java異常(Exception)處理機制詳解
一． 異常的定義
在《Java編程思想》中這樣定義 異常：阻止當前方法或作用域繼續(xù)執(zhí)行的問題。雖然java中有異常處理機制，但是要明確一點，決不應該用"正常"的態(tài)度來看待異常。絕對一點說異常就是某種意義上的錯誤，就是問題，它可能會導致程序失敗。之所以java要提出異常處理機制，就是要告訴開發(fā)人員，你的程序出現(xiàn)了不正常的情況，請注意。
記得當初學習java的時候，異?？偸歉悴惶宄?，不知道這個異常是什么意思，為什么會有這個機制？但是隨著知識的積累逐漸也對異常有一點感覺了。舉一個例子來說明一下異常的用途。
public class Calculator
{
public int devide(int num1,
int num2)
{
//判斷除數(shù)是否為0
if(num2
== 0)
{
throw new IllegalArgumentException("除數(shù)不能為零");
}
return num1/num2;
}
}
看一下這個類中關于除運算的方法，如果你是新手你可能會直接返回計算結果，根本不去考慮什么參數(shù)是否正確，是否合法（當然可以原諒，誰都是這樣過來的）。但是我們應盡可能的考慮周全，把可能導致程序失敗的"苗頭"扼殺在搖籃中，所以進行參數(shù)的合法性檢查就很有必要了。其中執(zhí)行參數(shù)檢查拋出來的那個參數(shù)非法異常，這就屬于這個方法的不正常情況。正常情況下我們會正確的使用計算器，但是不排除粗心大意把除數(shù)賦值為0。如果你之前沒有考慮到這種情況，并且恰巧用戶數(shù)學基礎不好，那么你完了。但是如果你之前考慮到了這種情況，那么很顯然錯誤已在你的掌控之中。
二． 異常掃盲行動
今天和別人聊天時看到一個笑話：世界上最真情的相依，是你在try我在catch。無論你發(fā)神馬脾氣，我都默默承受，靜靜處理。 大多數(shù)新手對java異常的感覺就是：try...catch...。沒錯，這是用的最多的，也是最實用的。我的感覺就是：java異常是從"try...catch..."走來。
首先來熟悉一下java的異常體系：
Throwable 類是 Java 語言中所有錯誤或異常的超類（這就是一切皆可拋的東西）。它有兩個子類：Error和Exception。
Error：用于指示合理的應用程序不應該試圖捕獲的嚴重問題。這種情況是很大的問題，大到你不能處理了，所以聽之任之就行了，你不用管它。比如說VirtualMachineError：當 Java 虛擬機崩潰或用盡了它繼續(xù)操作所需的資源時，拋出該錯誤。好吧，就算這個異常的存在了，那么應該何時，如何處理它呢？？交給JVM吧，沒有比它更專業(yè)的了。
Exception：它指出了合理的應用程序想要捕獲的條件。Exception又分為兩類：一種是CheckedException，一種是UncheckedException。這兩種Exception的區(qū)別主要是CheckedException需要用try...catch...顯示的捕獲，而UncheckedException不需要捕獲。通常UncheckedException又叫做RuntimeException?！秂ffective java》指出：對于可恢復的條件使用被檢查的異常（CheckedException），對于程序錯誤（言外之意不可恢復，大錯已經(jīng)釀成）使用運行時異常（RuntimeException）。
我們常見的RuntimeExcepiton有IllegalArgumentException、IllegalStateException、NullPointerException、IndexOutOfBoundsException等等。對于那些CheckedException就不勝枚舉了，我們在編寫程序過程中try...catch...捕捉的異常都是CheckedException。io包中的IOException及其子類，這些都是CheckedException。
三． 異常的使用
在異常的使用這一部分主要是演示代碼，都是我們平常寫代碼的過程中會遇到的（當然只是一小部分），拋磚引玉嗎！
例1. 這個例子主要通過兩個方法對比來演示一下有了異常以后代碼的執(zhí)行流程。
public static void testException1()
{
int[]
ints = new int[]
{ 1,
2,
3,
4 };
System.out.println("異常出現(xiàn)前");
try {
System.out.println(ints[4]);
System.out.println("我還有幸執(zhí)行到嗎");//
發(fā)生異常以后，后面的代碼不能被執(zhí)行
}
catch (IndexOutOfBoundsException
e) {
System.out.println("數(shù)組越界錯誤");
}
System.out.println("異常出現(xiàn)后");
}
/*output:
異常出現(xiàn)前
數(shù)組越界錯誤
4
異常出現(xiàn)后
*/
public static void testException2()
{
int[]
ints = new int[]
{ 1,
2,
3,
4 };
System.out.println("異常出現(xiàn)前");
System.out.println(ints[4]);
System.out.println("我還有幸執(zhí)行到嗎");//
發(fā)生異常以后，他后面的代碼不能被執(zhí)行
}
