異常處理是程序設(shè)計中一個非常重要的方面,也是程序設(shè)計的一大難點,從C開始,你也許已經(jīng)知道如何用if...else...來控制異常了,也許是自發(fā)的,然而這種控制異常痛苦,同一個異?;蛘咤e誤如果多個地方出現(xiàn),那么你每個地方都要做相同處理,感覺相當(dāng)?shù)穆闊?Java語言在設(shè)計的當(dāng)初就考慮到這些問題,提出異常處理的框架的方案,所有的異常都可以用一個類型來表示,不同類型的異常對應(yīng)不同的子類異常(這里的異常包括錯誤概念),定義異常處理的規(guī)范,在1.4版本以后增加了異常鏈機制,從而便于跟蹤異常!這是Java語言設(shè)計者的高明之處,也是Java語言中的一個難點,下面是我對Java異常知識的一個總結(jié),也算是資源回收一下。
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一、Java異常的基礎(chǔ)知識
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。 有些異常需要做處理,有些則不需要捕獲處理,后面會詳細講到。 天有不測風(fēng)云,人有旦夕禍福,Java的程序代碼也如此。在編程過程中,首先應(yīng)當(dāng)盡可能去避免錯誤和異常發(fā)生,對于不可避免、不可預(yù)測的情況則在考慮異常發(fā)生時如何處理。 Java中的異常用對象來表示。Java對異常的處理是按異常分類處理的,不同異常有不同的分類,每種異常都對應(yīng)一個類型(class),每個異常都對應(yīng)一個異常(類的)對象。 異常類從哪里來?有兩個來源,一是Java語言本身定義的一些基本異常類型,二是用戶通過繼承Exception類或者其子類自己定義的異常。Exception 類及其子類是 Throwable 的一種形式,它指出了合理的應(yīng)用程序想要捕獲的條件。 異常的對象從哪里來呢?有兩個來源,一是Java運行時環(huán)境自動拋出系統(tǒng)生成的異常,而不管你是否愿意捕獲和處理,它總要被拋出!比如除數(shù)為0的異常。二是程序員自己拋出的異常,這個異??梢允浅绦騿T自己定義的,也可以是Java語言中定義的,用throw 關(guān)鍵字拋出異常,這種異常常用來向調(diào)用者匯報異常的一些信息。 異常是針對方法來說的,拋出、聲明拋出、捕獲和處理異常都是在方法中進行的。 Java異常處理通過5個關(guān)鍵字try、catch、throw、throws、finally進行管理?;具^程是用try語句塊包住要監(jiān)視的語句,如果在try語句塊內(nèi)出現(xiàn)異常,則異常會被拋出,你的代碼在catch語句塊中可以捕獲到這個異常并做處理;還有以部分系統(tǒng)生成的異常在Java運行時自動拋出。你也可以通過throws關(guān)鍵字在方法上聲明該方法要拋出異常,然后在方法內(nèi)部通過throw拋出異常對象。finally語句塊會在方法執(zhí)行return之前執(zhí)行,一般結(jié)構(gòu)如下: try{ 程序代碼 }catch(異常類型1 異常的變量名1){ 程序代碼 }catch(異常類型2 異常的變量名2){ 程序代碼 }finally{ 程序代碼 } catch語句可以有多個,用來匹配多個異常,匹配上多個中一個后,執(zhí)行catch語句塊時候僅僅執(zhí)行匹配上的異常。catch的類型是Java語言中定義的或者程序員自己定義的,表示代碼拋出異常的類型,異常的變量名表示拋出異常的對象的引用,如果catch捕獲并匹配上了該異常,那么就可以直接用這個異常變量名,此時該異常變量名指向所匹配的異常,并且在catch代碼塊中可以直接引用。這一點非常非常的特殊和重要! Java異常處理的目的是提高程序的健壯性,你可以在catch和finally代碼塊中給程序一個修正機會,使得程序不因異常而終止或者流程發(fā)生以外的改變。同時,通過獲取Java異常信息,也為程序的開發(fā)維護提供了方便,一般通過異常信息就很快就能找到出現(xiàn)異常的問題(代碼)所在。 Java異常處理是Java語言的一大特色,也是個難點,掌握異常處理可以讓寫的代碼更健壯和易于維護。
二、Java異常類類圖
下面是這幾個類的層次圖: java.lang.Object java.lang.Throwable java.lang.Exception java.lang.RuntimeException java.lang.Error java.lang.ThreadDeath
下面四個類的介紹來自java api 文檔。
1、Throwable Throwable 類是 Java 語言中所有錯誤或異常的超類。只有當(dāng)對象是此類(或其子類之一)的實例時,才能通過 Java 虛擬機或者 Java throw 語句拋出。類似地,只有此類或其子類之一才可以是 catch 子句中的參數(shù)類型。 兩個子類的實例,Error 和 Exception,通常用于指示發(fā)生了異常情況。通常,這些實例是在異常情況的上下文中新近創(chuàng)建的,因此包含了相關(guān)的信息(比如堆棧跟蹤數(shù)據(jù))。
