch (IOException e){
            // handle IOException
        }
    }
    

    自定义异常

    习惯上,定义一个异常类应包含两个构造函数,一个无参构造函数和一个带有详细描述信息的构造函数(Throwable 的 toString 方法会打印这些详细信息,调试时很有用)

    public class MyException extends Exception {
        public MyException(){ }
        public MyException(String msg){
            super(msg);
        }
        // ...
    }
    

    try-catch-finally

    当方法中发生异常,异常处之后的代码不会再执行,如果之前获取了一些本地资源需要释放,则需要在方法正常结束时和 catch 语句中都调用释放本地资源的代码,显得代码比较繁琐,finally 语句可以解决这个问题。

    private static void readFile(String filePath) throws MyException {
        File file = new File(filePath);
        String result;
        BufferedReader reader = null;
        try {
            reader = new BufferedReader(new FileReader(file));
            while((result = reader.readLine())!=null) {
                System.out.println(result);
            }
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("readFile method catch block.");
            MyException ex = new MyException("read file failed.");
            ex.initCause(e);
            throw ex;
        } finally {
            System.out.println("readFile method finally block.");
            if (null != reader) {
                try {
                    reader.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    

    调用该方法时,读取文件时若发生异常,代码会进入 catch 代码块,之后进入 finally 代码块;若读取文件时未发生异常,则会跳过 catch 代码块直接进入 finally 代码块。所以无论代码中是否发生异常,fianlly 中的代码都会执行。

    若 catch 代码块中包含 return 语句,finally 中的代码还会执行吗?将以上代码中的 catch 子句修改如下:

    catch (IOException e) {
        System.out.println("readFile method catch block.");
        return;
    }
    

    调用 readFile 方法,观察当 catch 子句中调用 return 语句时,finally 子句是否执行

    readFile method catch block.
    readFile method finally block.
    

    可见,即使 catch 中包含了 return 语句,finally 子句依然会执行。若 finally 中也包含 return 语句,finally 中的 return 会覆盖前面的 return.

    try-with-resource

    上面例子中,finally 中的 close 方法也可能抛出 IOException, 从而覆盖了原始异常。JAVA 7 提供了更优雅的方式来实现资源的自动释放,自动释放的资源需要是实现了 AutoCloseable 接口的类。

    private  static void tryWithResourceTest(){
        try (Scanner scanner = new Scanner(new FileInputStream("c:/abc"),"UTF-8")){
            // code
        } catch (IOException e){
            // handle exception
        }
    }
    

    try 代码块退出时,会自动调用 scanner.close 方法,和把 scanner.close 方法放在 finally 代码块中不同的是,若 scanner.close 抛出异常,则会被抑制,抛出的仍然为原始异常。被抑制的异常会由 addSusppressed 方法添加到原来的异常,如果想要获取被抑制的异常列表,可以调用 getSuppressed 方法来获取。

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  • java(3)-深入理解java异常处理机制

    万次阅读 多人点赞 2011-01-20 18:44:00
    Java异常类层次结构Java异常类层次结构 在 Java 中,所有的异常都有一个共同的祖先 Throwable(可抛出)。Throwable 指定代码中可用异常传播机制通过 Java 应用程序传输的任何问题的共性。 Throwable:...

     

    二.前言:引子


           try…catch…finally恐怕是大家再熟悉不过的语句了,而且感觉用起来也是很简单,逻辑上似乎也是很容易理解。不过,我亲自体验的“教训”告诉我,这个东西可不是想象中的那么简单、听话。不信?那你看看下面的代码,“猜猜”它执行后的结果会是什么?不要往后看答案、也不许执行代码看真正答案哦。如果你的答案是正确,那么这篇文章你就不用浪费时间看啦。

    package Test;
    
    public class TestException {
    	public TestException() {
    	}
    
    	boolean testEx() throws Exception {
    		boolean ret = true;
    		try {
    			ret = testEx1();
    		} catch (Exception e) {
    			System.out.println("testEx, catch exception");
    			ret = false;
    			throw e;
    		} finally {
    			System.out.println("testEx, finally; return value=" + ret);
    			return ret;
    		}
    	}
    
    	boolean testEx1() throws Exception {
    		boolean ret = true;
    		try {
    			ret = testEx2();
    			if (!ret) {
    				return false;
    			}
    			System.out.println("testEx1, at the end of try");
    			return ret;
    		} catch (Exception e) {
    			System.out.println("testEx1, catch exception");
    			ret = false;
    			throw e;
    		} finally {
    			System.out.println("testEx1, finally; return value=" + ret);
    			return ret;
    		}
    	}
    
    	boolean testEx2() throws Exception {
    		boolean ret = true;
    		try {
    			int b = 12;
    			int c;
    			for (int i = 2; i >= -2; i--) {
    				c = b / i;
    				System.out.println("i=" + i);
    			}
    			return true;
    		} catch (Exception e) {
    			System.out.println("testEx2, catch exception");
    			ret = false;
    			throw e;
    		} finally {
    			System.out.println("testEx2, finally; return value=" + ret);
    			return ret;
    		}
    	}
    
    	public static void main(String[] args) {
    		TestException testException1 = new TestException();
    		try {
    			testException1.testEx();
    		} catch (Exception e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    }
    

    你的答案是什么?是下面的答案吗?

    i=2
    i=1
    testEx2, catch exception
    testEx2, finally; return value=false
    testEx1, catch exception
    testEx1, finally; return value=false
    testEx, catch exception
    testEx, finally; return value=false

    如果你的答案真的如上面所说,那么你错啦。^_^,那就建议你仔细看一看这篇文章或者拿上面的代码按各种不同的情况修改、执行、测试,你会发现有很多事情不是原来想象中的那么简单的。现在公布正确答案:

    i=2
    i=1
    testEx2, catch exception
    testEx2, finally; return value=false
    testEx1, finally; return value=false
    testEx, finally; return value=false

     

    注意说明:

    finally语句块不应该出现 应该出现return。上面的return ret最好是其他语句来处理相关逻辑。

     

    二.JAVA异常


       异常指不期而至的各种状况,如:文件找不到、网络连接失败、非法参数等。异常是一个事件,它发生在程序运行期间,干扰了正常的指令流程。Java通 过API中Throwable类的众多子类描述各种不同的异常。因而,Java异常都是对象,是Throwable子类的实例,描述了出现在一段编码中的 错误条件。当条件生成时,错误将引发异常。

          Java异常类层次结构图:

     

            

     

     

                                                                        图1 Java异常类层次结构图

     

     

            在 Java 中,所有的异常都有一个共同的祖先 Throwable(可抛出)。Throwable 指定代码中可用异常传播机制通过 Java 应用程序传输的任何问题的共性。
           Throwable: 有两个重要的子类:Exception(异常)和 Error(错误),二者都是 Java 异常处理的重要子类,各自都包含大量子类。

     

           Error(错误):是程序无法处理的错误,表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关,而表示代码运行时 JVM(Java 虚拟机)出现的问题。例如,Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError),当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时,将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时,Java虚拟机(JVM)一般会选择线程终止。

    。这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时,如Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError)、类定义错误(NoClassDefFoundError)等。这些错误是不可查的,因为它们在应用程序的控制和处理能力之 外,而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说,即使确实发生了错误,本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java中,错误通过Error的子类描述。

