java异常处理

Java异常处理总结

 

        异常处理是程序设计中一个很重要的方面，也是程序设计的一大难点，从C開始，你或许已经知道怎样用if...else...来控制异常了，或许是自发的，然而这样的控制异常痛苦，同一个异常或者错误假设多个地方出现，那么你每一个地方都要做同样处理，感觉相当的麻烦！

        Java语言在设计的当初就考虑到这些问题，提出异常处理的框架的方案，全部的异常都能够用一个类型来表示，不同类型的异常相应不同的子类异常（这里的异常包含错误概念），定义异常处理的规范，在1.4版本号以后添加了异常链机制，从而便于跟踪异常！这是Java语言设计者的高明之处，也是Java语言中的一个难点，以下是我对Java异常知识的一个总结，也算是资源回收一下。

一、Java异常的基础知识

 

        异常是程序中的一些错误，但并非全部的错误都是异常，而且错误有时候是能够避免的。比方说，你的代码少了一个分号，那么执行出来结果是提示是错误java.lang.Error；假设你用System.out.println(11/0)，那么你是由于你用0做了除数，会抛出java.lang.ArithmeticException的异常。

        有些异常须要做处理，有些则不须要捕获处理，后面会具体讲到。

        天有不測风云，人有旦夕祸福，Java的程序代码也如此。在编程过程中，首先应当尽可能去避免错误和异常发生，对于不可避免、不可预測的情况则在考虑异常发生时怎样处理。

        Java中的异经常使用对象来表示。Java对异常的处理是按异常分类处理的，不同异常有不同的分类，每种异常都相应一个类型（class），每一个异常都相应一个异常（类的）对象。

        异常类从哪里来？有两个来源，一是Java语言本身定义的一些基本异常类型，二是用户通过继承Exception类或者其子类自定义的异常。Exception 类及其子类是 Throwable 的一种形式，它指出了合理的应用程序想要捕获的条件。

        异常的对象从哪里来呢？有两个来源，一是Java执行时环境自己主动抛出系统生成的异常，而无论你是否愿意捕获和处理，它总要被抛出！比方除数为0的异常。二是程序猿自己抛出的异常，这个异常能够是程序猿自定义的，也能够是Java语言中定义的，用throw keyword抛出异常，这样的异经常常使用来向调用者汇报异常的一些信息。

        异常是针对方法来说的，抛出、声明抛出、捕获和处理异常都是在方法中进行的。

        Java异常处理通过5个keywordtry、catch、throw、throws、finally进行管理。基本过程是用try语句块包住要监视的语句，假设在try语句块内出现异常，则异常会被抛出，你的代码在catch语句块中能够捕获到这个异常并做处理；还有以部分系统生成的异常在Java运行时自己主动抛出。你也能够通过throwskeyword在方法上声明该方法要抛出异常，然后在方法内部通过throw抛出异常对象。finally语句块会在方法运行return之前运行，一般结构例如以下：
 try{
  程序代码
 }catch(异常类型1 异常的变量名1){
  程序代码
 }catch(异常类型2 异常的变量名2){
  程序代码
 }finally{
  程序代码
 }

        catch语句能够有多个，用来匹配多个异常，匹配上多个中一个后，运行catch语句块时候只运行匹配上的异常。catch的类型是Java语言中定义的或者程序猿自定义的，表示代码抛出异常的类型，异常的变量名表示抛出异常的对象的引用，假设catch捕获并匹配上了该异常，那么就能够直接用这个异常变量名，此时该异常变量名指向所匹配的异常，而且在catch代码块中能够直接引用。这一点很很的特殊和重要！

        Java异常处理的目的是提高程序的健壮性，你能够在catch和finally代码块中给程序一个修正机会，使得程序不因异常而终止或者流程发生以外的改变。同一时候，通过获取Java异常信息，也为程序的开发维护提供了方便，一般通过异常信息就非常快就能找到出现异常的问题（代码）所在。

        Java异常处理是Java语言的一大特色，也是个难点，掌握异常处理能够让写的代码更健壮和易于维护。

 

二、Java异常类类图

 