2、Exception Exception 類及其子類是 Throwable 的一種形式,它指出了合理的應(yīng)用程序想要捕獲的條件,表示程序本身可以處理的異常。
3、Error Error 是 Throwable 的子類,表示僅靠程序本身無法恢復(fù)的嚴重錯誤,用于指示合理的應(yīng)用程序不應(yīng)該試圖捕獲的嚴重問題。 在執(zhí)行該方法期間,無需在方法中通過throws聲明可能拋出但沒有捕獲的 Error 的任何子類,因為Java編譯器不去檢查它,也就是說,當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常時,即使沒有用try...catch語句捕獲它,也沒有用throws字句聲明拋出它,還是會編譯通過。
4、RuntimeException RuntimeException 是那些可能在 Java 虛擬機正常運行期間拋出的異常的超類。Java編譯器不去檢查它,也就是說,當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常時,即使沒有用try...catch語句捕獲它,也沒有用throws字句聲明拋出它,還是會編譯通過,這種異??梢酝ㄟ^改進代碼實現(xiàn)來避免。
5、ThreadDeath 調(diào)用 Thread 類中帶有零參數(shù)的 stop 方法時,受害線程將拋出一個 ThreadDeath 實例。 僅當(dāng)應(yīng)用程序在被異步終止后必須清除時才應(yīng)該捕獲這個類的實例。如果 ThreadDeath 被一個方法捕獲,那么將它重新拋出非常重要,因為這樣才能讓該線程真正終止。 如果沒有捕獲 ThreadDeath,則頂級錯誤處理程序不會輸出消息。 雖然 ThreadDeath 類是“正常出現(xiàn)”的,但它只能是 Error 的子類而不是 Exception 的子類,因為許多應(yīng)用程序捕獲所有出現(xiàn)的 Exception,然后又將其放棄。
以上是對有關(guān)異常API的一個簡單介紹,用法都很簡單,關(guān)鍵在于理解異常處理的原理,具體用法參看Java API文檔。
三、Java異常處理機制
對于可能出現(xiàn)異常的代碼,有兩種處理辦法: 第一、在方法中用try...catch語句捕獲并處理異常,catach語句可以有多個,用來匹配多個異常。例如: public void p(int x){ try{ ... }catch(Exception e){ ... }finally{ ... } }
第二、對于處理不了的異?;蛘咭D(zhuǎn)型的異常,在方法的聲明處通過throws語句拋出異常。例如: public void test1() throws MyException{ ... if(....){ throw new MyException(); } } 如果每個方法都是簡單的拋出異常,那么在方法調(diào)用方法的多層嵌套調(diào)用中,Java虛擬機會從出現(xiàn)異常的方法代碼塊中往回找,直到找到處理該異常的代碼塊為止。然后將異常交給相應(yīng)的catch語句處理。如果Java虛擬機追溯到方法調(diào)用棧最底部main()方法時,如果仍然沒有找到處理異常的代碼塊,將按照下面的步驟處理: 第一、調(diào)用異常的對象的printStackTrace()方法,打印方法調(diào)用棧的異常信息。 第二、如果出現(xiàn)異常的線程為主線程,則整個程序運行終止;如果非主線程,則終止該線程,其他線程繼續(xù)運行。 通過分析思考可以看出,越早處理異常消耗的資源和時間越小,產(chǎn)生影響的范圍也越小。因此,不要把自己能處理的異常也拋給調(diào)用者。 還有一點,不可忽視:finally語句在任何情況下都必須執(zhí)行的代碼,這樣可以保證一些在任何情況下都必須執(zhí)行代碼的可靠性。比如,在數(shù)據(jù)庫查詢異常的時候,應(yīng)該釋放JDBC連接等等。finally語句先于return語句執(zhí)行,而不論其先后位置,也不管是否try塊出現(xiàn)異常。finally語句唯一不被執(zhí)行的情況是方法執(zhí)行了System.exit()方法。System.exit()的作用是終止當(dāng)前正在運行的 Java 虛擬機。finally語句塊中不能通過給變量賦新值來改變return的返回值,也建議不要在finally塊中使用return語句,沒有意義還容易導(dǎo)致錯誤。