           Exception(异常):是程序本身可以处理的异常。

           Exception 类有一个重要的子类 RuntimeException。RuntimeException 类及其子类表示“JVM 常用操作”引发的错误。例如,若试图使用空值对象引用、除数为零或数组越界,则分别引发运行时异常(NullPointerException、ArithmeticException)和 ArrayIndexOutOfBoundException。

       注意:异常和错误的区别:异常能被程序本身可以处理,错误是无法处理。

       通常,Java的异常(包括Exception和Error)分为可查的异常(checked exceptions)和不可查的异常(unchecked exceptions)
          可查异常(编译器要求必须处置的异常):正确的程序在运行中,很容易出现的、情理可容的异常状况。可查异常虽然是异常状况,但在一定程度上它的发生是可以预计的,而且一旦发生这种异常状况,就必须采取某种方式进行处理。

          除了RuntimeException及其子类以外,其他的Exception类及其子类都属于可查异常。这种异常的特点是Java编译器会检查它,也就是说,当程序中可能出现这类异常,要么用try-catch语句捕获它,要么用throws子句声明抛出它,否则编译不会通过。

         不可查异常(编译器不要求强制处置的异常):包括运行时异常(RuntimeException与其子类)和错误(Error)。

         Exception 这种异常分两大类运行时异常和非运行时异常(编译异常)。程序中应当尽可能去处理这些异常。

           运行时异常:都是RuntimeException类及其子类异常,如NullPointerException(空指针异常)、IndexOutOfBoundsException(下标越界异常)等,这些异常是不检查异常,程序中可以选择捕获处理,也可以不处理。这些异常一般是由程序逻辑错误引起的,程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。

          运行时异常的特点是Java编译器不会检查它,也就是说,当程序中可能出现这类异常,即使没有用try-catch语句捕获它,也没有用throws子句声明抛出它,也会编译通过。
           非运行时异常 (编译异常):是RuntimeException以外的异常,类型上都属于Exception类及其子类。从程序语法角度讲是必须进行处理的异常,如果不处理,程序就不能编译通过。如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常,一般情况下不自定义检查异常

      

    三.处理异常机制


            在 Java 应用程序中,异常处理机制为:抛出异常,捕捉异常。

            抛出异常当一个方法出现错误引发异常时,方法创建异常对象并交付运行时系统,异常对象中包含了异常类型和异常出现时的程序状态等异常信息。运行时系统负责寻找处置异常的代码并执行。

            捕获异常:在方法抛出异常之后,运行时系统将转为寻找合适的异常处理器(exception handler)。潜在的异常处理器是异常发生时依次存留在调用栈中的方法的集合。当异常处理器所能处理的异常类型与方法抛出的异常类型相符时,即为合适 的异常处理器。运行时系统从发生异常的方法开始,依次回查调用栈中的方法,直至找到含有合适异常处理器的方法并执行。当运行时系统遍历调用栈而未找到合适 的异常处理器,则运行时系统终止。同时,意味着Java程序的终止。

            对于运行时异常、错误或可查异常,Java技术所要求的异常处理方式有所不同。

            由于运行时异常的不可查性,为了更合理、更容易地实现应用程序,Java规定,运行时异常将由Java运行时系统自动抛出,允许应用程序忽略运行时异常。

           对于方法运行中可能出现的Error,当运行方法不欲捕捉时,Java允许该方法不做任何抛出声明。因为,大多数Error异常属于永远不能被允许发生的状况,也属于合理的应用程序不该捕捉的异常。

           对于所有的可查异常,Java规定:一个方法必须捕捉,或者声明抛出方法之外。也就是说,当一个方法选择不捕捉可查异常时,它必须声明将抛出异常。

            能够捕捉异常的方法,需要提供相符类型的异常处理器。所捕捉的异常,可能是由于自身语句所引发并抛出的异常,也可能是由某个调用的方法或者Java运行时 系统等抛出的异常。也就是说,一个方法所能捕捉的异常,一定是Java代码在某处所抛出的异常简单地说,异常总是先被抛出,后被捕捉的。

             任何Java代码都可以抛出异常,如:自己编写的代码、来自Java开发环境包中代码,或者Java运行时系统。无论是谁,都可以通过Java的throw语句抛出异常。

            从方法中抛出的任何异常都必须使用throws子句。

            捕捉异常通过try-catch语句或者try-catch-finally语句实现。

             总体来说,Java规定:对于可查异常必须捕捉、或者声明抛出。允许忽略不可查的RuntimeException和Error。

    3.1 捕获异常:try、catch 和 finally

    1.try-catch语句

         在Java中,异常通过try-catch语句捕获。其一般语法形式为:

    try {
        // 可能会发生异常的程序代码
    } catch (Type1 id1){
        // 捕获并处置try抛出的异常类型Type1
    }
    catch (Type2 id2){
         //捕获并处置try抛出的异常类型Type2
    }

     

           关键词try后的一对大括号将一块可能发生异常的代码包起来,称为监控区域。Java方法在运行过程中出现异常,则创建异常对象。将异常抛出监控区域之 外,由Java运行时系统试图寻找匹配的catch子句以捕获异常。若有匹配的catch子句,则运行其异常处理代码,try-catch语句结束。

           匹配的原则是:如果抛出的异常对象属于catch子句的异常类,或者属于该异常类的子类,则认为生成的异常对象与catch块捕获的异常类型相匹配。

    例1  捕捉throw语句抛出的“除数为0”异常。

    public class TestException {
    	public static void main(String[] args) {
    		int a = 6;
    		int b = 0;
    		try { // try监控区域
    			
    			if (b == 0) throw new ArithmeticException(); // 通过throw语句抛出异常
    			System.out.println("a/b的值是:" + a / b);
    		}
    		catch (ArithmeticException e) { // catch捕捉异常
    			System.out.println("程序出现异常,变量b不能为0。");
    		}
    		System.out.println("程序正常结束。");
    	}
    }

    运行结果:程序出现异常,变量b不能为0。

                        程序正常结束。

            例1  在try监控区域通过if语句进行判断,当“除数为0”的错误条件成立时引发ArithmeticException异常,创建 ArithmeticException异常对象,并由throw语句将异常抛给Java运行时系统,由系统寻找匹配的异常处理器catch并运行相应异 常处理代码,打印输出“程序出现异常,变量b不能为0。”try-catch语句结束,继续程序流程。

            事实上,“除数为0”等ArithmeticException,是RuntimException的子类。而运行时异常将由运行时系统自动抛出,不需要使用throw语句。

    例2  捕捉运行时系统自动抛出“除数为0”引发的ArithmeticException异常。

    	public static void main(String[] args) {
    		int a = 6;
    		int b = 0;
    		try {
    			System.out.println("a/b的值是:" + a / b);
    		} catch (ArithmeticException e) {
    			System.out.println("程序出现异常,变量b不能为0。");
    		}
    		System.out.println("程序正常结束。");
    	}
    }

    运行结果:程序出现异常,变量b不能为0。

                      程序正常结束。

    例2  中的语句:

    System.out.println("a/b的值是:" + a/b);

          在运行中出现“除数为0”错误,引发ArithmeticException异常。运行时系统创建异常对象并抛出监控区域,转而匹配合适的异常处理器catch,并执行相应的异常处理代码。

          由于检查运行时异常的代价远大于捕捉异常所带来的益处,运行时异常不可查。Java编译器允许忽略运行时异常,一个方法可以既不捕捉,也不声明抛出运行时异常。

    例3  不捕捉、也不声明抛出运行时异常。

    public class TestException {
    	public static void main(String[] args) {
    		int a, b;
    		a = 6;
    		b = 0; // 除数b 的值为0
    		System.out.println(a / b);
    	}
    }

