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聊聊Java中的異常及處理

在編程中異常報錯是不可避免的。特別是在學(xué)習(xí)某個語言初期，看到異常報錯就抓耳撓腮，常常開玩笑說編程1分鐘，改bug1小時。今天就讓我們來看看什么是異常和怎么合理的處理異常吧!

異常與error介紹

下面還是先讓我們來看一下基本概念吧!

? 異常指程序運行過程中出現(xiàn)的非正?，F(xiàn)象，例如用戶輸入錯誤、除數(shù)為零、需要處理的文件不存在、數(shù)組下標越界等。異常機制本質(zhì)就是當(dāng)程序出現(xiàn)錯誤，程序安全退出的機制。在Java的異常處理機制中，引進了很多用來描述和處理異常的類，稱為異常類。異常類定義中包含了該類異常的信息和對異常進行處理的方法。

?Java是采用面向?qū)ο蟮姆绞絹硖幚懋惓５摹Ｌ幚磉^程：

  • 拋出異常：在執(zhí)行一個方法時，如果發(fā)生異常，則這個方法生成代表該異常的一個對象，停止當(dāng)前執(zhí)行路徑，并把異常對象提交給JRE。
  • 捕獲異常：JRE得到該異常后，尋找相應(yīng)的代碼來處理該異常。JRE在方法的調(diào)用棧中查找，從生成異常的方法開始回溯，直到找到相應(yīng)的異常處理代碼為止。

讓我們來看看前面所講到的異常類究竟是個什么東西!

其實所有的異常對象都是派生于Throwable類的一個實例。如果內(nèi)置的異常類不能夠滿足需要，還可以創(chuàng)建自己的異常類。所有異常的根類為java.lang.Throwable?？纯此募易彘L什么樣。

Throwable類下面主要是兩大門派：Error和Exception。

  • Error是程序無法處理的錯誤，表示運行應(yīng)用程序中較嚴重問題，系統(tǒng)JVM已經(jīng)處于不可恢復(fù)的崩潰狀態(tài)中。例如，說內(nèi)存溢出和線程死鎖等系統(tǒng)問題。
  • Exception是程序本身能夠處理的異常。Exception類是所有異常類的父類，其子類對應(yīng)了各種各樣可能出現(xiàn)的異常事件。 通常Java的異常可分為：RuntimeException 運行時異常CheckedException 已檢查異常下面我們來研究研究這兩個異常。

RuntimeException和 CheckedException異同

首先我們先來看看什么是運行時異常。

這類異常通常是由編程錯誤導(dǎo)致的，所以在編寫程序時，并不要求必須使用異常處理機制來處理這類異常,而是經(jīng)常需要通過增加“邏輯處理來避免這些異?！薄?/p>

比如以下常見的幾種異常：

  • ArithmeticException異常
    •   
  
  
  
      
   
   
   
   
    1. int b=0; 
      2. 
   
   
   
   
    2. System.out.println(1/b); 
      3. 
   
   
   
   
    3. //解決： 
      4. 
   
   
   
   
    4.   if(b!=0){ 
      5. 
   
   
   
   
    5.      System.out.println(1/b); 
      6. 
   
   
   
   
    6.   } 
      7.
  • NumberFormatException異常
    •   
  
  
  
      
   
   
   
   
    1. String str = "1234abcf"; 
      2. 
   
   
   
   
    2. System.out.println(Integer.parseInt(str)); 
      3. 
   
   
   
   
    3. //解決：  
      4. 
   
   
   
   
    4. Pattern p = Pattern.compile("^\\d+$"); 
      5. 
   
   
   
   
    5. Matcher m = p.matcher(str); 
      6. 
   
   
   
   
    6. if (m.matches()) { // 如果str匹配代表數(shù)字的正則表達式,才會轉(zhuǎn)換 
      7. 
   
   
   
   
    7.     System.out.println(Integer.parseInt(str)); 
      8. 
   
   
   
   
    8. } 
      9.
  • ClassCastException異常
    •   
  
  
  
      
   
   
   
   
    1. Animal a=new Dog(); 
      2. 
   
   
   
   
    2. Cat c=(Cat)a; 
      3. 
   
   
   
   
    3. //解決：     
      4. 
   