最后還應(yīng)該注意一下異常處理的語法規(guī)則: 第一、try語句不能單獨存在,可以和catch、finally組成 try...catch...finally、try...catch、try...finally三種結(jié)構(gòu),catch語句可以有一個或多個,finally語句最多一個,try、catch、finally這三個關(guān)鍵字均不能單獨使用。 第二、try、catch、finally三個代碼塊中變量的作用域分別獨立而不能相互訪問。如果要在三個塊中都可以訪問,則需要將變量定義到這些塊的外面。 第三、多個catch塊時候,Java虛擬機會匹配其中一個異常類或其子類,就執(zhí)行這個catch塊,而不會再執(zhí)行別的catch塊。 第四、throw語句后不允許有緊跟其他語句,因為這些沒有機會執(zhí)行。 第五、如果一個方法調(diào)用了另外一個聲明拋出異常的方法,那么這個方法要么處理異常,要么聲明拋出。
那怎么判斷一個方法可能會出現(xiàn)異常呢?一般來說,方法聲明的時候用了throws語句,方法中有throw語句,方法調(diào)用的方法聲明有throws關(guān)鍵字。
throw和throws關(guān)鍵字的區(qū)別 throw用來拋出一個異常,在方法體內(nèi)。語法格式為:throw 異常對象。 throws用來聲明方法可能會拋出什么異常,在方法名后,語法格式為:throws 異常類型1,異常類型2...異常類型n。
四、如何定義和使用異常類
1、使用已有的異常類,假如為IOException、SQLException。 try{ 程序代碼 }catch(IOException ioe){ 程序代碼 }catch(SQLException sqle){ 程序代碼 }finally{ 程序代碼 }
2、自定義異常類 創(chuàng)建Exception或者RuntimeException的子類即可得到一個自定義的異常類。例如: public class MyException extends Exception{ public MyException(){} public MyException(String smg){ super(smg); } }
3、使用自定義的異常 用throws聲明方法可能拋出自定義的異常,并用throw語句在適當(dāng)?shù)牡胤綊伋鲎远x的異常。例如: 在某種條件拋出異常 public void test1() throws MyException{ ... if(....){ throw new MyException(); } }
將異常轉(zhuǎn)型(也叫轉(zhuǎn)譯),使得異常更易讀易于理解 public void test2() throws MyException{ ... try{ ... }catch(SQLException e){ ... throw new MyException(); } }
還有一個代碼,很有意思: public void test2() throws MyException{ ... try { ... } catch (MyException e) { throw e; } }
這段代碼實際上捕獲了異常,然后又和盤托出,沒有一點意義,如果這樣還有什么好處理的,不處理就行了,直接在方法前用throws聲明拋出不就得了。異常的捕獲就要做一些有意義的處理。
五、運行時異常和受檢查異常
Exception類可以分為兩種:運行時異常和受檢查異常。 1、運行時異常 RuntimeException類及其子類都被稱為運行時異常,這種異常的特點是Java編譯器不去檢查它,也就是說,當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常時,即使沒有用try...catch語句捕獲它,也沒有用throws字句聲明拋出它,還是會編譯通過。例如,當(dāng)除數(shù)為零時,就會拋出java.lang.ArithmeticException異常。 2、受檢查異常 除了RuntimeException類及其子類外,其他的Exception類及其子類都屬于受檢查異常,這種異常的特點是要么用try...catch捕獲處理,要么用throws語句聲明拋出,否則編譯不會通過。 3、兩者的區(qū)別 運行時異常表示無法讓程序恢復(fù)運行的異常,導(dǎo)致這種異常的原因通常是由于執(zhí)行了錯誤的操作。一旦出現(xiàn)錯誤,建議讓程序終止。 受檢查異常表示程序可以處理的異常。如果拋出異常的方法本身不處理或者不能處理它,那么方法的調(diào)用者就必須去處理該異常,否則調(diào)用會出錯,連編譯也無法通過。當(dāng)然,這兩種異常都是可以通過程序來捕獲并處理的,比如除數(shù)為零的運行時異常: public class HelloWorld { public static void main(String[] args) { System.out.println("Hello World!!!"); try{ System.out.println(1/0); }catch(ArithmeticException e){ System.out.println("除數(shù)為0!"); } System.out.println("除數(shù)為零后程序沒有終止啊,呵呵!!!"); } }
運行結(jié)果:
Hello World!!! 除數(shù)為0! 除數(shù)為零后程序沒有終止啊,呵呵!!!