    运行结果:

    Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
    at Test.TestException.main(TestException.java:8)

    例4  程序可能存在除数为0异常和数组下标越界异常。

    public class TestException {
    	public static void main(String[] args) {
    		int[] intArray = new int[3];
    		try {
    			for (int i = 0; i <= intArray.length; i++) {
    				intArray[i] = i;
    				System.out.println("intArray[" + i + "] = " + intArray[i]);
    				System.out.println("intArray[" + i + "]模 " + (i - 2) + "的值:  "
    						+ intArray[i] % (i - 2));
    			}
    		} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
    			System.out.println("intArray数组下标越界异常。");
    		} catch (ArithmeticException e) {
    			System.out.println("除数为0异常。");
    		}
    		System.out.println("程序正常结束。");
    	}
    }

    运行结果:

    intArray[0] = 0

    intArray[0]模 -2的值:  0

    intArray[1] = 1

    intArray[1]模 -1的值:  0

    intArray[2] = 2

    除数为0异常。

    程序正常结束。

          例4  程序可能会出现除数为0异常,还可能会出现数组下标越界异常。程序运行过程中ArithmeticException异常类型是先行匹配的,因此执行相匹配的catch语句:

    catch (ArithmeticException e){
          System.out.println("除数为0异常。");
     }

     

           需要注意的是,一旦某个catch捕获到匹配的异常类型,将进入异常处理代码。一经处理结束,就意味着整个try-catch语句结束。其他的catch子句不再有匹配和捕获异常类型的机会。

          Java通过异常类描述异常类型,异常类的层次结构如图1所示。对于有多个catch子句的异常程序而言,应该尽量将捕获底层异常类的catch子 句放在前面,同时尽量将捕获相对高层的异常类的catch子句放在后面。否则,捕获底层异常类的catch子句将可能会被屏蔽。

          RuntimeException异常类包括运行时各种常见的异常,ArithmeticException类和ArrayIndexOutOfBoundsException类都是它的子类。因此,RuntimeException异常类的catch子句应该放在 最后面,否则可能会屏蔽其后的特定异常处理或引起编译错误。

    2. try-catch-finally语句

          try-catch语句还可以包括第三部分,就是finally子句。它表示无论是否出现异常,都应当执行的内容。try-catch-finally语句的一般语法形式为:

                    try {
    			// 可能会发生异常的程序代码
    		} catch (Type1 id1) {
    			// 捕获并处理try抛出的异常类型Type1
    		} catch (Type2 id2) {
    			// 捕获并处理try抛出的异常类型Type2
    		} finally {
    			// 无论是否发生异常,都将执行的语句块
    		}

    例5  带finally子句的异常处理程序。

    public class TestException {
    	public static void main(String args[]) {
    		int i = 0;
    		String greetings[] = { " Hello world !", " Hello World !! ",
    				" HELLO WORLD !!!" };
    		while (i < 4) {
    			try {
    				// 特别注意循环控制变量i的设计,避免造成无限循环
    				System.out.println(greetings[i++]);
    			} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
    				System.out.println("数组下标越界异常");
    			} finally {
    				System.out.println("--------------------------");
    			}
    		}
    	}
    }

    运行结果:

    Hello world !

    --------------------------

    Hello World !!

    --------------------------

    HELLO WORLD !!!

    --------------------------

    数组下标越界异常

    --------------------------

         在例5中,请特别注意try子句中语句块的设计,如果设计为如下,将会出现死循环。如果设计为:

     

    try {
          System.out.println (greetings[i]); i++;
    }

     

    小结:

    try 块:用于捕获异常。其后可接零个或多个catch块,如果没有catch块,则必须跟一个finally块。
    catch 块:用于处理try捕获到的异常。
    finally 块:无论是否捕获或处理异常,finally块里的语句都会被执行。
    当在try块或catch块中遇到return语句时,finally语句块将在方法返回之前被执行。在以下4种特殊情况下,finally块不会被执行:
    1)在finally语句块中发生了异常。
    2)在前面的代码中用了System.exit()退出程序。
    3)程序所在的线程死亡。
    4)关闭CPU。

     

     

    3. try-catch-finally 规则(异常处理语句的语法规则):

    1)  必须在 try 之后添加 catch 或 finally 块。try 块后可同时接 catch 和 finally 块,但至少有一个块。
    2) 必须遵循块顺序:若代码同时使用 catch 和 finally 块,则必须将 catch 块放在 try 块之后。
    3) catch 块与相应的异常类的类型相关。
    4) 一个 try 块可能有多个 catch 块。若如此,则执行第一个匹配块。即Java虚拟机会把实际抛出的异常对象依次和各个catch代码块声明的异常类型匹配,如果异常对象为某个异常类型或其子类的实例,就执行这个catch代码块,不会再执行其他的 catch代码块
    5) 可嵌套 try-catch-finally 结构。
    6) 在 try-catch-finally 结构中,可重新抛出异常。
    7) 除了下列情况,总将执行 finally 做为结束:JVM 过早终止(调用 System.exit(int));在 finally 块中抛出一个未处理的异常;计算机断电、失火、或遭遇病毒攻击。

    4. try、catch、finally语句块的执行顺序:

     

    1)当try没有捕获到异常时:try语句块中的语句逐一被执行,程序将跳过catch语句块,执行finally语句块和其后的语句;

    2)当try捕获到异常,catch语句块里没有处理此异常的情况:当try语句块里的某条语句出现异常时,而没有处理此异常的catch语句块时,此异常将会抛给JVM处理,finally语句块里的语句还是会被执行,但finally语句块后的语句不会被执行;

    3)当try捕获到异常,catch语句块里有处理此异常的情况:在try语句块中是按照顺序来执行的,当执行到某一条语句出现异常时,程序将跳到catch语句块,并与catch语句块逐一匹配,找到与之对应的处理程序,其他的catch语句块将不会被执行,而try语句块中,出现异常之后的语句也不会被执行,catch语句块执行完后,执行finally语句块里的语句,最后执行finally语句块后的语句;

     图示try、catch、finally语句块的执行:

                                              图2  图示try、catch、finally语句块的执行
     

    3.2 抛出异常

          任何Java代码都可以抛出异常,如:自己编写的代码、来自Java开发环境包中代码,或者Java运行时系统。无论是谁,都可以通过Java的throw语句抛出异常。从方法中抛出的任何异常都必须使用throws子句。

    1. throws抛出异常

       如果一个方法可能会出现异常,但没有能力处理这种异常,可以在方法声明处用throws子句来声明抛出异常。例如汽车在运行时可能会出现故障,汽车本身没办法处理这个故障,那就让开车的人来处理。

         throws语句用在方法定义时声明该方法要抛出的异常类型,如果抛出的是Exception异常类型,则该方法被声明为抛出所有的异常。多个异常可使用逗号分割。throws语句的语法格式为:

    methodname throws Exception1,Exception2,..,ExceptionN
    {
    }

        方法名后的throws Exception1,Exception2,...,ExceptionN 为声明要抛出的异常列表。当方法抛出异常列表的异常时,方法将不对这些类型及其子类类型的异常作处理,而抛向调用该方法的方法,由他去处理。例如:

