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。

1. 所有的异常都是由Throwable类继承而来。
2. Throwable类的下一层有两个分支：Error类和Exception类
3. 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

到此这篇关于一篇文章解决Java异常处理的文章就介绍到这了,更多相关Java异常处理内容请搜索小牛知识库以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持小牛知识库！