異常是程序中的一些錯誤,但並不是所有的錯誤都是異常,並且錯誤有時候是可以避免的。比如說,你用System.out.println(5/0),那麼你是因為你用0做了除數,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,在下面會詳細講到。
天有不測之風雲,人有旦夕禍福,Java的程序代碼也如此。在編程過程中,首先應當盡可能去避免錯誤和異常發生,對於不可避免、不可預測的情況則應考慮異常發生時如何處理。
而在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,每種異常都對應一個類型(class),每個異常都對應一個異常(類的)對象。
異常類從哪裡來?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,它指出了合理的應用程序想要捕獲的條件。
異常的對象從哪裡來呢?有兩個來源,一是Java運行時環境自動拋出系統生成的異常,而不管你是否願意捕獲和處理,它總要被拋出!比如除數為0的異常。二是程序員自己拋出的異常,這個異常可以是程序員自己定義的,也可以是Java語言中定義的,用throw 關鍵字拋出異常,這種異常常用來向調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個關鍵字try、catch、throw、throws、finally進行管理。基本過程是用try語句塊包住要監視的語句,如果在try語句塊內出現異常,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並做處理;還有部分系統生成的異常在Java運行時自動拋出。你也可以通過throws關鍵字在方法上聲明該方法要拋出異常,然後在方法內部通過throw拋出異常對象。說到這裡,可能很多人都不知道throws和throw的區別,其實很簡單,
throw用來拋出一個異常,在方法體內。語法格式為:throw 異常對象。 throws用來聲明方法可能會拋出什麼異常,在方法名後,語法格式為:throws 異常類型1,異常類型2...異常類型n。 如下:
Java代碼
import java.io.IOException; public class ThrowsAndThrow { public void test(int a,int b)throws IOException,ArrayIndexOutOfBoundsException{ int c=a/b; if(b==0){ throw new ArithmeticException(); } } }
catch語句可以有多個,用來匹配多個異常,匹配上多個中一個後,執行catch語句塊時候僅僅執行匹配上的異常。如果你不理解這句話的意思,可以運行一下下面這段代碼:
Java代碼
package 完整的異常處理示例; import java.io.*; public class TestException2 { public static void main(String args[]){ int x,y,result; x=5; int a[]={0}; try{ InputStreamReader reader=new InputStreamReader(System.in); BufferedReader input=new BufferedReader(reader); System.out.println("輸入除數:"); //讀取一行中輸入的數字 y=Integer.parseInt(input.readLine()); result=x/y; a[10]=5; System.out.println(result); System.out.println("發生異常時不會被執行的語句"); }catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){//數組越界異常 System.out.println("對數組越界異常進行了處理"); }catch(ArithmeticException e){ System.out.println("對算術異常進行了處理"); }catch(Exception e){ System.out.println("對異常進行了處理"); return; } } }
輸入0和輸入非0的數之後,它都只執行了匹配的一個異常,至於匹配的順序,當然是從上到下的。此外,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捕獲並匹配上了該異常,那麼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,並且在catch代碼塊中可以直接引用。
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生以外的改變。另外,finally語句先於return語句執行,而不論其先後位置,也不管是否try塊出現異常。可以通過下面一段代碼看出來:
Java代碼
package 完整的異常處理示例; public class TestException { public static void main(String args[]){ int a=5; int b=0; int result; try{ result=a/b; System.out.println(result); }catch(Exception e){ System.out.println(e.toString()); System.out.println("異常已經得到處理"); //結束程序的執行 return; }finally{ System.out.println("finally語句得到執行"); } System.out.println("這是一個測試語句"); } }
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於維護
這裡是java異常中最重要和最基本的類,大家有時間的話都可以去研究一下:
java.lang.Throwable
java.lang.Exception
java.lang.RuntimeException
java.lang.Error
java.lang.ThreadDeath
下面是這幾類以及在API上面的解釋:
1、Throwable
Throwable 類是 Java 語言中所有錯誤或異常的超類。只有當對象是此類(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 子句中的參數類型。
兩個子類的實例,Error 和 Exception,通常用於指示發生了異常情況。通常,這些實例是在異常情況的上下文中新近創建的,因此包含了相關的信息(比如堆棧跟蹤數據)。
2、Exception
Exception 類及其子類是 Throwable 的一種形式,它指出了合理的應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的嚴重錯誤,用於指示合理的
應用程序不應該試圖捕獲的嚴重問題。 在執行該方法期間,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,當程序中可能出現這類異常時,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,當程序中可能出現這類異常時,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,這種異常可以通過改進代碼實現來避免。
5、ThreadDeath
調用 Thread 類中帶有零參數的 stop 方法時,受害線程將拋出一個 ThreadDeath 實例。
僅當應用程序在被異步終止後必須清除時才應該捕獲這個類的實例。如果 ThreadDeath 被一個方法捕獲,那麼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”的,但它只能是 Error 的子類而不是 Exception 的子類,因為許多應用程序捕獲所有出現的 Exception,然後又將其放棄。
通過上面的描述,相信大家也都知道了,對於可能出現異常的代碼,通常有兩種處理辦法:
第一、在方法中用try...catch語句捕獲並處理異常。
第二、對於處理不了的異常或者要轉型的異常,在方法的聲明處通過throws語句拋出異常。
不過,如果每個方法都是簡單的拋出異常,那麼在方法調用方法的多層嵌套調用中,Java虛擬機會從出現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。然後將異常交給相應的catch語句處理。如果Java虛擬機追溯到方法調用棧最底部main()方法時,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、調用異常的對象的printStackTrace()方法,打印方法調用棧的異常信息。