     

    import java.lang.Exception;
    public class TestException {
    	static void pop() throws NegativeArraySizeException {
    		// 定义方法并抛出NegativeArraySizeException异常
    		int[] arr = new int[-3]; // 创建数组
    	}
    
    	public static void main(String[] args) { // 主方法
    		try { // try语句处理异常信息
    			pop(); // 调用pop()方法
    		} catch (NegativeArraySizeException e) {
    			System.out.println("pop()方法抛出的异常");// 输出异常信息
    		}
    	}
    
    }

     

        使用throws关键字将异常抛给调用者后,如果调用者不想处理该异常,可以继续向上抛出,但最终要有能够处理该异常的调用者。

        pop方法没有处理异常NegativeArraySizeException,而是由main函数来处理。

        Throws抛出异常的规则:

        1) 如果是不可查异常(unchecked exception),即Error、RuntimeException或它们的子类,那么可以不使用throws关键字来声明要抛出的异常,编译仍能顺利通过,但在运行时会被系统抛出。

        2)必须声明方法可抛出的任何可查异常(checked exception)。即如果一个方法可能出现受可查异常,要么用try-catch语句捕获,要么用throws子句声明将它抛出,否则会导致编译错误

        3)仅当抛出了异常,该方法的调用者才必须处理或者重新抛出该异常。当方法的调用者无力处理该异常的时候,应该继续抛出,而不是囫囵吞枣。

     

        4)调用方法必须遵循任何可查异常的处理和声明规则。若覆盖一个方法,则不能声明与覆盖方法不同的异常。声明的任何异常必须是被覆盖方法所声明异常的同类或子类。

        例如:

     

    void method1() throws IOException{}  //合法  
     
    //编译错误,必须捕获或声明抛出IOException  
    void method2(){  
      method1();  
    }  
     
    //合法,声明抛出IOException  
    void method3()throws IOException {  
      method1();  
    }  
     
    //合法,声明抛出Exception,IOException是Exception的子类  
    void method4()throws Exception {  
      method1();  
    }  
     
    //合法,捕获IOException  
    void method5(){  
     try{  
        method1();  
     }catch(IOException e){…}  
    }  
     
    //编译错误,必须捕获或声明抛出Exception  
    void method6(){  
      try{  
        method1();  
      }catch(IOException e){throw new Exception();}  
    }  
     
    //合法,声明抛出Exception  
    void method7()throws Exception{  
     try{  
      method1();  
     }catch(IOException e){throw new Exception();}  
    } 

         判断一个方法可能会出现异常的依据如下:
         1)方法中有throw语句。例如,以上method7()方法的catch代码块有throw语句。
         2)调用了其他方法,其他方法用throws子句声明抛出某种异常。例如,method3()方法调用了method1()方法,method1()方法声明抛出IOException,因此,在method3()方法中可能会出现IOException。

     

    2. 使用throw抛出异常

       throw总是出现在函数体中,用来抛出一个Throwable类型的异常。程序会在throw语句后立即终止,它后面的语句执行不到,然后在包含它的所有try块中(可能在上层调用函数中)从里向外寻找含有与其匹配的catch子句的try块。
      我们知道,异常是异常类的实例对象,我们可以创建异常类的实例对象通过throw语句抛出。该语句的语法格式为:
        throw new exceptionname;
        例如抛出一个IOException类的异常对象:
        throw new IOException;
        要注意的是,throw 抛出的只能够是可抛出类Throwable 或者其子类的实例对象。下面的操作是错误的:
        throw new String("exception");

        这是因为String 不是Throwable 类的子类。

        如果抛出了检查异常,则还应该在方法头部声明方法可能抛出的异常类型。该方法的调用者也必须检查处理抛出的异常。

        如果所有方法都层层上抛获取的异常,最终JVM会进行处理,处理也很简单,就是打印异常消息和堆栈信息。如果抛出的是Error或RuntimeException,则该方法的调用者可选择处理该异常。

    package Test;
    import java.lang.Exception;
    public class TestException {
    	static int quotient(int x, int y) throws MyException { // 定义方法抛出异常
    		if (y < 0) { // 判断参数是否小于0
    			throw new MyException("除数不能是负数"); // 异常信息
    		}
    		return x/y; // 返回值
    	}
    	public static void main(String args[]) { // 主方法
    		int  a =3;
    		int  b =0; 
    		try { // try语句包含可能发生异常的语句
    			int result = quotient(a, b); // 调用方法quotient()
    		} catch (MyException e) { // 处理自定义异常
    			System.out.println(e.getMessage()); // 输出异常信息
    		} catch (ArithmeticException e) { // 处理ArithmeticException异常
    			System.out.println("除数不能为0"); // 输出提示信息
    		} catch (Exception e) { // 处理其他异常
    			System.out.println("程序发生了其他的异常"); // 输出提示信息
    		}
    	}
    
    }
    class MyException extends Exception { // 创建自定义异常类
    	String message; // 定义String类型变量
    	public MyException(String ErrorMessagr) { // 父类方法
    		message = ErrorMessagr;
    	}
    
    	public String getMessage() { // 覆盖getMessage()方法
    		return message;
    	}
    }

    注意:

    1、Throw (是 catch 中还是非 catch 中)后面不能再跟其他代码块了 ,否则编译不能通过,

    例如把return和throw放在一起,IDEA直接提示错误:"Unreachable statement" .

    2、但可以在finally语句块有return语句,finally语句块成功骗过编译器让throw和return两者并存

    我们根据开头引子的例子,可以得出结论:

    finally如果有return会覆盖catch里的throw,同样如果finally里有throw会覆盖catch里的return。

    进而如果catch里和finally都有return, finally中的return会覆盖catch中的。throw也是如此。

     

    3.3 异常链

          1) 如果调用quotient(3,-1),将发生MyException异常,程序调转到catch (MyException e)代码块中执行;

          2) 如果调用quotient(5,0)将会因“除数为0”错误引发ArithmeticException异常,属于运行时异常类,由Java运行时系统自动抛出。quotient()方法没有捕捉ArithmeticException异常,Java运行时系统将沿方法调用栈查到main方法,将抛出的异常上传至quotient()方法的调用者:

             int result = quotient(a, b); // 调用方法quotient()
            由于该语句在try监控区域内,因此传回的“除数为0”的ArithmeticException异常由Java运行时系统抛出,并匹配catch子句:

           catch (ArithmeticException e) { // 处理ArithmeticException异常
    System.out.println("除数不能为0"); // 输出提示信息

            处理结果是输出“除数不能为0”。Java这种向上传递异常信息的处理机制,形成异常链

           Java方法抛出的可查异常将依据调用栈、沿着方法调用的层次结构一直传递到具备处理能力的调用方法,最高层次到main方法为止。如果异常传递到main方法,而main不具备处理能力,也没有通过throws声明抛出该异常,将可能出现编译错误。

     

          3)如还有其他异常发生,将使用catch (Exception e)捕捉异常。由于Exception是所有异常类的父类,如果将catch (Exception e)代码块放在其他两个代码块的前面,后面的代码块将永远得不到执行,就没有什么意义了,所以catch语句的顺序不可掉换。

    3.4 Throwable类中的常用方法

    注意:catch关键字后面括号中的Exception类型的参数e。Exception就是try代码块传递给catch代码块的变量类型,e就是变量名。catch代码块中语句"e.getMessage();"用于输出错误性质。通常异常处理常用3个函数来获取异常的有关信息:

         getCause():返回抛出异常的原因。如果 cause 不存在或未知,则返回 null。

      getMeage():返回异常的消息信息。

      printStackTrace():对象的堆栈跟踪输出至错误输出流,作为字段 System.err 的值。

         有时为了简单会忽略掉catch语句后的代码,这样try-catch语句就成了一种摆设,一旦程序在运行过程中出现了异常,就会忽略处理异常,而错误发生的原因很难查找。

