一篇文章解决Java异常处理

一篇文章解决Java异常处理

前言

与异常相关的内容其实很早就想写了，但由于各种原因（懒）拖到了现在。在大二开学前夜（今天是8.31）完成这篇博客，也算完成了暑期生活的一个小心愿。

以下内容大多总结自《java核心技术 卷Ⅰ》，同时也加上了一些华东师范大学陈良育老师在《Java核心技术》Mooc中所讲的内容。

一、引例

假定你希望完成一个read方法，它的作用是读取一个文件中的内容并进行相关处理,如果你从未学过处理异常的方法，你可能会这样写：

public void read(String filename)

{

var in = new FileInputStream(filename);

int b;

while((b = in.read()) != -1)

{

...

}

}

问题在于，FileInputStream的构造器要求传入的filename是已经存在的一个文件的名称，如果文件名不存在，那么程序将异常终止，可能导致用户在运行程序期间所做的工作全部丢失，这显然不是我们希望看到的。

正确的做法之一是增加一个异常处理机制，将控制权从产生错误的地方转移到能够处理这种错误的处理器中。这样就可以尽可能的减少损失。

public void read(String filename)

{

try

{

var in = new FileInputStream(filename);

int b;

while((b = in.read()) != -1)

{

...

}

}

catch(IOException exception)

{

...//处理错误

}

}

//里面可能有些代码你暂且还不明白，不过没关系，之后会认真讲解。

二、异http://常的分类与类型

在Java中，每种异常都是一个类（如上例中的IOException），每个异常对象都是一个实例。

所有的异常都是由Throwable类继承而来。

Throwable类的下一层有两个分支：Error类和Exception类

Exception类又分解为RuntimeException（编程错误导致的异常）与IOException（其他异常）

Error类：描述Java运行时系统内部错误和资源耗尽错误。 RuntimeException类：编程错误。例如数组越界访问、错误的强制类型转换、访问null指针等。

IOException类：其他异常。例如打开不存在的文件等等。

对于Error异常，我们无能为力；而对于RuntimeException异常，我们要做的是预防而非处理，譬如在程序中写好检测数组下标是否越界的代码、在使用变量前检测它是否为null；我们重点处理的对象是IOException异常。

鉴于上述特性，Error与RuntimeException异常在Java语言规范中被称为非检查型异常；IOException称为检查型异常。编译器只会帮助你检查是否为所有的检查型异常提供了异常处理器。

三、处理检查型异常之方法一：声明与抛出

如果你知道一个方法会产生某种（或多种）检查型异常，但又不想处理这个异常（或无法处理），可以选择仅声明该类异常，将异常的处理交由调用这个方法的人。

具体的操作方式为：在方法名称后面加上 throws + 异常类型，程序中如果真的遇到了这种异常，则 throw + 异常类的对象抛出异常。

String readData(Scanner in) throws EOFException

{

...

while(...)

{

if(!in.hasNext())

{

if(n < len)//遇见EOFException异常

{

throw new EOFException();//抛出异常

}

...

}

return s;

}

}

声明异常时请注意：

如果一个方法可能抛出多个检查型异常，则必须列出所有的检查型的异常类。（否则编译器会发出一个错误消息）

public void read(String filename) throws FileNotFoundException， EOFException

如果子类覆盖了父类中的一个方法，则子类中该方法对异常的声明范围不能超过父类（即子类中覆盖的方法要么抛出更具体的异常，要么不抛出异常）。

如果一个方法声明它会抛出一个异常，那么这个方法抛出的异常可能属于这个类，也可能属于这个类的子类。

抛出异常时请注意：

如果一个方法调用了抛出检查型异常的方法，这个方法要么处理这个异常（怎么处理标题五会详细介绍），要么继续传递这个异常（即继续throws）。

如果一个方法是覆盖了超类中的方法，并且在超类中这个方法没有抛出异常，那么你别无选择，必须处理所有可能发生的检查型异常（因为子类中的覆盖方法抛出范围不得超过父类）。

四、定义自己的异常类

标题三中的处理方法虽然简便，但有一个很大的缺点：你必须找到一个合适的可能触发的异常类别，才能将其抛出。于是我们想，可不可以自己定义一个异常类别，这样即使我们找不到合适的异常类，也可以将其抛出？

通常让自定义的类继承于Exception类或者IOException类，并且按照习惯，任何异常类都至少需要包含两个构造器，一个是默认构造器，另一个是包含有详细描述信息的构造器（方便调试）。

举例：

class FileFormatException extends IOException//自定义异常类

{

public FileFormatException(){}

public FileFormarException(String gripe)

{

super(gripe);

}

}

String readData(BufferedReader in) throw FileFormatException//声明自定义的异常

{

...

while(...)