   
   
   
    4. if (a instanceof Cat) { 
      5. 
   
   
   
   
    5.     Cat c = (Cat) a; 
      6. 
   
   
   
   
    6. } 
      7.

這里再補充兩點，方便大家更好的理解java異常的機制和處理過程。

  • 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。

上面我們講述了什么是運行時異常以及一些處理方式，下面就再來看看什么是已檢查異常吧!

所有不是RuntimeException的異常，統(tǒng)稱為Checked Exception，又被稱為“已檢查異?！?，如IOException、SQLException等以及用戶自定義的Exception異常。 這類異常在編譯時就必須做出處理， 否則無法通過編譯。

通常異常的處理方式有兩種：

  • 使用“try/catch”捕獲異常
  • 使用“throws”聲明異常。

下面就來詳細的聊聊吧!

異常的處理

上面已經(jīng)提了，異常處理通常有2種方式。先看看捕獲異常吧。

捕獲異常是通過3個關(guān)鍵詞來實現(xiàn)的：try-catch-finally。用try來執(zhí)行一段程序，如果出現(xiàn)異常，系統(tǒng)拋出一個異常，可以通過它的類型來捕捉(catch)并處理它，最后一步是通過finally語句為異常處理提供一個統(tǒng)一的出口，finally所指定的代碼都要被執(zhí)行。

這個捕獲異常其實也是我們在面試的時候會經(jīng)常碰到的問題。下面我們分別再來對各個部分做一個簡單的提示吧!

(1) try

一個try語句必須帶有至少一個catch語句塊或一個finally語句塊 。當(dāng)異常處理的代碼執(zhí)行結(jié)束以后，不會再回到try語句去執(zhí)行尚未執(zhí)行的代碼。

(2) catch

每個try語句塊可以伴隨一個或多個catch語句，用于處理可能產(chǎn)生的不同類型的異常對象。在此介紹一些常用的方法，這些方法均繼承自Throwable類 。

  • toString ()方法，顯示異常的類名和產(chǎn)生異常的原因。
  • getMessage()方法，只顯示產(chǎn)生異常的原因，但不顯示類名。
  • printStackTrace()方法，用來跟蹤異常事件發(fā)生時堆棧的內(nèi)容。

這里有一個需要特別注意的地方，那就是catch捕獲異常時的捕獲順序：

如果異常類之間有繼承關(guān)系，在順序安排上就需注意。越是頂層的類，越放在下面，再不然就直接把多余的catch省略掉。 也就是說先捕獲子類異常再捕獲父類異常。

(3) finally

finally語句塊中始終都要執(zhí)行，除了遇到了System.exit(0)結(jié)束程序運行。針對這個特性，所以我們通常在finally中關(guān)閉程序塊已打開的資源，比如：關(guān)閉文件流、釋放數(shù)據(jù)庫連接等。

即使try和catch塊中存在return語句，finally語句也會執(zhí)行。是在執(zhí)行完finally語句后再通過return退出。

在這里就有一道非常經(jīng)典的一個面試題。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public class Test { 
    2. 
  
  
  
  
  2.     public static void main(String[]args) { 
    3. 
  
  
  
  
  3.        System.out.println(new Test().test());; 
    4. 
  
  
  
  
  4.     } 
    5. 
  
  
  
  
  5.     static int test(){ 
    6. 
  
  
  
  
  6.        int x = 1; 
    7. 
  
  
  
  
  7.        try{ 
    8. 
  
  
  
  
  8.           retun x; 
    9. 
  
  
  
  
  9.        }finally{ 
    10. 
  
  
  
  
  10.           System.out.print("jdbk"+ ++x); 
    11. 
  
  
  
  
  11.        } 
    12. 
  
  
  
  
  12.     } 
    13. 
  
  
  
  
  13. } 
    14. 
  
  
  
  
  14. // 問輸出結(jié)果？ 
    15.

先解釋哈這里存在的玄妙吧!