     

    四.try catch finally 语句中有return情况


    1、try中有return语句和最后有return:

    我们看看这段代码的输出结果:

    public class testExcReurn {
        public int add(int a,int b) {
            try {
                return a+b;
            }catch(Exception e){
                System.out.println("catch语句块");
            }finally {
                System.out.println("finally语句块");
            }
            return 0;
        }
        public static void main(String[] args) {
            testExcReurn t = new testExcReurn();
            System.out.println("和="+t.add(9, 34));
        }
    }

    A、catch语句块 和=43
    B、编译异常
    C、finally语句块 和=43
    D、和=43 finally语句块

    正确答案:C

    合理的解释是,在try中执行到return语句时,不会真正的return,即只是会计算return中的表达式,之后将结果保存在一个临时栈中,接着执行finally中的语句,最后才会从临时栈中取出之前的结果返回。

    2、try和finally都有return语句:

    public class testExcReurn {
        public int add(int a,int b) {
            try {
                return a+b;
            }catch(Exception e){
                System.out.println("catch语句块");
            }finally {
                System.out.println("finally语句块");
                return 0;
            }
        }
        public static void main(String[] args) {
            testExcReurn t = new testExcReurn();
            System.out.println("和="+t.add(9, 34));
        }
    }

    finnaly会覆盖try的return语句。

    3、return的数据是引用数据类型

    public class testExcReurn {
        public int a;
        public testExcReurn set() {
            try {
                this.a  = 10;
                return this;
            }catch(Exception e){
                System.out.println("catch语句块");
            }finally {
                System.out.println("finally语句块");
                this.a = 200;
            }
            return this;
        }
        public static void main(String[] args) {
            testExcReurn t = new testExcReurn();
            t.set();
            System.out.println("a="+ t.a);
        }
    }

     

    结论:

    1、finally覆盖catch(开头引子的例子):

          1)如果finally有return会覆盖catch里的throw,同样如果finally里有throw会覆盖catch里的return。

          2) 如果catch里和finally都有return, finally中的return会覆盖catch中的。throw也是如此。

    2、catch有return而finally没有:

         当 try 中抛出异常且catch 中有 return 语句,finally 中没有 return 语句, java 先执行 catch 中非 return 语句,再执行 finally 语句,最后执行 catch 中 return 语句。

    3、try有return语句,后续还有return语句,分为以下三种情况:

        情况一:如果finally中有return语句,则会将try中的return语句”覆盖“掉,直接执行finally中的return语句,得到返回值,这样便无法得到try之前保留好的返回值。

        情况二:如果finally中没有return语句,也没有改变要返回值,则执行完finally中的语句后,会接着执行try中的return语句,返回之前保留的值。

        情况三:如果finally中没有return语句,但是改变了要返回的值,这里有点类似与引用传递和值传递的区别,分以下两种情况,:

            1)如果return的数据是基本数据类型或文本字符串,则在finally中对该基本数据的改变不起作用,try中的return语句依然会返回进入finally块之前保留的值。

            2)如果return的数据是引用数据类型,而在finally中对该引用数据类型的属性值的改变起作用,try中的return语句返回的就是在finally中改变后的该属性的值。

     

     

    五.Java常见异常


    在Java中提供了一些异常用来描述经常发生的错误,对于这些异常,有的需要程序员进行捕获处理或声明抛出,有的是由Java虚拟机自动进行捕获处理。Java中常见的异常类:

     

    1. runtimeException子类:

        1、 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
        数组索引越界异常。当对数组的索引值为负数或大于等于数组大小时抛出。
        2、java.lang.ArithmeticException
        算术条件异常。譬如:整数除零等。
        3、java.lang.NullPointerException
        空指针异常。当应用试图在要求使用对象的地方使用了null时,抛出该异常。譬如:调用null对象的实例方法、访问null对象的属性、计算null对象的长度、使用throw语句抛出null等等
        4、java.lang.ClassNotFoundException
        找不到类异常。当应用试图根据字符串形式的类名构造类,而在遍历CLASSPAH之后找不到对应名称的class文件时,抛出该异常。

       5、java.lang.NegativeArraySizeException  数组长度为负异常

       6、java.lang.ArrayStoreException 数组中包含不兼容的值抛出的异常

       7、java.lang.SecurityException 安全性异常

       8、java.lang.IllegalArgumentException 非法参数异常

    2.IOException

    IOException:操作输入流和输出流时可能出现的异常。

    EOFException   文件已结束异常

    FileNotFoundException   文件未找到异常

    3. 其他

    ClassCastException    类型转换异常类

    ArrayStoreException  数组中包含不兼容的值抛出的异常

    SQLException   操作数据库异常类

    NoSuchFieldException   字段未找到异常

    NoSuchMethodException   方法未找到抛出的异常

    NumberFormatException    字符串转换为数字抛出的异常

    StringIndexOutOfBoundsException 字符串索引超出范围抛出的异常

    IllegalAccessException  不允许访问某类异常

    InstantiationException  当应用程序试图使用Class类中的newInstance()方法创建一个类的实例,而指定的类对象无法被实例化时,抛出该异常

     

     5.自定义异常


    使用Java内置的异常类可以描述在编程时出现的大部分异常情况。除此之外,用户还可以自定义异常。用户自定义异常类,只需继承Exception类即可。
    在程序中使用自定义异常类,大体可分为以下几个步骤:

    1)创建自定义异常类:一般会选择继承Exception和RuntimeException,如果不要求调用者一定要处理抛出的异常,就继承RuntimeException。
    2)抛出自定义异常:在方法中通过throw关键字抛出异常对象。
    3)捕获自定义异常:如果在当前抛出异常的方法中处理异常,可以使用try-catch语句捕获并处理;否则在方法的声明处通过throws关键字指明要抛出给方法调用者的异常,继续进行下一步操作。
    4)在出现异常方法的调用者中捕获并处理异常
    在上面的“使用throw抛出异常”例子已经提到了:

    class MyException extends Exception { // 创建自定义异常类
        String message; // 定义String类型变量
        public MyException(String ErrorMessagr) { // 父类方法
            message = ErrorMessagr;
        }
    
        public String getMessage() { // 覆盖getMessage()方法
            return message;
        }
    }

     

     
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  • 目录异常的产生处理异常异常处理流程throws关键字throw关键字throws与thorw的区别:Exception与其父类Throwable总结 异常的产生 1.异常是程序上的错误,包括程序逻辑错误和系统错误。如算术错误、使用空的引用、...

