白話Java進階特性之異常

白話Java進階特性之異常

對於本文的內容，屬於基礎知識研究範疇，切勿以為讀完此文就能將異常知識掌握到家。切記：操千曲而後曉聲，觀千劍而後識器，所以我覺得沒有大量的源碼閱讀經驗，你很難知道什麼時候需要自訂異常，什麼時候需要拋出異常。

 

異常機制概述

 

異常機制是指當程式出現錯誤後，程式如何處理。具體來說，異常機制提供了程式退出的安全通道。當出現錯誤後，程式執行的流程發生改變，程式的控制權轉移到異常處理器。

異常處理的流程

當程式中拋出一個異常後，程式從程式中導致異常的代碼處跳出，java虛擬機器檢測尋找和try關鍵字匹配的處理該異常的catch塊，如果找到，將控制權交到catch塊中的代碼，然後繼續往下執行程式，try塊中發生異常的代碼不會被重新執行。如果沒有找到處理該異常的catch塊，在所有的finally塊代碼被執行和當前線程的所屬的ThreadGroup的uncaughtException方法被調用後，遇到異常的當前線程被中止。

先說說異常處理技術帶來的好處

異常處理比傳統的錯誤管理技術更具優勢。使用異常處理可以將錯誤錯誤碼與正常代碼分開。在傳統的編程技術中，錯誤的檢測，報告和處理代碼往往會是程式的處理邏輯變得異常繁瑣複雜。

 

異常的結構

 

異常的繼承結構：Throwable為基類，Error和Exception繼承Throwable，RuntimeException和IOException等繼承Exception。Error和RuntimeException及其子類成為未檢查異常（unchecked），其它異常成為已檢查異常（checked）。

對於讀取檔案的readFile（）方法，其處理邏輯的虛擬碼如下。

readFile{

開啟檔案；

得到檔案的長度；

分配足夠大的記憶體空間。

讀取檔案內容到記憶體中。

關閉檔案。

}

上述邏輯雖然簡單，但是卻忽略了對可能出現的錯誤處理。

使用異常處理技術之後的偽碼

readFile{

try{

開啟檔案；

得到檔案的長度；

分配足夠大的記憶體空間。

讀取檔案內容到記憶體中。

關閉檔案。

 

}catch（檔案開啟失敗）{

//dosomething

}

Catch（讀取檔案床都失敗）{

//dosomething

 

}

Catch（分配記憶體空間失敗）{

//dosomething

 

}

Catch（讀取檔案內容失敗）{

//dosomething

 

}

Catch（關閉檔案見失敗）{

//dosomething

 

}

 

}

採用異常處理技術時分別在不同的地方編寫正常的代碼和錯誤的處理代碼。雖安異常處理技術並沒有減少程式員進行錯誤處理的工作量，但可以協助程式員將錯誤處理工作群組織的更加有效。

 

異常處理機制：

1， 捕獲異常

2， 聲明拋出異常

 

　　java.lang.Exception類是Java中所有異常的直接或間接父類。即Exception類是所有異常的根類。

　　比如程式：　

 

public class ExceptionTest

{

public static void main(String[] args)

{

int a =3;

int b =0;

int c = a/ b;

System.out.println(c);

}

}

 

 

　　編譯通過，執行時結果：

　　Exception inthread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero

　　at com.learnjava.exception.ExceptionTest.main(ExceptionTest.java:9)

　　因為除數為0，所以引發了算數異常。

 

　　比較常見的異常還有這種：null 指標異常

　　java.lang.NullPointerException是null 指標異常，出現該異常的原因在於某個引用為null，但卻調用了它的某個方法，這時就會出現該異常。

 

Java中的異常分為兩大類：

　　1.Checked Exception（非RuntimeException）

　　2.Unchecked Exception（Runtime Exception）

運行時異常

　　RuntimeException類是Exception類的子類，它叫做運行時異常，Java中的所有運行時異常都會直接或者間接地繼承自RuntimeException類。

　　Java中凡是繼承自Exception，而不繼承自RuntimeException類的異常都是非運行時異常。

 

異常處理的一般結構

 

try

{

// 可能發生異常的代碼

　　// 如果發生了異常，那麼異常之後的代碼都不會被執行

}

catch (Exception e)