首先指出例子中的不足之處，IndexOutofBoundsException是一個非受檢異常，所以不用try...catch...顯示捕捉，但是我的目的是對同一個異常用不同的處理方式，看它會有什么不同的而結果（這里也就只能用它將就一下了）。異常出現(xiàn)時第一個方法只是跳出了try塊，但是它后面的代碼會照樣執(zhí)行的。但是第二種就不一樣了直接跳出了方法，比較強硬。從第一個方法中我們看到，try...catch...是一種"事務性"的保障，它的目的是保證程序在異常的情況下運行完畢，同時它還會告知程序員程序中出錯的詳細信息（這種詳細信息有時要依賴于程序員設計）。
例2. 重新拋出異常
public class Rethrow
{
public static void readFile(String
file) throws FileNotFoundException
{
try {
BufferedInputStream
in = new BufferedInputStream(new FileInputStream(file));
}
catch (FileNotFoundException
e) {
e.printStackTrace();
System.err.println("不知道如何處理該異常或者根本不想處理它，但是不做處理又不合適，這是重新拋出異常交給上一級處理");
//重新拋出異常
throw e;
}
}
public static void printFile(String
file) {
try {
readFile(file);
}
catch (FileNotFoundException
e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[]
args) {
printFile("D:/file");
}
}
異常的本意是好的，讓我們試圖修復程序，但是現(xiàn)實中我們修復的幾率很小，我們很多時候就是用它來記錄出錯的信息。如果你厭倦了不停的處理異常，重新拋出異常對你來說可能是一個很好的解脫。原封不動的把這個異常拋給上一級，拋給調用這個方法的人，讓他來費腦筋吧。這樣看來，java異常（當然指的是受檢異常）又給我們平添很多麻煩，盡管它的出發(fā)點是好的。
例3. 異常鏈的使用及異常丟失
定義三個異常類：ExceptionA,ExceptionB,ExceptionC
public class ExceptionA
extends Exception
{
public ExceptionA(String
str) {
super();
}
}
public class ExceptionB
extends ExceptionA
{
public ExceptionB(String
str) {
super(str);
}
}
public class ExceptionC
extends ExceptionA
{
public ExceptionC(String
str) {
super(str);
}
}
異常丟失的情況：
public class NeverCaught
{
static void f()
throws ExceptionB{
throw new ExceptionB("exception
b");
}
static void g()
throws ExceptionC
{
try {
f();
}
catch (ExceptionB
e) {
ExceptionC
c = new ExceptionC("exception
a");
throw c;
}
}
public static void main(String[]
args) {
try {
g();
}
catch (ExceptionC
e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/*
exception.ExceptionC
at
exception.NeverCaught.g(NeverCaught.java:12)
at
exception.NeverCaught.main(NeverCaught.java:19)
*/
為什么只是打印出來了ExceptionC而沒有打印出ExceptionB呢？這個還是自己分析一下吧！
上面的情況相當于少了一種異常，這在我們排錯的過程中非常的不利。那我們遇到上面的情況應該怎么辦呢？這就是異常鏈的用武之地：保存異常信息，在拋出另外一個異常的同時不丟失原來的異常。
public class NeverCaught
{
static void f()
throws ExceptionB{
throw new ExceptionB("exception
b");
}
static void g()
throws ExceptionC
{
try {
f();
}
catch (ExceptionB
e) {
ExceptionC
c = new ExceptionC("exception
a");
//異常連
c.initCause(e);
throw c;
}
}
public static void main(String[]
args) {
try {
g();
}
catch (ExceptionC
e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/*
exception.ExceptionC
at
exception.NeverCaught.g(NeverCaught.java:12)
at
exception.NeverCaught.main(NeverCaught.java:21)
Caused
by: exception.ExceptionB
at
exception.NeverCaught.f(NeverCaught.java:5)
at
exception.NeverCaught.g(NeverCaught.java:10)
...
