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16.java異常處理

asce1885 / 3376人閱讀

摘要:不受檢查異常為編譯器不要求強制處理的異常,檢查異常則是編譯器要求必須處置的異常。潛在的異常處理器是異常發(fā)生時依次存留在調(diào)用棧中的方法的集合。當(dāng)運行時系統(tǒng)遍歷調(diào)用棧而未找到合適的異常處理器,則運行時系統(tǒng)終止。異常處理涉及到五個關(guān)鍵字,分別是。

概念

程序運行時,發(fā)生的不被期望的事件,它阻止了程序按照程序員的預(yù)期正常執(zhí)行,這就是異常。

異常是程序中的一些錯誤,但并不是所有的錯誤都是異常,并且錯誤有時候是可以避免的。

比如說,你的代碼少了一個分號,那么運行出來結(jié)果是提示是錯誤java.lang.Error;如果你用System.out.println(11/0),那么你是因為你用0做了除數(shù),會拋出java.lang.ArithmeticException的異常。

異常處理機制能讓程序在異常發(fā)生時,按照代碼的預(yù)先設(shè)定的異常處理邏輯,針對性地處理異常,讓程序盡最大可能恢復(fù)正常并繼續(xù)執(zhí)行,且保持代碼的清晰。

Java中的異常可以是函數(shù)中的語句執(zhí)行時引發(fā)的,也可以是程序員通過throw 語句手動拋出的,只要在Java程序中產(chǎn)生了異常,就會用一個對應(yīng)類型的異常對象來封裝異常,JRE就會試圖尋找異常處理程序來處理異常。

異常的體系結(jié)構(gòu)

Java把異常當(dāng)作對象來處理,并定義一個基類java.lang.Throwable作為所有異常的超類。

在Java API中已經(jīng)定義了許多異常類,這些異常類分為兩大類,錯誤Error和異常Exception。

java異常層次結(jié)構(gòu)圖:

總從圖中可以看出所有異常類型都是內(nèi)置類Throwable的子類,因而Throwable在異常類的層次結(jié)構(gòu)的頂層。

接下來Throwable分成了兩個不同的分支,一個分支是Error,它表示不希望被程序捕獲或者是程序無法處理的錯誤。另一個分支是Exception,它表示用戶程序可能捕捉的異常情況或者說是程序可以處理的異常。其中異常類Exception又分為運行時異常(RuntimeException)和非運行時異常。

Java異常又可以分為非檢查異常(Unchecked Exception)和檢查異常(Checked Exception)。

下面將詳細講述這些異常之間的區(qū)別與聯(lián)系:

Error:Error類對象由 Java 虛擬機生成并拋出,大多數(shù)錯誤與代碼編寫者所執(zhí)行的操作無關(guān)。例如,Java虛擬機運行錯誤(Virtual MachineError),當(dāng)JVM不再有繼續(xù)執(zhí)行操作所需的內(nèi)存資源時,將出現(xiàn)?OutOfMemoryError。這些異常發(fā)生時,Java虛擬機(JVM)一般會選擇線程終止;還有發(fā)生在虛擬機試圖執(zhí)行應(yīng)用時,如類定義錯誤(NoClassDefFoundError)、鏈接錯誤(LinkageError)。這些錯誤是不可查的,因為它們在應(yīng)用程序的控制和處理能力之外,而且絕大多數(shù)是程序運行時不允許出現(xiàn)的狀況。對于設(shè)計合理的應(yīng)用程序來說,即使確實發(fā)生了錯誤,本質(zhì)上也不應(yīng)該試圖去處理它所引起的異常狀況。在Java中,錯誤通常是使用Error的子類描述。

Exception:在Exception分支中有一個重要的子類RuntimeException(運行時異常),該類型的異常自動為你所編寫的程序定義ArrayIndexOutOfBoundsException(數(shù)組下標(biāo)越界)、NullPointerException(空指針異常)、ArithmeticException(算術(shù)異常)、MissingResourceException(丟失資源)、ClassNotFoundException(找不到類)等異常,這些異常是不檢查異常,程序中可以選擇捕獲處理,也可以不處理。這些異常一般是由程序邏輯錯誤引起的,程序應(yīng)該從邏輯角度盡可能避免這類異常的發(fā)生;而RuntimeException之外的異常我們統(tǒng)稱為非運行時異常,類型上屬于Exception類及其子類,從程序語法角度講是必須進行處理的異常,如果不處理,程序就不能編譯通過。如IOException、SQLException等以及用戶自定義的Exception異常,一般情況下不自定義檢查異常。