以下是这几个类的层次图：
java.lang.Object
  java.lang.Throwable
      java.lang.Exception
       java.lang.RuntimeException
   java.lang.Error
       java.lang.ThreadDeath

 

以下四个类的介绍来自java api 文档。

 

1、Throwable
        Throwable 类是 Java 语言中全部错误或异常的超类。仅仅有当对象是此类（或其子类之中的一个）的实例时，才干通过 Java 虚拟机或者 Java throw 语句抛出。类似地，仅仅有此类或其子类之中的一个才干够是 catch 子句中的參数类型。

两个子类的实例，Error 和 Exception，通经常使用于指示发生了异常情况。通常，这些实例是在异常情况的上下文中新近创建的，因此包括了相关的信息（比方堆栈跟踪数据）。

 

2、Exception
        Exception 类及其子类是 Throwable 的一种形式，它指出了合理的应用程序想要捕获的条件，表示程序本身能够处理的异常。

 

3、Error
        Error 是 Throwable 的子类，表示仅靠程序本身无法恢复的严重错误，用于指示合理的应用程序不应该试图捕获的严重问题。

在运行该方法期间，无需在方法中通过throws声明可能抛出但没有捕获的 Error 的不论什么子类，由于Java编译器不去检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常时，即使没实用try...catch语句捕获它，也没实用throws字句声明抛出它，还是会编译通过。

 

4、RuntimeException
        RuntimeException 是那些可能在 Java 虚拟机正常执行期间抛出的异常的超类。Java编译器不去检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常时，即使没实用try...catch语句捕获它，也没实用throws字句声明抛出它，还是会编译通过，这样的异常能够通过改进代码实现来避免。

 

5、ThreadDeath
        调用 Thread 类中带有零參数的 stop 方法时，受害线程将抛出一个 ThreadDeath 实例。

        仅当应用程序在被异步终止后必须清除时才应该捕获这个类的实例。假设 ThreadDeath 被一个方法捕获，那么将它又一次抛出很重要，由于这样才干让该线程真正终止。

假设没有捕获 ThreadDeath，则顶级错误处理程序不会输出消息。

        尽管 ThreadDeath 类是“正常出现”的，但它仅仅能是 Error 的子类而不是 Exception 的子类，由于很多应用程序捕获全部出现的 Exception，然后又将其放弃。

 

        以上是对有关异常API的一个简介，使用方法都非常easy，关键在于理解异常处理的原理，详细使用方法參看Java API文档。

 

三、Java异常处理机制

        对于可能出现异常的代码，有两种处理办法：
        第一、在方法中用try...catch语句捕获并处理异常，catach语句能够有多个，用来匹配多个异常。比如：
public void p(int x){
 try{
  ...
 }catch(Exception e){
  ...
 }finally{
  ...
 }
}

 

第二、对于处理不了的异常或者要转型的异常，在方法的声明处通过throws语句抛出异常。比如：

public void test1() throws MyException{
 ...
 if(....){
  throw new MyException();
 }
} 

        假设每一个方法都是简单的抛出异常，那么在方法调用方法的多层嵌套调用中，Java虚拟机会从出现异常的方法代码块中往回找，直到找到处理该异常的代码块为止。然后将异常交给对应的catch语句处理。假设Java虚拟机追溯到方法调用栈最底部main()方法时，假设仍然没有找到处理异常的代码块，将依照以下的步骤处理：
        第一、调用异常的对象的printStackTrace()方法，打印方法调用栈的异常信息。
        第二、假设出现异常的线程为主线程，则整个程序执行终止；假设非主线程，则终止该线程，其它线程继续执行。

        通过分析思考能够看出，越早处理异常消耗的资源和时间越小，产生影响的范围也越小。因此，不要把自己能处理的异常也抛给调用者。

        另一点，不可忽视：finally语句在不论什么情况下都必须运行的代码，这样能够保证一些在不论什么情况下都必须运行代码的可靠性。比方，在数据库查询异常的时候，应该释放JDBC连接等等。finally语句先于return语句运行，而不论其先后位置，也无论是否try块出现异常。finally语句唯一不被运行的情况是方法运行了System.exit()方法。System.exit()的作用是终止当前正在运行的 Java 虚拟机。finally语句块中不能通过给变量赋新值来改变return的返回值，也建议不要在finally块中使用return语句，没有意义还easy导致错误。