    异常的产生

    1.异常是程序上的错误,包括程序逻辑错误和系统错误。如算术错误、使用空的引用、数组下标越界、。
    2异常是导致程序中断执行的一种指令流,异常一旦出现并且没有进行合理处理的话,那么程序就会中断执行。

    :不产生异常的代码
    在这里插入图片描述
    :产生异常
    在这里插入图片描述
    产生异常后,之后的语句也不执行了,我们要做的是即使异常产生,也要把程序执行完毕。

    处理异常

    三个关键字:try,catch,final
    以上的操作组合:try…catch、try…catch…final、try…final(少见)

    在这里插入图片描述

    **使用 try…catch…finally
    使用finally,不管程序有没有异常,都要执行finally中的语句

    异常的处理流程

    在这里插入图片描述

    1当程序出现异常后,那么JVM会自动根据异常的类型产生一个与之匹配类型的异常类对象。
    2.如果没有异常处理语句。就会交给JVM进行默认处理,处理方式:输出异常信息,而后结束程序的调用;
    3.如果有异常的捕获操作,那么会有try语句来捕获产生的异常类实例化对象,而后
    与catch语句进行比较,如果有符合的捕获类型,就使用当前catch进行处理,如果
    不匹配,则向下继续匹配其他的catch;
    4.不管最后的异常处理是否匹配成功,那么都要往后执行,如果此时有final语句
    那么先执行final,但执行完毕后需要根据之前的catch匹配结果是否已经处理异常,
    若没仍未处理交给JVM进行默认处理(输出异常信息,结束)。

    throws关键字

    throws关键字主要用于方法声明上,指的是当方法之中出现异常后交由被调用处处理

    public class TExcep {
    	public static int math(int x, int y)throws Exception{
    		return (x/y);
    	}
    	public static void main(String[] args) {
    		try {
    			System.out.println(math(10,0));
    		}catch(Exception e) {
    			e.printStackTrace();
    		}finally {
    			System.out.println("无论是否出现异常我都执行!");
    		}
    	}
    }
    

    当方法抛出异常后,调用处可以继续抛出,若不抛出也不捕获异常会报错

    throw关键字

    在程序中(方法体内)可以使用**手动throw抛出的一个异常类的实例化对象,h或者抛出已存在的异常类实例化对象。

    public class TExcep {
    	public static void main(String[] args) {
    		try {
    			System.out.println("throw抛出异常!");
    			throw new Exception("自定义的异常");
    		}catch(Exception e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    }
    
    

    在这里插入图片描述

    throws与thorw的区别:

    1、throws出现在方法函数头;而throw出现在函数体。
    2、throws表示出现异常的一种可能性,并不一定会发生这些异常;throw则是抛出了异常,执行throw则一定抛出了某种异常。

    Exception与其父类Throwable总结

    关系图:

    首先,以“able”结尾的大多数95%表示接口,但是Throwable是个例外,它其实是一个类。
    在这里插入图片描述

    Exception
    .
    1.运行时异常:都是RuntimeException类及其子类异常,如NullPointerException(空指针异常)、IndexOutOfBoundsException(下标越界异常)等,这些异常是不检查异常,程序中可以选择捕获处理,也可以不处理(但是使用了throws抛出了必须处理)。这些异常一般是由程序逻辑错误引起的,程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。运行时异常的特点是Java编译器不会检查它,也就是说,当程序中可能出现这类异常,即使没有用try-catch语句捕获它,也没有用throws子句声明抛出它,也会编译通过,但异常会由JVM处理
    2.非运行时异常 (编译异常):是除RuntimeException以外的异常,类型上都属于Exception类及其子类。从程序语法角度讲是必须进行处理的异常,如果不处理,程序就不能编译通过。如IOException、SQLException 等以及用户自定义的Exception异常,一般情况下不自定义检查异常。。

    关于Error
    Error(错误):是程序无法处理的错误,表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关,而表示代码运行时 JVM(Java 虚拟机)出现的问题。例如,Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError),当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时,将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时,Java虚拟机(JVM)一般会选择线程终止。这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时,如Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError)、类定义错误(NoClassDefFoundError)等。这些错误是不可查的,因为它们在应用程序的控制和处理能力之 外,而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说,即使确实发生了错误,本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java中,错误通过Error的子类描述。

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  • Java异常处理终结篇——如何进行Java异常处理设计

    万次阅读 多人点赞 2014-02-28 15:08:57
    使用Java异常的人很多,但能合理使用的却不多,Java异常处理设计是一个冷门的话题,但好的异常设计会让程序有质的变化,所以本文从各个方面分析便总结了,在Java程序中,如何进行异常设计。

    有一句这样话:一个衡量Java设计师水平和开发团队纪律性的好方法就是读读他们应用程序里的异常处理代码。

    本文主要讨论开发Java程序时,如何设计异常处理的代码,如何时抛异常,捕获到了怎么处理,而不是讲异常处理的机制和原理。

    在我自己研究Java异常处理之前,我查过很多资料,翻过很多书藉,试过很多搜索引擎,换过很多英文和中文关键字,但是关于异常处理设计的文章实在太少,在我研究完Java异常处理之后,我面试过很多人,也问过很多老员工,极少碰到对Java异常有研究的人,看来研究这个主题的人很少,本文内容本是个人研究异常时做的笔记,现整理一下与大家一起分享。

    首先我们简单的回顾一下基础知识,Java中有两种异常,严格的说是三种,包含四个类,层次图如下:


    Throwable是一个可抛类,只有其子类可以被关键字throw抛出,请勿直接继承本类,Error是表示系统级错误,如内存耗尽了,我们一般情况下不用管,Exception是所有异常的父类,所以他的子类,除了RuntimeException及其子类,是属于编译时异常,这种异常必须在代码里被显示的捕获语句包住,否则编译不过,而RuntimeException及其子类表示运行时异常,不强制要求写出显示的捕获代码,但如果没有被捕获到,则线程会被强制中断。

    我们主要关注后两种,他们的特点已领教了,下面我们通过回答问题的方式来分析异常设计,在开始之前,请确保你已经知道使这两种异常:


    捕获到了编译时异常怎么处理

    这个话题恐怖是最古老的啦,网上的文章多数都是讨论这个话题,但这些文章大部分只是给了几条禁止的原则,他们是:1)不要直接忽略异常;2)不要用try-catch包住过多语句;3)不要用异常处理来处理程序的正常控制流;4)不要随便将异常迎函数栈向上传递,能处理尽量处理。他们都对,但是要做异常处理的设计,信息还是不够,比如第一条他只是告诉了不要忽略,但没有告诉我们怎么处理,所以很多人直接e.printStackTrace()了,这种处理比直接忽略是好一点,但还不够好。对于第二条,他的理由是避免耗资源很大,不过“过多语句”这句话描述的太模糊了,没说明到底多少才算过多,以致于很多人的try-catch语句只包住会抛编译时异常的那一行代码,如果一段代码中有多行代码会抛编译时异常,那这一段代码中可能有多个try-catch语句块,像这样:

    LLJTran llj = new LLJTran(file);
    try {
        llj.read(LLJTran.READ_INFO,true);
    } catch (LLJTranException e) {
        // ...
    }
    
    // ...
    