Error和Exception的區(qū)別

Error通常是災(zāi)難性的致命的錯誤,是程序無法控制和處理的,當(dāng)出現(xiàn)這些異常時,Java虛擬機(JVM)一般會選擇終止線程;Exception通常情況下是可以被程序處理的,并且在程序中應(yīng)該盡可能的去處理這些異常。

檢測異常和不受檢查異常

不受檢查異常:包括RuntimeException及其子類和Error。

檢查異常:在正確的程序運行過程中,很容易出現(xiàn)的、情理可容的異常狀況,在一定程度上這種異常的發(fā)生是可以預(yù)測的,并且一旦發(fā)生該種異常,就必須采取某種方式進行處理。除了RuntimeException及其子類以外,其他的Exception類及其子類都屬于檢查異常,當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常,要么使用try-catch語句進行捕獲,要么用throws子句拋出,否則編譯無法通過。

不受檢查異常為編譯器不要求強制處理的異常,檢查異常則是編譯器要求必須處置的異常。

異常的處理

Java的異常處理本質(zhì)上是拋出異常和捕獲異常

拋出異常:要理解拋出異常,首先要明白什么是異常情形(exception condition),它是指阻止當(dāng)前方法或作用域繼續(xù)執(zhí)行的問題。其次把異常情形和普通問題相區(qū)分,普通問題是指在當(dāng)前環(huán)境下能得到足夠的信息,總能處理這個錯誤。對于異常情形,已經(jīng)無法繼續(xù)下去了,因為在當(dāng)前環(huán)境下無法獲得必要的信息來解決問題,你所能做的就是從當(dāng)前環(huán)境中跳出,并把問題提交給上一級環(huán)境,這就是拋出異常時所發(fā)生的事情。拋出異常后,會有幾件事隨之發(fā)生。首先,是像創(chuàng)建普通的java對象一樣將使用new在堆上創(chuàng)建一個異常對象;然后,當(dāng)前的執(zhí)行路徑(已經(jīng)無法繼續(xù)下去了)被終止,并且從當(dāng)前環(huán)境中彈出對異常對象的引用。此時,異常處理機制接管程序,并開始尋找一個恰當(dāng)?shù)牡胤嚼^續(xù)執(zhí)行程序,這個恰當(dāng)?shù)牡胤骄褪钱惓L幚沓绦蚧蛘弋惓L幚砥鳎娜蝿?wù)是將程序從錯誤狀態(tài)中恢復(fù),以使程序要么換一種方式運行,要么繼續(xù)運行下去。

捕獲異常:在方法拋出異常之后,運行時系統(tǒng)將轉(zhuǎn)為尋找合適的異常處理器(exception handler)。潛在的異常處理器是異常發(fā)生時依次存留在調(diào)用棧中的方法的集合。當(dāng)異常處理器所能處理的異常類型與方法拋出的異常類型相符時,即為合適的異常處理器。運行時系統(tǒng)從發(fā)生異常的方法開始,依次回查調(diào)用棧中的方法,直至找到含有合適異常處理器的方法并執(zhí)行。當(dāng)運行時系統(tǒng)遍歷調(diào)用棧而未找到合適的異常處理器,則運行時系統(tǒng)終止。同時,意味著Java程序的終止。

注意:對于運行時異常、錯誤和檢查異常,Java技術(shù)所要求的異常處理方式有所不同。

對于方法運行中可能出現(xiàn)的Error,當(dāng)運行方法不欲捕捉時,Java允許該方法不做任何拋出聲明。因為,大多數(shù)Error異常屬于永遠不能被允許發(fā)生的狀況,也屬于合理的應(yīng)用程序不該捕捉的異常。

由于運行時異常及其子類的不可查性,為了更合理、更容易地實現(xiàn)應(yīng)用程序,Java規(guī)定,運行時異常將由Java運行時系統(tǒng)自動拋出,允許應(yīng)用程序忽略運行時異常。