第二、如果出現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,其他線程繼續運行。這就是為什麼我們有些時候出異常了程序仍然會運行,而有些時候卻不會。
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用者。此外,還有一點,由於finally語句是在任何情況下都必須執行的代碼,這樣可以保證一些在任何情況下都必須執行代碼的可靠性。比如,在數據庫查詢異常的時候,應該釋放JDBC連接等等。finally語句唯一不被執行的情況是方法執行了System.exit()方法。(System.exit()的作用是終止當前正在運行的 Java 虛擬機。),此外,finally語句塊中不能通過給變量賦新值來改變return的返回值,所以,也建議不要在finally塊中使用return語句,沒有意義還容易導致錯誤。
最後還應該注意一下異常處理的語法規則:
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三種結構,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,就執行這個catch塊,而不會再執行別的catch塊。
第四、throw語句後不允許有緊跟其他語句,因為這些沒有機會執行。
第五、如果一個方法調用了另外一個聲明拋出異常的方法,那麼這個方法要麼處理異常,要麼聲明拋出。
那怎麼判斷一個方法可能會出現異常呢?一般來說,方法聲明的時候用了throws語句,方法中有throw語句,方法調用的方法聲明有throws關鍵字。
JavaAPI中為我們提供了大量的異常類,相信你在編碼的過程中也經常碰到ArrayIndexOutOfBoundsException以及IOException等等異常,那麼我們是否可以自定義異常呢?答案是肯定的,要自定義一個異常的方法也非常簡單,如下代碼:
Java代碼
package 自定義異常; import java.io.BufferedReader; import java.io.InputStreamReader; @SuppressWarnings("serial") class MyException extends Exception { public MyException(){ super("除數不能為負"); } void test(int y)throws MyException{ if(y<0)throw new MyException(); } } public class TestException { public static void main(String args[]){ int a,b,result; a=5; MyException my=new MyException(); try{ InputStreamReader reader=new InputStreamReader(System.in); BufferedReader input=new BufferedReader(reader); System.out.println("請輸入一個數"); b=Integer.parseInt(input.readLine()); result=a/b; my.test(b); System.out.println(result); }catch(MyException e){ System.out.println(e.toString()); }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); return; } } }
進行異常處理自然是要做一些有意義的事情了,比如說為了防止連接阻塞而在發生異常時關閉Socket對象等等,不要捕捉了異常卻什麼事情都不做哦,打印一下異常的信息也是有作用的。
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,當程序中可能出現這類異常時,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,當除數為零時,就會拋出java.lang.ArithmeticException異常。 但是我們在寫代碼的時候卻不需要try...catch。
2、受檢查異常
又稱強制異常,除了RuntimeException類及其子類外,其他的Exception類及其子類都屬於受檢查異常,這種異常的特點是要麼用try...catch捕獲處理,要麼用throws語句聲明拋出,否則編譯不會通過。
3、兩者的區別
運行時異常表示無法讓程序恢復運行的異常,導致這種異常的原因通常是由於執行了錯誤的操作。一旦出現錯誤,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,那麼方法的調用者就必須去處理該異常,否則調用會出錯,連編譯也無法通過。當然,這兩種異常都是可以通過程序來捕獲並處理的,比如除數為零的運行時異常,這一點在本文開頭的代碼中就已經提到了。
4、運行時錯誤
Error類及其子類表示運行時錯誤,這個類與Exception是存在區別的,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,程序本身無法修復這些錯誤.一般不去擴展Error類來創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,當程序運行時出現它們,都會終止運行。
5、解決方案
對於運行時異常,我們不要用try...catch來捕獲處理,而是在程序開發調試階段,盡量去避免這種異常,一旦發現該異常,正確的做法就會改進程序設計的代碼和實現方式,修改程序中的錯誤,從而避免這種異常。捕獲並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來避免該種異常的發生。
對於受檢查異常,自然是老老實實的按照異常處理的方法去處理了,要麼用try...catch捕獲並解決,要麼用throws拋出!
對於Error(運行時錯誤),不需要在程序中做任何處理,出現問題後,應該在程序以外的地方找問題,然後解決。
異常轉型和異常鏈
異常轉型在上面已經提到過了,實際上就是捕獲到異常後,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以後版本中,Throwable類支持異常鏈機制。Throwable 包含了其線程創建時線程執行堆棧的快照。它還包含了給出有關錯誤更多信息的消息字符串。最後,它還可以包含 cause(原因):另一個導致此 throwable 拋出的 throwable。它也稱為異常鏈 設施,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,並在新的異常類中封裝了原始異常類,這樣做的目的在於找到異常的根本原因。
通過Throwable的兩個構造方法可以創建自定義的包含異常原因的異常類型:
Throwable(String message, Throwable cause)
構造一個帶指定詳細消息和 cause 的新 throwable。
Throwable(Throwable cause)
構造一個帶指定 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造方法:
Exception(String message, Throwable cause)
構造帶指定詳細消息和原因的新異常。
Exception(Throwable cause)
根據指定的原因和 (cause==null ? null : cause.toString()) 的詳細消息構造新異常(它通常包含 cause 的類和詳細消息)。
因此,可以通過擴展Exception類來構造帶有異常原因的新的異常類。
Java異常處理的原則和技巧
1、避免過大的try塊,不要把不會出現異常的代碼放到try塊裡面,盡量保持一個try塊對應一個或多個異常。
2、細化異常的類型,不要不管什麼類型的異常都寫成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,捕獲到後要麼處理,要麼轉譯,要麼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,異常控制的根本目的是處理程序的非正常情況。
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