{

// 異常處理代碼

}

finally

{

// 不管有沒有發生異常，finally語句塊都會被執行

}

 

　　比如本文最開始的除法運算代碼，加入異常處理之後：　

 

public class ExceptionTest

{

public static void main(String[] args)

{

int c =0;

try

{

int a =3;

int b = 0;

 

// 這塊代碼出現了異常

c = a / b;

 

// 那麼異常之後的代碼都不會被執行

System.out.println("HelloWorld");

}

catch(ArithmeticException e)

{

e.printStackTrace();

}

finally

{

//不管有沒有發生異常，finally語句塊都會被執行

System.out.println("Welcome");

}

 

System.out.println(c);

// 當b為0時，有異常，輸出為c的初始值0

}

}

 

 

多個catch

　　一個try後面可以跟多個catch，但不管多少個，最多隻會有一個catch塊被執行。

 

異常處理方法

　　對於非運行時異常（checkedexception），必須要對其進行處理，否則無法通過編譯。

　　處理方式有兩種：

　　1.使用try..catch..finally進行捕獲；

　　2.在產生異常的方法聲明後面寫上throws 某一個Exception類型，如throws Exception，將異常拋出到外面一層去。

　　對非運行時異常的處理詳見代碼例子：

　　處理方式1：將異常捕獲

 

 

public class ExceptionTest2

{

public void method() throwsException // 將異常拋出，由調用這個方法的方法去處理這個異常,如果main方法也將異常拋出，則交給Java虛擬機器來處理

{

System.out.println("HelloWorld");

 

// 拋出異常

throw new Exception();

}

 

public static void main(String[] args)

{

ExceptionTest2 test = new ExceptionTest2();

 

try

{

test.method();

}

catch (Exception e)

{

e.printStackTrace();

}

finally

{

System.out.println("Welcome");

}

 

 

}

 

}

 

　　處理方式2：將異常繼續向外拋出

 

 

public class ExceptionTest2

{

public void method() throwsException // 將異常拋出，由調用這個方法的方法去處理這個異常,如果main方法也將異常拋出，則交給Java虛擬機器來處理

{

System.out.println("HelloWorld");

 

// 拋出異常

throw new Exception();

}

 

public static void main(String[] args) throwsException // main方法選擇將異常繼續拋出

{

ExceptionTest2 test = new ExceptionTest2();

 

test.method(); // main方法需要對異常進行處理

 

// 執行結果：

// Hello World

// Exception in thread "main"java.lang.Exception

// atcom.learnjava.exception.ExceptionTest2.method(ExceptionTest2.java:10)

// atcom.learnjava.exception.ExceptionTest2.main(ExceptionTest2.java:17)

}

 

}

 

 

　　對於運行時異常（runtimeexception），可以對其進行處理，也可以不處理。推薦不對運行時異常進行處理。

 

自訂異常

　　所謂自訂異常，通常就是定義一個類，去繼承Exception類或者它的子類。因為異常必須直接或者間接地繼承自Exception類。

　　通常情況下，會直接繼承自Exception類，一般不會繼承某個運行時的異常類。

　　自訂異常可以用於處理使用者登入錯誤，使用者輸入錯誤提示等。

　　自訂異常的例子：

　　自訂一個異常類型：　

 

public class MyException extendsException

{

public MyException()

{

super();

}

public MyException(String message)

{

super(message);

}

}

 

　　一種異常處理方式：

 

 

public class ExceptionTest4

{

 

public void method(String str) throwsMyException

{

if(null == str)

{

throw new MyException("傳入的字串參數不能為null！");

}

else

{

System.out.println(str);

}

}

 

public static void main(String[] args) throwsMyException //異常處理方式1，不斷向外拋出

{

ExceptionTest4 test = new ExceptionTest4();

test.method(null);

}

}

 

　　另一種異常處理方式：

 

 

public class ExceptionTest4

{

 

public void method(String str) throwsMyException

{

if (null == str)

{

throw new MyException("傳入的字串參數不能為null！");

}

else

{

System.out.println(str);

}

}

 

public static void main(String[] args)

{

//異常處理方式2，採用try...catch語句

try

{

ExceptionTest4 test = new ExceptionTest4();

test.method(null);