    OutputStream out = null;
    try {
        File out = new File(file.getPath()+"_bak.jpg");
        llj.xferInfo(null, out, LLJTran.REPLACE, LLJTran.REPLACE);
    } catch (IOException e) {
        // ...
    }
    
    // ...
    
    try {
        out.close();
    } catch (IOException e) {
        // ...
    }

    这样有什么坏处呢,到处都是异常处理的代码,很容易给人造成困惑,很难找出哪些是正常流程的代码,而且还违背了Java异常机制的初衷,Java异常机制是为了把异常处理的代码与正常流程的代码分开,避免程序中出现过多的像传统程序那样的非法值判断语句,以致于扰乱了正常流程。但上述代段充斥着try-catch语句块,已经扰乱了主流程,并极大影响了可读性。

    try-catch既不能包太多代码,又不能包太少,那应该包多少才适合呢,这个问题我查过的资料中都没有提,我的个人建议是包住逻辑关系紧密的代码,比如打开文件,读取文件,关闭文件,我认为就是逻辑关系紧密的代码,如果你发现包住的代码很多,可以封装一些方法,如读取文件的代码很长就应该封装成一个方法,这个方法可以申明IOException,(其实读文件的细节本来属于低层逻辑,打开,读取,关闭才属于同层逻辑,如果读取代码很短,初期为了省事才不封成读取细节的代码,不过后期可以重构并封装成方法,这是《重构·改善继有的代码设计》一书中的思想——软件应该不断的重构和加善)。这样才能达到把异常代码与正常流程代码分离的目的。

    第3)条没问题,第4)条也有问题,“不要随便”很模糊,那什么时候才能向上传递呢。

    吐槽完了,我们现在来说说到底该如何处理捕获到的编译时异常

    一、恢复并继续执行:这个结果是最完美的,也是编译时异常出生的目的——捕获异常,并恢复继续执行程序。所以如果你捕获了一个异常是先尽力恢复,这种情况其实就是在主方案行不通时,用备选方案,而且主方案能否行通不能事先知道,必须执行的时候才能知道,所以在一般情况下,备选方案比主方案要的运行结果要差。比如一个视频程序,它要调用一个下载节目列表的方法,可能如下:

    InputStream download() throws IOException {
        // ...
    }
    但服务器不保证总是可用,有可能被攻击了,有可能其它原因,因为是个意外事件,所以又不可能事先知道,于是异常就发生在执行过程中,幸好客户端有备选方案,它在本地保存了一个默认列表,当服务器不可用时,就加载本地列表,所以客户端对这个异常的处理可以如下:
    public void loadProgramList() {
        InputStream inputStream;
        try {
            inputStream = download();
        } catch (IOException e) {
            // Log this exception
            System.out.println("The server occurred errors");
            // Use the local file
            inputStream = openLocalFile();
        }
        
        //...
    }
    
    private InputStream download() throws IOException {
        // ...
    }
    
    private InputStream openLocalFile() {
        // ...
    }
    可惜的是,不是任何时候的异常都可以恢复,反而一般情况是不能恢复的。

    二、向上传播异常:向上传播就是在本方法上用throws申明,本方法里的代码不对某异常做任何处理。如果不能用上述恢复措施,就检查能不能向上传播,什么情况下可以向上传播呢?有多种说法,一种说法是当本方法恢复不了时,这个说法显然是错误,因为上层也不一定能恢复。另外还有两种说法是:1.当上层逻辑可以恢复程序时;2.当本方法除了打印之外不能做任何处理,而且不确定上层能否处理。这种两种说法都是正确的,但还不够,因为也有的情况,明确知道上层恢复不了也需要上层处理,所以我认为正确的做法是:当你认为本异常应该由上层处理时,才向上传播。不过这得根据你程序的设计来灵活思考,比如你的类设计了一个上层方法集中处理异常,而下层有一些private方法只是简单的用throws申明。当上层方法捕获到异常时,虽然不能恢复执行,但可以做一些处理,如转换成便于阅读的文本,或者用下面讨论的转译。

    三、转译异常:转译即把低层逻辑的异常转化成为高层逻辑的异常,因为有可能低层逻辑的异常在高层逻辑中不能被理解,主要实现是新写一个Exception的子类,然后在低层逻辑捕获异常,改抛这个新写的异常,比如刚刚那个视频程序,他的主流程可能是:1.加载节目列表,2.显示播放节目。而加载节目列表子流程又包含读取节目文件、解析节目文件、显示节目列表。而读取节目文件有可能出现IO异常(有可能本地和网上的文件都读不了了),解析节目文件可能出现解析异常,这时如果把这些异常,直接向上传播,变成这样,你觉得合理吗:

    public void mainFlow() {
        // 1.load program list
        try {
            loadProgramList();
        } catch (IOException e) {
            // I don't understand what is this exception.
        } catch (ParseException e) {
            // I don't understand what is this exception.
        }
        
        // 2.play program
        // ...
    }
    
    public void loadProgramList() throws IOException, ParseException {
        // 1.Read program file
        InputStream inputStream;
        try {
            inputStream = download();
        } catch (IOException e) {
            // Log this exception
            System.out.println("The server occurred errors");
            // Use the local file
            inputStream = openLocalFile();    //Maybe throw IOException.
        }
        
        // 2.Parse program file
        parserProgramFile(inputStream);        //Maybe throw ParseException.
        
        // 3.Display program file
        //...
    }
    由于loadProgramList将两个可能的异常向上传播,在mainFlow里,必须显示捕获这两个异常,但在mainFlow根本就不能理解这两个异常代表什么,mainFlow里只需要知道加载节目列表异常就可以了,所以我们可以写一个异常类LoadProgramException代表加载节目异常,并在loadProgramList里抛出,于是代码变成这样:
    public void mainFlow() {
        // 1.load program list
        try {
            loadProgramList();
        } catch (LoadProgramException e) {        // look at here
            // ...
        }
        
        // 2.play program
        // ...
    }
    
    public void loadProgramList() throws LoadProgramException {        // look at here
        // 1.Read program file
        InputStream inputStream = null;
        try {
            inputStream = download();
        } catch (IOException e) {
            // Log this exception
            System.out.println("The server occurred errors");
            // Use the local file
            try {
                inputStream = openLocalFile();
            } catch (IOException e1) {
                throw new LoadProgramException("Read program file error.", e1);        // look at here
            }
        }
        
        // 2.Parse program file
        try {
            parserProgramFile(inputStream);
        } catch (ParseException e) {
            throw new LoadProgramException("Parse program file error.", e);            // look at here
        }
        
        // 3.Display program file
        //...
    }
    
    // ...
    
    class LoadProgramException extends Exception {
        public LoadProgramException(String msg, Throwable cause) {
            super(msg, cause);
        }
        // ...
    }
    注意:LoadProgramException构造函数的第一个参数是代表原因,用于组成异常链,异常链是一种机制,异常转译时,保存原来的异常,这样当这个异常再被转译时,还会被保存,于是就成了一条链了,包含了所有的异常,所以你可以看到这样的异常打印:
    Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: graphics/shapes/Square
        at Main.main(Main.java:7)
    Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: graphics.shapes.Square
        at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:366)
        at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:355)
        at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)
        at java.net.URLClassLoader.findClass(URLClassLoader.java:354)
        at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:424)
        at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Launcher.java:308)
        at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:357)
        ... 1 more
    这个异常链中就是包含了两个异常,最前面是顶级异常,后面再打印一个Cause by,然后再打印低一层异常,直到打印完所有的异常。

    另外,主流程中还有一个播放流程也可以定义一个播放异常的类,再做这样的转译处理,但是,如果流程多,是不是得写多个异常类呢,有人建议是每个包定义一个异常类,但并不是绝对的,这个细粒度还要根据具体的程序逻辑来决定,这种把握能力就要靠经验了,这可能就是架构师的过人之处了。

    四、改抛为运行时异常:这个很好玩,也是一条很方便的处理手法(我常用,我用这个还发现了一个Android系统的bug),即当你捕获到异常时,重新抛出,这跟转译很相似,有一点区别,这里抛的是运行时异常,而转译抛的是编译时异常。那什么时候使用这个手法呢?简单的说就是当某个异常出现时,你必须让程序挂掉。解释一下:如果某个异常情况一旦出现,程序便无法继续执行,而且你明确知道本方法和上层逻辑做不出任何有意义的处理,你只能让程序退出。所以你就抛一个运行时异常让程序挂掉。举个例子,比如在加密通信中,服务器捕获到了一个非法数据异常,这是无法恢复的,而且就是抛一运行异常,让线程挂掉,连接便会自动中断。

