聊聊Java中的異常及處理

作者：良許Linux 2020-07-02 22:42:18

在編程中異常報錯是不可避免的。特別是在學習某個語言初期，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)的非正常現(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。異常機制本質就是當程序出現(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是采用面向對象的方式來處理異常的。處理過程：

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，尋找相應的代碼來處理該異常。JRE在方法的調用棧中查找，從生成異常的方法開始回溯，直到找到相應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。看看它的家族長什么樣。

聊聊Java中的異常及處理

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，表示運行應用程序中較嚴重問題，系統(tǒng)JVM已經(jīng)處于不可恢復的崩潰狀態(tài)中。例如，說內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常”。

比如以下常見的幾種異常：

ArithmeticException異常

int b=0; 
System.out.println(1/b); 
//解決： 
  if(b!=0){ 
     System.out.println(1/b); 
  }

NumberFormatException異常

String str = "1234abcf"; 
System.out.println(Integer.parseInt(str)); 
//解決：  
Pattern p = Pattern.compile("^\\d+$"); 
Matcher m = p.matcher(str); 
if (m.matches()) { // 如果str匹配代表數(shù)字的正則表達式,才會轉換 
    System.out.println(Integer.parseInt(str)); 
}

ClassCastException異常

Animal a=new Dog(); 
Cat c=(Cat)a; 
//解決：     
if (a instanceof Cat) { 
    Cat c = (Cat) a; 
}

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)生時依次存留在調用棧中的方法的集合。當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。當運行時系統(tǒng)遍歷調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“已檢查異常”，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。當異常處理的代碼執(zhí)行結束以后，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)結束程序運行。針對這個特性，所以我們通常在finally中關閉程序塊已打開的資源，比如：關閉文件流、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。

public class Test { 
    public static void main(String[]args) { 
       System.out.println(new Test().test());; 
    } 
    static int test(){ 
       int x = 1; 
       try{ 
          retun x; 
       }finally{ 
          System.out.print("jdbk"+ ++x); 
       } 
    } 
} 
// 問輸出結果？

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，當前方法并不需要處理發(fā)生的異常，而是向上傳遞給調用它的方法處理。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。

public static void readFile(String fileName) throws FileNotFoundException,IOException { 
}

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該包含2個構造器：一個是默認的構造器，另一個是帶有詳細信息的構造器。這里舉一個例子。

/**IllegalAgeException：非法年齡異常，繼承Exception類*/ 
class IllegalAgeException extends Exception { 
    //默認構造器 
    public IllegalAgeException() { 
 
    } 
    //帶有詳細信息的構造器，信息存儲在message中 
    public IllegalAgeException(String message) { 
        super(message); 
    } 
} 
 
   public void setAge(int age) throws IllegalAgeException { 
        if (age < 0) { 
            throw new IllegalAgeException("人的年齡不應該為負數(shù)"); 
        } 
        this.age = age; 
    }

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---應該將整個任務包裝在一個try語句塊中。
異常往往在高層處理。

本文授權轉載自公眾號「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，歡迎關注!

責任編輯：趙寧寧來源：今日頭條

Java 異常編程