 

}

catch(MyException e)

{

e.printStackTrace();

}

finally

{

System.out.println("程式處理完畢");

}

 

}

}

 

 

　　前面說過，可以有多個catch塊，去捕獲不同的異常，真正執行的時候最多隻進入一個catch塊。

　　下面這個例子，定義了兩種自訂的異常類型：

 

 

public class MyException extendsException

{

 

public MyException()

{

super();

}

 

public MyException(String message)

{

super(message);

}

}

 

 

public class MyException2 extends Exception

{

public MyException2()

{

super();

}

public MyException2(String message)

{

super(message);

}

 

}

 

 

public class ExceptionTest4

{

 

public void method(String str) throwsMyException, MyException2

{

if (null == str)

{

throw new MyException("傳入的字串參數不能為null！");

}

else if ("hello".equals(str))

{

throw new MyException2("傳入的字串不能為hello");

}

else

{

System.out.println(str);

}

}

 

public static void main(String[] args)

{

// 異常處理方式2，採用try...catch語句

try

{

ExceptionTest4 test = new ExceptionTest4();

test.method(null);

 

}

catch (MyExceptione)

{

System.out.println("進入到MyException catch塊");

e.printStackTrace();

}

catch(MyException2 e)

{

System.out.println("進入到MyException2 catch塊");

e.printStackTrace();

}

finally

{

System.out.println("程式處理完畢");

}

 

}

}

 

 

　　我們可以使用多個catch塊來捕獲異常，這時需要將父類型的catch塊放到子類型的catch塊之後，這樣才能保證後續的catch塊可能被執行，否則子類型的catch塊將永遠無法到達，Java編譯器會報錯。

　　如果異常類型是獨立的，那麼它們的前後順序沒有要求。

　　如對上面的代碼進行改動後，如下列出：

 

 

public class ExceptionTest4

{

 

public void method(String str) throwsException // 也可以聲明Exception，只要聲明的可以涵蓋所有拋出的異常即可

{

if (null == str)

{

throw new MyException("傳入的字串參數不能為null！");

}

else if ("hello".equals(str))

{

throw new MyException2("傳入的字串不能為hello");

}

else

{

System.out.println(str);

}

}

 

public static void main(String[] args)

{

// 異常處理方式2，採用try...catch語句

try

{

ExceptionTest4 test = new ExceptionTest4();

test.method(null);

 

}

catch(MyException e)

{

System.out.println("進入到MyException catch塊");

e.printStackTrace();

}

catch(MyException2 e)

{

System.out.println("進入到MyException2 catch塊");

e.printStackTrace();

}

catch (Exceptione)

{

//雖然需要加上，但是這塊代碼不會被執行，只是為了編譯成功

System.out.println("進入到MyException catch塊");

e.printStackTrace();

//如果去掉前面兩個catch塊或其中之一，則發生該異常時就會進入此catch塊

//catch塊的匹配是按照從上到下的順序，所以這個塊如果放在最前面就會捕獲所有的異常，後面的塊永遠不會執行，這時候會提示編譯錯誤

}

finally

{

System.out.println("程式處理完畢");

}

 

}

}

 

 

面試常考題型

　　try塊中的退出語句

　　雖然實際開發中不會遇到這樣的情況，但是筆試面試時有關異常經常會問到如下情況:

 

 

public class ExceptionTest5

{

 

public void method()

{

try

{

System.out.println("進入到try塊");

 

//return;

//會先執行finally塊再返回

 

//虛擬機器退出

//System.exit(0);

//不會執行finally塊中的語句，直接退出

}

catch(Exception e)

{

System.out.println("異常發生了！");

 

}

finally

{

System.out.println("進入到finally塊");

 

}

 

System.out.println("後續代碼");

 

}

 

public static void main(String[] args)

{

ExceptionTest5 test = new ExceptionTest5();

test.method();

}

}

 

 

 

　　說明try塊中有return語句時，仍然會首先執行finally塊中的語句，然後方法再返回。

　　如果try塊中存在System.exit(0);語句，那麼就不會執行finally塊中的代碼，因為System.exit(0)會終止當前啟動並執行Java虛擬機器，程式會在虛擬機器終止前結束執行。

好啦，以上就是我對java異常的總結。