【從基礎學 Java】異常機制

enda 發布于2019-08-16 12:25 / 704人閱讀

摘要：所幸，提供了一套機制，用于在程序程序出錯出現異常時，進行報告錯誤保存工作結果讓用戶以更完善的方式退出程序亦即異常處理機制。顧名思義，該機制用于對程序運行中不正常的情況進行處理。如拋出比更加語義化學會把異常傳遞，即早拋出，晚捕獲

初識

代碼的世界和現實世界一樣，不會一帆風順，起碼不會像我們想象中的那么順利。寫代碼的是人，人的思維存在局限性，這種局限性，體現在代碼中，就是漏洞。倘若一段程序在生產環境中崩潰，勢必讓人十分惱火。這種讓人頭大的情況就是異常的一種。

Java 是這樣定義異常的:

異常指的是，那些在程序運行過程中，中斷正常的指令流程的事件。

實際上，異常還會在以下場景中發生：

用戶輸入錯誤，如：輸入不符合程序預期

設備錯誤，如：網線斷開連接

物理限制，如：內存不足

而我們并不希望程序因為上述情況掛掉，而是希望程序能夠在遇到異常時，巧妙地處理之后，繼續運行下去。

所幸，Java 提供了一套機制，用于在程序程序出錯（出現異常）時，進行：

報告錯誤

保存工作結果

讓用戶以更完善的方式退出程序

亦即：異常處理機制。顧名思義，該機制用于對程序運行中不正常的情況進行處理。
簡單來說，Java 中的異常處理是：當異常發生時，運行時系統逆著方法的調用棧（call stack）去尋找能夠處理這種異常的東西。

以一個把字符串轉換成整數的方法為例：

public Integer stringToNumber(String strToFormat){
    Integer targetNum;
    try{
        targetNum = new Integer(strToFormat);
    }catch(NumberFormatException e){
        targetNum = DEFAULT_NUM;
    }
    return targetNum;
}

在上述代碼中，當 strToFormat 不能轉化成一個整形數時，就轉化成一個默認的值。NumberFormatException 發生時，方法立即終止。控制權被交由 catch 代碼塊，也就是異常處理器（exception hanlder）。代碼雖然簡單，卻包含了 Java 異常處理的一般步驟。

異常分類

在 Java 中，所有的異常派生于 Throwable 接口。這些異常，又被分為 Error 和 Exception。這兩類異常，又衍生了一些子類。下面的圖片，描述了 Java 的異常體系圖：

不過，我們應當把精力放在 RuntimeException 上，因為“所有的運行時異常，都是程序員的問題”。這類異常，又被叫做未檢查異常，通常交由 JVM 處理。相對應的，那些我們知道可能會出現問題、，被叫做已檢查的異常。這類異常需要開發者手動向上級拋出，直到 JVM 級別，或者在調用方法時使用 try-catch 處理。

一般來說，在寫一個方法時，要盡可能聲明所有已檢查異常，通過內部邏輯控制，避免未檢查（運行時）異常。

異常捕獲

在編碼過程中，如果方法的檢查異常被精心設計，那么我們只管拋出異常即可。但是，一旦調用方法的地方沒有對這種可能出現的異常進行處理，那么程序就會終止。所以，要對異常進行捕獲操作，正如之前的字符串轉數字的方法一樣。

根據經驗，程序中應該捕獲那些知道如何處理的異常，把“職責”外的異常，交給方法的調用者去處理。下面是一個異常捕獲流程的示例代碼：

    modifier returnType someMethod(type1 param1, type2 param2) throws Exception1, Exceptio2{
    
        try{
            ① // 某些操作
            return returnType value;
        }catch(Exceptionx | Exceptiony e){
            ② // 處理異常
        }catch(Excpetion1 e1){
            ③ throw new Excption1(e1);
        }catch(Exception e2){
            ④ throw e2;
        }finally{
            ⑤ // 一些操作
            return returnType mockValue;
        }
        
}

在上述代碼中，① 中進行操作，捕獲了 Exeptionx 或者 Exceptiony 時，② 進行異常處理；捕獲了 Exception1 時， ③ 把該異常包裝；捕獲了 Exception 2 時，④ 直接拋出異常；無論有無異常發生，⑤ 都會執行。

上面的代碼還有一個問題，就是 finally 代碼中包含返回值。有以下規則：

try 代碼塊中包含 return 語句，finally 語句中的代碼也會被執行；若 finally 中也包含 return 語句，則會替代 try 中的語句

使用異常的技巧

不要過分細分異常，能用一個 try 塊處理的盡量用一個，然后按層次捕獲異常，下面的代碼是被建議的：

try{
    // 某些操作
}catch(SomeException1 e1){
    // 異常 1 的處理
}catch(SomeException2 e2){
    // 異常 2 的處理
}

適當地轉化異常，如：可以把一個 NumberFormatException 轉化成自定義的異常

遇到異常情況，可以更加嚴格一點。如：拋出 EmptyStackException 比 NullPointerException 更加語義化

學會把異常傳遞，即：「早拋出，晚捕獲」

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