4、運行時錯誤 Error類及其子類表示運行時錯誤,通常是由Java虛擬機拋出的,JDK中與定義了一些錯誤類,比如VirtualMachineError 和OutOfMemoryError,程序本身無法修復(fù)這些錯誤.一般不去擴展Error類來創(chuàng)建用戶自定義的錯誤類。而RuntimeException類表示程序代碼中的錯誤,是可擴展的,用戶可以創(chuàng)建特定運行時異常類。 Error(運行時錯誤)和運行時異常的相同之處是:Java編譯器都不去檢查它們,當(dāng)程序運行時出現(xiàn)它們,都會終止運行。
5、最佳解決方案 對于運行時異常,我們不要用try...catch來捕獲處理,而是在程序開發(fā)調(diào)試階段,盡量去避免這種異常,一旦發(fā)現(xiàn)該異常,正確的做法就會改進程序設(shè)計的代碼和實現(xiàn)方式,修改程序中的錯誤,從而避免這種異常。捕獲并處理運行時異常是好的解決辦法,因為可以通過改進代碼實現(xiàn)來避免該種異常的發(fā)生。 對于受檢查異常,沒說的,老老實實去按照異常處理的方法去處理,要么用try...catch捕獲并解決,要么用throws拋出! 對于Error(運行時錯誤),不需要在程序中做任何處理,出現(xiàn)問題后,應(yīng)該在程序在外的地方找問題,然后解決。
六、異常轉(zhuǎn)型和異常鏈 異常轉(zhuǎn)型在上面已經(jīng)提到過了,實際上就是捕獲到異常后,將異常以新的類型的異常再拋出,這樣做一般為了異常的信息更直觀!比如: public void run() throws MyException{ ... try{ ... }catch(IOException e){ ... throw new MyException(); }finally{ ... } }
異常鏈,在JDK1.4以后版本中,Throwable類支持異常鏈機制。Throwable 包含了其線程創(chuàng)建時線程執(zhí)行堆棧的快照。它還包含了給出有關(guān)錯誤更多信息的消息字符串。最后,它還可以包含 cause(原因):另一個導(dǎo)致此 throwable 拋出的 throwable。它也稱為異常鏈 設(shè)施,因為 cause 自身也會有 cause,依此類推,就形成了異常鏈,每個異常都是由另一個異常引起的。 通俗的說,異常鏈就是把原始的異常包裝為新的異常類,并在新的異常類中封裝了原始異常類,這樣做的目的在于找到異常的根本原因。
通過Throwable的兩個構(gòu)造方法可以創(chuàng)建自定義的包含異常原因的異常類型: Throwable(String message, Throwable cause) 構(gòu)造一個帶指定詳細消息和 cause 的新 throwable。 Throwable(Throwable cause) 構(gòu)造一個帶指定 cause 和 (cause==null ? null :cause.toString())(它通常包含類和 cause 的詳細消息)的詳細消息的新 throwable。 getCause() 返回此 throwable 的 cause;如果 cause 不存在或未知,則返回 null。 initCause(Throwable cause) 將此 throwable 的 cause 初始化為指定值。 在Throwable的子類Exception中,也有類似的指定異常原因的構(gòu)造方法: Exception(String message, Throwable cause) 構(gòu)造帶指定詳細消息和原因的新異常。 Exception(Throwable cause) 根據(jù)指定的原因和 (cause==null ? null : cause.toString()) 的詳細消息構(gòu)造新異常(它通常包含 cause 的類和詳細消息)。 因此,可以通過擴展Exception類來構(gòu)造帶有異常原因的新的異常類。
七、Java異常處理的原則和技巧
1、避免過大的try塊,不要把不會出現(xiàn)異常的代碼放到try塊里面,盡量保持一個try塊對應(yīng)一個或多個異常。 2、細化異常的類型,不要不管什么類型的異常都寫成Excetpion。 3、catch塊盡量保持一個塊捕獲一類異常,不要忽略捕獲的異常,捕獲到后要么處理,要么轉(zhuǎn)譯,要么重新拋出新類型的異常。 4、不要把自己能處理的異常拋給別人。 5、不要用try...catch參與控制程序流程,異??刂频母灸康氖翘幚沓绦虻姆钦G闆r。
內(nèi)存溢出不是異常,是Error,可以把Error當(dāng)做不可以捕捉的Exception(ThreadDeath除外),Error是程序無法處理的錯誤,一般由JVM處理,比如殺死該線程,不要試圖捕捉Error。
一旦出現(xiàn)內(nèi)存溢出錯誤,整個JVM就崩潰了,因此不存在捕獲的可能性。
沒有什么異常是必須捕獲的,因為不捕獲也是一種處理方式。如果不捕獲,異常會一直往上拋,直到拋給JVM,程序就異常終止了。
try
{
int
a
=
5/0;
}
catch(Exception
e)
{
System.out.println("除數(shù)為0!");
}
這就是處理異常了。當(dāng)被try住的代碼塊能導(dǎo)致程序異常終止時,程序會執(zhí)行catch中的代碼塊。這樣程序就是正常結(jié)束了。