1 more
*/
這個異常鏈的特性是所有異常均具備的，因為這個initCause()方法是從Throwable繼承的。
例4. 清理工作
清理工作對于我們來說是必不可少的，因為如果一些消耗資源的操作，比如IO,JDBC。如果我們用完以后沒有及時正確的關閉，那后果會很嚴重，這意味著內存泄露。異常的出現(xiàn)要求我們必須設計一種機制不論什么情況下，資源都能及時正確的清理。這就是finally。
public void readFile(String
file) {
BufferedReader
reader = null;
try {
reader
= new BufferedReader(new InputStreamReader(
new FileInputStream(file)));
//
do some other work
}
catch (FileNotFoundException
e) {
e.printStackTrace();
}
finally {
try {
reader.close();
}
catch (IOException
e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
例子非常的簡單，是一個讀取文件的例子。這樣的例子在JDBC操作中也非常的常見。（所以，我覺得對于資源的及時正確清理是一個程序員的基本素質之一。）
Try...finally結構也是保證資源正確關閉的一個手段。如果你不清楚代碼執(zhí)行過程中會發(fā)生什么異常情況會導致資源不能得到清理，那么你就用try對這段"可疑"代碼進行包裝，然后在finally中進行資源的清理。舉一個例子：
public void readFile()
{
BufferedReader
reader = null;
try {
reader
= new BufferedReader(new InputStreamReader(
new FileInputStream("file")));
//
do some other work
//close
reader
reader.close();
}
catch (FileNotFoundException
e) {
e.printStackTrace();
}
catch (IOException
e) {
e.printStackTrace();
}
}
我們注意一下這個方法和上一個方法的區(qū)別，下一個人可能習慣更好一點，及早的關閉reader。但是往往事與愿違，因為在reader.close()以前異常隨時可能發(fā)生，這樣的代碼結構不能預防任何異常的出現(xiàn)。因為程序會在異常出現(xiàn)的地方跳出，后面的代碼不能執(zhí)行（這在上面應經(jīng)用實例證明過）。這時我們就可以用try...finally來改造：
public void readFile()
{
BufferedReader
reader = null;
try {
try {
reader
= new BufferedReader(new InputStreamReader(
new FileInputStream("file")));
//
do some other work
//
close reader
}
finally {
reader.close();
}
}
catch (FileNotFoundException
e) {
e.printStackTrace();
}
catch (IOException
e) {
e.printStackTrace();
}
}
及早的關閉資源是一種良好的行為，因為時間越長你忘記關閉的可能性越大。這樣在配合上try...finally就保證萬無一失了(不要嫌麻煩，java就是這么中規(guī)中矩)。
再說一種情況，假如我想在構造方法中打開一個文件或者創(chuàng)建一個JDBC連接，因為我們要在其他的方法中使用這個資源，所以不能在構造方法中及早的將這個資源關閉。那我們是不是就沒轍了呢？答案是否定的?？匆幌孪旅娴睦樱?/p>
public class ResourceInConstructor
{
BufferedReader
reader = null;
public ResourceInConstructor()
{
try {
reader
= new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("")));
}
catch (FileNotFoundException
e) {
e.printStackTrace();
}
}
public void readFile()
{
try {
while(reader.readLine()!=null)
{
//do
some work
}
}
catch (IOException
e) {
e.printStackTrace();
}
}
public void dispose()
{
try {
reader.close();
}
catch (IOException
e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
這一部分講的多了一點，但是異常確實是看起來容易用起來難的東西呀，java中還是有好多的東西需要深挖的。
四． 異常的誤用
對于異常的誤用著實很常見，上一部分中已經(jīng)列舉了幾個，大家仔細的看一下。下面再說兩個其他的。
例1. 用一個Exception來捕捉所有的異常，頗有"一夫當關萬夫莫開"的氣魄。不過這也是最傻的行為。
public void readFile(String
file) {
BufferedReader
reader = null;
Connection
conn = null;
try {
reader
= new BufferedReader(new InputStreamReader(
new FileInputStream(file)));
//
do some other work
conn
= DriverManager.getConnection("");
//...
}
catch (Exception
e) {
e.printStackTrace();
}
finally {
try {
reader.close();
conn.close();
}
catch (Exception
e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
從異常角度來說這樣嚴格的程序確實是萬無一失，所有的異常都能捕獲。但是站在編程人員的角度，萬一這個程序出錯了我們該如何分辨是到底是那引起的呢，IO還是JDBC...所以，這種寫法很值得當做一個反例。大家不要以為這種做法很幼稚，傻子才會做。我在公司實習時確實看見了類似的情況：只不過是人家沒有用Exception而是用了Throwable。
例2. 這里就不舉例子了，上面的程序都是反例。異常是程序處理意外情況的機制，當程序發(fā)生意外時，我們需要盡可能多的得到意外的信息，包括發(fā)生的位置，描述，原因等等。這些都是我們解決問題的線索。但是上面的例子都只是簡單的printStackTrace()。如果我們自己寫代碼，就要盡可能多的對這個異常進行描述。比如說為什么會出現(xiàn)這個異常，什么情況下會發(fā)生這個異常。如果傳入方法的參數(shù)不正確，告知什么樣的參數(shù)是合法的參數(shù)，或者給出一個sample。
例3. 將try block寫的簡短，不要所有的東西都扔在這里，我們盡可能的分析出到底哪幾行程序可能出現(xiàn)異常，只是對可能出現(xiàn)異常的代碼進行try。盡量為每一個異常寫一個try...catch，避免異常丟失。在IO操作中，一個IOException也具有"一夫當關萬夫莫開"的氣魄。
五．總結
總結非常簡單，不要為了使用異常而使用異常。異常是程序設計的一部分，對它的設計也要考究點。
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