 

        最后还应该注意一下异常处理的语法规则：
        第一、try语句不能单独存在，能够和catch、finally组成 try...catch...finally、try...catch、try...finally三种结构，catch语句能够有一个或多个，finally语句最多一个，try、catch、finally这三个keyword均不能单独使用。

        第二、try、catch、finally三个代码块中变量的作用域分别独立而不能相互訪问。假设要在三个块中都能够訪问，则须要将变量定义到这些块的外面。

        第三、多个catch块时候，Java虚拟机会匹配当中一个异常类或其子类，就运行这个catch块，而不会再运行别的catch块。

        第四、throw语句后不同意有紧跟其它语句，由于这些没有机会运行。

        第五、假设一个方法调用了另外一个声明抛出异常的方法，那么这种方法要么处理异常，要么声明抛出。

 

        那怎么推断一个方法可能会出现异常呢？一般来说，方法声明的时候用了throws语句，方法中有throw语句，方法调用的方法声明有throwskeyword。

 

        throw和throwskeyword的差别
        throw用来抛出一个异常，在方法体内。语法格式为：throw 异常对象。
        throws用来声明方法可能会抛出什么异常，在方法名后，语法格式为：throws 异常类型1，异常类型2...异常类型n。

 

四、怎样定义和使用异常类

 

1、使用已有的异常类，假如为IOException、SQLException。

 try{
  程序代码
 }catch(IOException ioe){
  程序代码
 }catch(SQLException sqle){
  程序代码
 }finally{
  程序代码
 }

 

2、自己定义异常类
创建Exception或者RuntimeException的子类就可以得到一个自己定义的异常类。比如:
 public class MyException extends Exception{
  public MyException(){}
  public MyException(String smg){
   super(smg);
  }
 }

 

3、使用自己定义的异常
用throws声明方法可能抛出自己定义的异常，并用throw语句在适当的地方抛出自己定义的异常。比如：

在某种条件抛出异常
public void test1() throws MyException{
 ...
 if(....){
  throw new MyException();
 }
}

 

将异常转型（也叫转译），使得异常更易读易于理解
public void test2() throws MyException{
 ...
 try{
  ...
 }catch(SQLException e){
  ...
  throw new MyException();
 }
}

 

另一个代码，非常有意思：
public void test2() throws MyException{
 ...
 try {
  ...
 } catch (MyException e) {
  throw e;
 } 
}

这段代码实际上捕获了异常，然后又和盘托出，没有一点意义，假设这样还有什么优点理的，不处理即可了，直接在方法前用throws声明抛出不就得了。异常的捕获就要做一些有意义的处理。

 

五、执行时异常和受检查异常

Exception类能够分为两种：执行时异常和受检查异常。
1、执行时异常
RuntimeException类及其子类都被称为执行时异常，这样的异常的特点是Java编译器不去检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常时，即使没实用try...catch语句捕获它，也没实用throws字句声明抛出它，还是会编译通过。比如，当除数为零时，就会抛出java.lang.ArithmeticException异常。

2、受检查异常
除了RuntimeException类及其子类外，其它的Exception类及其子类都属于受检查异常，这样的异常的特点是要么用try...catch捕获处理，要么用throws语句声明抛出，否则编译不会通过。

3、两者的差别
执行时异常表示无法让程序恢复执行的异常，导致这样的异常的原因一般是因为执行了错误的操作。一旦出现错误，建议让程序终止。
受检查异常表示程序能够处理的异常。假设抛出异常的方法本身不处理或者不能处理它，那么方法的调用者就必须去处理该异常，否则调用会出错，连编译也无法通过。当然，这两种异常都是能够通过程序来捕获并处理的，比方除数为零的执行时异常：

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("除数为0!");
  }
  System.out.println("除数为零后程序没有终止啊，呵呵!!!");  
 }
}

 

执行结果：

Hello World!!!
除数为0!
除数为零后程序没有终止啊，呵呵!!!