對于所有的檢查異常,Java規(guī)定:一個方法必須捕捉,或者聲明拋出方法之外。也就是說,當(dāng)一個方法選擇不捕捉檢查異常時,它必須聲明將拋出異常。

java異常處理涉及到五個關(guān)鍵字,分別是:try、catch、finally、throw、throws。

try?? ?-- 用于監(jiān)聽。將要被監(jiān)聽的代碼(可能拋出異常的代碼)放在try語句塊之內(nèi),當(dāng)try語句塊內(nèi)發(fā)生異常時,異常就被拋出。

* catch??-- 用于捕獲異常。catch用來捕獲try語句塊中發(fā)生的異常。在編寫多個catch的時候,捕獲范圍大的異常一定要放在捕獲范圍小的異常后面。

finally?-- finally語句塊總是會被執(zhí)行。它主要用于回收在try塊里打開的物力資源(如數(shù)據(jù)庫連接、網(wǎng)絡(luò)連接和磁盤文件)。只有finally塊執(zhí)行完成之后,才會回來執(zhí)行try或者catch塊中的return或者throw語句,如果finally中使用了return或者throw等終止方法的語句,則就不會跳回執(zhí)行,直接停止。

throw??-- 用于拋出一個實例化的異常對象。

throws?-- 用在方法簽名中,用于聲明該方法可能拋出的異常,如果方法真的出現(xiàn)異樣,將交由調(diào)用者來處理。調(diào)用了具有throws申明的方法之后,不管異常是否出現(xiàn),調(diào)用者必須使用try...catch處理。調(diào)用聲明了運行時異常的函數(shù),可以不強制處理,將交給jvm默認處理。

throws 語法如下:

public void info() throws Exception
{
   //body of method
}

Exception 是該方法可能引發(fā)的所有的異常,也可以是異常列表,中間以逗號隔開。

Throws拋出異常的規(guī)則:
* 如果是不受檢查異常(unchecked exception),即Error、RuntimeException或它們的子類,那么可以不使用throws關(guān)鍵字來聲明要拋出的異常,編譯仍能順利通過,但在運行時會被系統(tǒng)拋出。
* 必須聲明可拋出的任何檢查異常(checked exception)。即如果一個方法可能出現(xiàn)受可查異常,要么用try-catch語句捕獲,要么用throws子句聲明將它拋出,否則會導(dǎo)致編譯錯誤。
* 僅當(dāng)拋出了異常,該方法的調(diào)用者才必須處理或者重新拋出該異常。當(dāng)方法的調(diào)用者無力處理該異常的時候,應(yīng)該繼續(xù)拋出,而不是囫圇吞棗。
* 調(diào)用方法必須遵循任何可查異常的處理和聲明規(guī)則。若覆蓋一個方法,則不能聲明與覆蓋方法不同的異常。聲明的任何異常必須是被覆蓋方法所聲明異常的同類或子類。
斷言 assert

什么是斷言?
就是肯定某一個操作的返回結(jié)果是正確的,如果程序執(zhí)行到斷言語句的時候,發(fā)現(xiàn)斷言不正確了,返回結(jié)果是錯誤的了,則通過斷言檢查肯定,會為用戶提示錯誤的信息。在jdk1.4引入了assert關(guān)鍵字。
斷言的使用格式:

assert boolean 表達式; 
assert boolean 表達式:詳細信息;

默認斷言是不會影響程序正常運行的,在斷言不成立時,也只會將信息顯示出來。除非使用 java -ea 程序 手工啟動斷言。

自定義異常

雖然java已經(jīng)提供了很多系統(tǒng)性異常,但在開發(fā)中還是無法滿足實際的需要。所以java允許用戶自定義異常。語法如下:

class 自定義異常類 extends 系統(tǒng)提供的異常類{
   public 構(gòu)造函數(shù)(String msg){
      super(msg);
      //...
   }
   //...
}
總結(jié)

處理運行時異常時,采用邏輯去合理規(guī)避,同時輔助使用try-catch處理。

在多重catch塊后面,加一個catch(Exception)來處理可能遺漏的異常。

對于不確定的代碼,也可以加上try-catch,處理潛在的異常。

盡量去處理異常,切記只是簡單的調(diào)用printStackTrace()去打印輸出。

盡量添加finally塊去釋放所占用的資源。

6.具體如果處理異常,要根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求和異常類型去決定。

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