    五、记录并消耗掉异常:这个手法就是把异常记录下来(到文件或控制台)然后忽略掉异常,有可能随后就让本方法返回null,这个手法一般用在不是很严重的异常,相当于是warning级别的错误,出现这个异常对程序的执行可能影响不太,比如程序的某个偏好设置文件(如窗口位置,最近文件等)损坏,但这个文件信息很少,程序只要使用默认配置即可。


    有没必要显示捕获运行时异常

    运行时异常一般是不需要捕获的,因为它的目的就是让程序在无法恢复时挂掉,但是也有特殊需求,比如你要收集所有的未捕获异常记录,可能用于统计,也可能用于将来调试。还有其它原因使你不想让程序直接挂掉,比如你想把友好信息告诉用户。


    什么时候需要抛异常

    马上就要讨论如何抛异常了,但在必须先知道,什么时候需要抛异常,简单的说就是遇到一个异常情况,这是一个模棱两可的问题,就像美不美这个问题一样,我几种说法,你看你能理解哪一种,一种是正常情况的反面,即非正常情况,那什么是非正常情况呢,这也是仁者见仁,智者见智,比如说读到文件尾,这个算正常还是异常呢,都说得过去,所以这里给一个判断方法做为参考,如果是一个典型情况,就不当成是异常,所以读到文件尾就没有被当成一个异常,返回了-1。还有一种说法是,程序执行的必要条件不能成立,使得本方法无法继续履行自己的职责。这两种说法都不错,你都可以用,而且覆盖了大部分情况。


    何时选用编译时异常编译时异常是Java特有的,其它语言没有,刚出来时很流行,所以你可以看到流处理包里充斥着IOException,但经过多年的使用,有人觉得编译时异常是一种实验性错误,应该完全丢弃,说这个话的人就是《Think In Java》的一书的作者Eckel,我认为这种说法太绝对了,关于这个是与否也有很大的争论。《Effective Java》一书的作者则认为应避免不必要的编译时异常,因为你抛编译时异常会给强制要求调用者捕获,这会增加他的负担,我是这一观点的支持者。那到底何时抛编译时异常呢?当你发现一个异常情况时,检查这两个条件,为真时选用编译时异常:一、如果调用者可以恢复此异常情况,二、如果调用者不能恢复,但能做出有意义的事,如转译等。如果你不确定调用者能否做出有意义的事,就别使编译时异常,免得被抱怨。还有一条原则,应尽最大可能使用编译时异常来代替错误码,这条也是编译时异常设计的目的。另外,必须注意使用编译时异常的目的是为了恢复执行,所以设计异常类的时候,应提供尽量多的异常数据,以便于上层恢复,比如一个解析错误,可以在设计的异常类写几个变量来存储异常数据:解析出错的句子的内容,解析出错句子的行号,解析出错的字符在行中的位置。这些信息可能帮助调用恢复程序。


    何时选用运行时异常:首先,运行时异常肯定是不可恢复的异常,否则按上段方法处理。这个不可恢复指的是运行时期不可恢复,如果可以修改源代码来避免本异常的发生呢,那说明这是一个编程错误,对于编程错误,一定要抛运行时异常,编程错误一般可以通过修改代码来永久性避免该异常,所以这种情况应该让程序挂掉,相当于爆出一个bug,从而提醒程序员修改代码。这种编程错误可以总结一下,API是调用者与实现者之间的契约,调用者必须遵守契约,比如传入的参数不允许为空,这一点是隐含契约,没必要明确写出来的,如果违反契约,实现者就可以抛运行时异常,让程序挂掉以提醒调用者。

    其它情况是否应使用运行时异常,上面提到过,就是谁都无能为力的异常情况,还有就是你不确定到底能不能恢复,除此之外,你可以这样判断:如果你希望程序挂掉,就用运行时异常。需要说明的是,请尽量使用系统自带异常,而不是新写。网上还有一条建议是使用运行时异常时, 一定要将所有可能的异常写进文档。这认为只要把不常用的写上即可,像NullPointException每个方法都有可能抛,但没必要每个方法都写说明。


    将编译时异常重构成运行时异常

    你可能手头上有一份以前的代码,大量的使有了编译时异常,但很多都是没有必要的编译时异常,导致调用上不方便,《Effective Java》里有一种方法可以将编译时异常转为运行时异常:将原来抛编译时异常的方法,拆成两个方法,其中一个是用来指示异常是否为发生,即将以下代码:

    // Invocation with checked exception
    try {
    obj.action(args);
    } catch(TheCheckedException e) {
    // Handle exceptional condition
    ...
    }
    改为这样:
    // Invocation with state-testing method and unchecked exception
    if (obj.actionPermitted(args)) {
    obj.action(args);
    } else {
    // Handle exceptional condition
    ...
    }
    步骤是:1)将原来方法foo的异常申明删掉,并在实现里面改抛为运行时异常;2)添加一个方法isFoo,返回一个布尔值指示是否会有异常情况出现;3)在foo调用前加一个if语句,判断isFoo的返回值,如果为真才调用foo,否则不调用;4)删掉调用处的try-catch。


    UI层处理异常的注意点

    UI层和其下逻辑层的区别是UI层的出错信息是被用户看,而其下层逻层出错信息是被程序员看到,用户可不希望看一个打印的异常栈,更不希望程序无缘无故挂掉,用户希望看到友好的提示信息。为到达这一目的,我们可以设一个屏障,屏障可以捕获所有遗漏的异常,从而阻止程序直接挂掉,屏障当然恢复不了运行,但可以记录错误便于日后调试,还可以输出友好信息给用户。Spring和Struts就有这样的处理。

    还有一点需要注意,用户的传入参数出现非法的概率很高,所以控制层接受到参数时一定要校验,而不是原封不动的传到其低层模块。


    经历了一周的熬夜,总算把异常处理总结归纳成文了,但由于文章太长,肯定有一些错误和语言不精炼的地方,我会仔细检察并及时改正,希望本文对大家有一定的帮助。


    附录

    在我查过的资料中,以《Effective Java》书中对异常处理设计的研究得最系统,本文很多思想来自于它,下面我把其中的几条原则翻译(非直译)并贴上:

    第57条:只对异常情况使用异常。(说明:即不要用异常处理控制正常程序流)。

    第58条:对可恢复异常使用编译时异常,对编程错误使用运行时异常。

    第59条:应避免不必要的编译时异常:如果调用者即使合理的使用API也不能避免异常的发生,并且调用者可以对捕获的异常做出有意义的处理,才使用编译时异常。

    第60条:应偏好使用自带异常

    第61条:抛出的异常应适合本层抽象(就是上面说的转译)

    第62条:把方法可能抛的所有异常写入文档,包括运行时异常

    第63条:用异常类记录的信息要包含失败时的数据

    第64条:力求失败是原子化的(解释:就是如果调用一个方法发生了异常,就应该使对象返回调用前的状态)

    第65条:不要忽略异常



    参考资料:

    Effective Java, 2nd.Edition

    Effective Java Exceptions, 译文可参考这里这里


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    异常处理机制已经成为判断一门编程语言是否...一.java继承体系 Java语言为异常处理提供了丰富的异常类,这些类之间有严格的继承关系。如: 从中我们可以看出,所有的类都是继承于Throwable这个父类,java将所有

空空如也

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