 

4、执行时错误
Error类及其子类表示执行时错误，一般是由Java虚拟机抛出的，JDK中与定义了一些错误类，比方VirtualMachineError
和OutOfMemoryError，程序本身无法修复这些错误.一般不去扩展Error类来创建用户自己定义的错误类。而RuntimeException类表示程序代码中的错误，是可扩展的，用户能够创建特定执行时异常类。
Error（执行时错误）和执行时异常的同样之处是:Java编译器都不去检查它们，当程序执行时出现它们，都会终止执行。

5、最佳解决方式
        对于执行时异常，我们不要用try...catch来捕获处理，而是在程序开发调试阶段，尽量去避免这样的异常，一旦发现该异常，正确的做法就会改进程序设计的代码和实现方式，改动程序中的错误，从而避免这样的异常。捕获并处理执行时异常是好的解决的方法，由于能够通过改进代码实现来避免该种异常的发生。

        对于受检查异常，没说的，老老实实去依照异常处理的方法去处理，要么用try...catch捕获并解决，要么用throws抛出！
对于Error（执行时错误），不须要在程序中做不论什么处理，出现故障后，应该在程序在外的地方找问题，然后解决。

 

六、异常转型和异常链

异常转型在上面已经提到过了，实际上就是捕获到异常后，将异常以新的类型的异常再抛出，这样做一般为了异常的信息更直观！比方：
public void run() throws MyException{
 ...
 try{
  ...
 }catch(IOException e){
  ...
  throw new MyException();
 }finally{
  ...
 }
}

 

        异常链，在JDK1.4以后版本号中，Throwable类支持异常链机制。Throwable 包括了其线程创建时线程运行堆栈的快照。它还包括了给出有关错误很多其它信息的消息字符串。最后，它还能够包括 cause（原因）：还有一个导致此 throwable 抛出的 throwable。它也称为异常链 设施，由于 cause 自身也会有 cause，依此类推，就形成了异常链，每一个异常都是由还有一个异常引起的。 
        通俗的说，异常链就是把原始的异常包装为新的异常类，并在新的异常类中封装了原始异常类，这样做的目的在于找到异常的根本原因。

        通过Throwable的两个构造方法能够创建自己定义的包括异常原因的异常类型：
Throwable(String message, Throwable cause)
          构造一个带指定具体消息和 cause 的新 throwable。
Throwable(Throwable cause)
          构造一个带指定 cause 和 (cause==null ? null :cause.toString())（它通常包括类和 cause 的具体消息）的具体消息的新 throwable。
getCause()
          返回此 throwable 的 cause；假设 cause 不存在或未知，则返回 null。
initCause(Throwable cause)
          将此 throwable 的 cause 初始化为指定值。

        在Throwable的子类Exception中，也有类似的指定异常原因的构造方法：
Exception(String message, Throwable cause)
          构造带指定具体消息和原因的新异常。
Exception(Throwable cause)
          依据指定的原因和 (cause==null ? null : cause.toString()) 的具体消息构造新异常（它通常包括 cause 的类和具体消息）。
因此，能够通过扩展Exception类来构造带有异常原因的新的异常类。

 

七、Java异常处理的原则和技巧

 

1、避免过大的try块，不要把不会出现异常的代码放到try块里面，尽量保持一个try块相应一个或多个异常。
2、细化异常的类型，不要无论什么类型的异常都写成Excetpion。
3、catch块尽量保持一个块捕获一类异常，不要忽略捕获的异常，捕获到后要么处理，要么转译，要么又一次抛出新类型的异常。
4、不要把自己能处理的异常抛给别人。
5、不要用try...catch參与控制程序流程，异常控制的根本目的是处理程序的非正常情况。

 

參考资料
主要是Java API文档（1.5版）、和我以前看过的一些书籍，也有一些其它零散资料。主要

电子书籍有：
Java2參考大全
Thinking in Java
Java核心技术（卷1）

原文出自：http://lavasoft.blog.51cto.com/62575/18920/