看了上面的講述，我們都知道了當(dāng)try和catch中有return時，finally仍然會執(zhí)行，所以正常邏輯來說此題的答案應(yīng)該是“jdbk2 2”,但這里存在一個陷阱，那就是：

finally是在return后面的表達式運算后執(zhí)行的(此時并沒有返回運算后的值，而是先把要返回的值保 存起來，不管finally中的代碼怎么樣，返回的值都不會改變，任然是之前保存的值)，所以函數(shù)返回值是 在finally執(zhí)行前確定的。因此正確答案應(yīng)該是：“jdbk2 1”。

還有一點需要注意的就是：finally中最好不要包含return，否則程序會提前退出，返回值不是try或catch中保存的返回值。

接下來再來講講聲明異常吧，它相對來說就比較簡單了。

在一些情況下，當(dāng)前方法并不需要處理發(fā)生的異常，而是向上傳遞給調(diào)用它的方法處理。如果一個方法拋出多個已檢查異常，就必須在方法的首部列出所有的異常，之間以逗號隔開。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public static void readFile(String fileName) throws FileNotFoundException,IOException { 
    2. 
  
  
  
  
  2. } 
    3.

需要注意的地方就是：

  • 在方法重寫中聲明異常時：子類重寫父類方法時，如果父類方法有聲明異常，那么子類聲明的異常范圍不能超過父類聲明的范圍。
  • 聲明異常我們一般在server層中。在controller層或則數(shù)據(jù)訪問層一般是捕獲異常。

自定義異常

我們?yōu)槭裁匆远x異常?還不是因為在程序中，可能會遇到JDK提供的任何標準異常類都無法充分描述清楚我們想要表達的問題。此時我們就可以創(chuàng)建自己的異常類，即自定義異常類。

那我們怎么自定義異常類呢?相信你看了上面的異常類的家族圖應(yīng)該就猜到了。不錯，自定義異常類只需從Exception類或者它的子類派生一個子類即可。如果你繼承Exception類，則為受檢查異常，必須對其進行處理;如果不想處理，可以讓自定義異常類繼承運行時異常RuntimeException類。通常我們自定義異常類應(yīng)該包含2個構(gòu)造器：一個是默認的構(gòu)造器，另一個是帶有詳細信息的構(gòu)造器。這里舉一個例子。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. /**IllegalAgeException：非法年齡異常，繼承Exception類*/ 
    2. 
  
  
  
  
  2. class IllegalAgeException extends Exception { 
    3. 
  
  
  
  
  3.     //默認構(gòu)造器 
    4. 
  
  
  
  
  4.     public IllegalAgeException() { 
    5. 
  
  
  
  
  5.  
    6. 
  
  
  
  
  6.     } 
    7. 
  
  
  
  
  7.     //帶有詳細信息的構(gòu)造器，信息存儲在message中 
    8. 
  
  
  
  
  8.     public IllegalAgeException(String message) { 
    9. 
  
  
  
  
  9.         super(message); 
    10. 
  
  
  
  
  10.     } 
    11. 
  
  
  
  
  11. } 
    12. 
  
  
  
  
  12.  
    13. 
  
  
  
  
  13.    public void setAge(int age) throws IllegalAgeException { 
    14. 
  
  
  
  
  14.         if (age < 0) { 
    15. 
  
  
  
  
  15.             throw new IllegalAgeException("人的年齡不應(yīng)該為負數(shù)"); 
    16. 
  
  
  
  
  16.         } 
    17. 
  
  
  
  
  17.         this.age = age; 
    18. 
  
  
  
  
  18.     } 
    19.

最后給大家講述一點使用異常機制的建議：

  • 要避免使用異常處理代替錯誤處理，這樣會降低程序的清晰性，并且效率低下。
  • 處理異常不可以代替簡單測試---只在異常情況下使用異常機制。
  • 不要進行小粒度的異常處理---應(yīng)該將整個任務(wù)包裝在一個try語句塊中。
  • 異常往往在高層處理。

本文授權(quán)轉(zhuǎn)載自公眾號「良許Linux」。良許，世界500強外企Linux開發(fā)工程師，公眾號里分享大量Linux干貨，歡迎關(guān)注!


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