{

if(ch == -1)

{

if(n < len) throw new FileFormatException();//抛出自定义的异常

}

}

}

五、处理检查型异常之方法二：try-catch-finally捕获异常

现在让我们回到引例上来：

public void read(String filename)

{

try

{

var in = new FileInputStream(filename);

int b;

while((b = in.read()) != -1)

{

...

}

}

catch(IOException exception)

{

...

}

}

小知识：“如果发生了某个异常，但没有被捕获，程序就会终止，并在控制台上打印一个消息，其中包括这个异常的类型和一个堆栈轨迹。”

引例中完成的是一个最简单的 try-catch 语句，现在我们来分析一下不同情况下程序相应的执行情况：

如果 try 中出现了一个异常，且该异常被成功捕获（在上例中即异常类型刚好为catch中的IOException类型）。则程序会跳过 try 中其余代码，接着执行 catch 子句中的代码。

如果 try 中出现了一个异常，且该异常未被成功捕获（即异常类型与catch中的异常类型不符）。则程序会立即退出。

如果 try 中未出现任何异常，将不会执行 catch 中的语句。

多 catch 捕获多个异常：

在一个try语句块中可以捕获多个异常类型，并对每个异常类型使用一个单独的 catch 子句。并且，自 Java 7之后，允许一个 catch 子句捕获多个异常类型。

try

{

...

}

catch(FileNotFoundException | UnknownHostException e)//一个catch捕获多个异常

{

...

}

catch(IOException e)//一个 try 语句块中多个 catch 语句

{

...

}

注意：

用一个catch捕获多个异常时，异常变量隐含为final变量，因此不允许为 e 赋于不同的值。

多个catch子块存在时，由于程序是由上往下依次捕捉，不允许将父类异常写在子类的上方。

catch语块中允许再次抛出异常（throw语句）

try-catch-finally语句：

假定这样一种情况，一个程序在 try 中使用了一些本地资源，而且这些资源必须在程序退出时进行清理。如果只用try-catch方法，那么每个catch语句中都要重复书写清理资源的代码，显得非常笨重且繁琐。现在，我们可以用finally语句来解决这个问题，它的特定是：不管异常有无被捕获，finally语句中的代码都会执行。功能是：确保资源被清理。

示例：在finally语句中关闭输出流

var in = new FileInputStream(...)

try

{

//1

可能发生异常的语句

//2

}

catch (IOException e)

{

//3

展示错误信息

//4

}

finally

{

//5

in.close();//关闭输出流

}

//6

现在我们来分析一下不同情况下程序相应的执行情况：

try 中代码未抛出异常。执行1256。

try 中代码抛出异常并且被捕获且 catch没有抛出异常。执行13456。

try 中代码抛出异常并且被捕获但 catch抛出异常。执行135。

try 中代码抛出异常但未被捕获。执行15。

总结一下，

执行6的条件是，走完了整个 try / catch块。

执行5的条件是，任何条件都会执行。

注意：

允许一个catch块都没有。

允许try / catch / finally子块中嵌套一个try-catch-finally块。

千万不要在finally子块中使用改变控制流的语句！（return，throw，break，continue）。因为finally的执行在try之后，整个方法返回之前，因此在finally子块中改变控制流将会覆盖 try 中的结果。（这个结果可以是一个return值，也可以是一个异常）。

六、额外补充之try-with-Resources语句

Java中存在一个AutoCloseable接口

public interface AutoCloseable

{

void close() throws Exception;

}

假定资源属于一个实现了AutoCloseable接口的类，那么处理异常时可以不需要finally子块。因为该资源无论是正常退出或产生异常，都会自动调用close方法，代替了finally子块。

带资源的try语句通用格式：

try(Resources res = ...)

{

work with Resources;

}

举例如下：

try(var in = new Scanner(...))

{

while(in.hashNext()) System.out.println(in.next());

}//无论 try块怎么样退出，都会执行 in.close();

这种方式使得代码看起来更加简洁。

请注意：

try-with-Resources语句允许有catch / finally子句。它们会在资源关闭后再执行。

最后的最后，希望提醒大家，捕获异常虽然方便，但会极大的延长程序运行的时间，因此，只在必要条件下使用异常。

总结

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