Java异常处理和设计

http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3769804.html

http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/6155636

http://blog.csdn.net/beidou321/article/details/6499288/

http://www.cnblogs.com/mengdd/archive/2013/02/03/2890923.html

Java中的异常 Exception

  java.lang.Exception类是Java中所有异常的直接或间接父类。即Exception类是所有异常的根类。

  比如程序: 

复制代码
public class ExceptionTest
{
      public static void main(String[] args)
      {
             int a = 3;
             int b = 0;
             int c = a / b;          
             System.out.println(c);
      }
}
复制代码

  编译通过,执行时结果:

  Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero

     at com.learnjava.exception.ExceptionTest.main(ExceptionTest.java:9)

  因为除数为0,所以引发了算数异常。

 

  比较常见的异常还有这种:空指针异常

  java.lang.NullPointerException是空指针异常,出现该异常的原因在于某个引用为null,但却调用了它的某个方法,这时就会出现该异常。

Java中的异常分为两大类:

  1.Checked Exception(非Runtime Exception

  2.Unchecked ExceptionRuntime Exception

运行时异常

  RuntimeException类是Exception类的子类,它叫做运行时异常,Java中的所有运行时异常都会直接或者间接地继承自RuntimeException类。

  Java中凡是继承自Exception,而不继承自RuntimeException类的异常都是非运行时异常

 

异常处理的一般结构

复制代码
    try
    {
         // 可能发生异常的代码
        // 如果发生了异常,那么异常之后的代码都不会被执行
    }
    catch (Exception e)
    {
        // 异常处理代码
    }
    finally
    {
        // 不管有没有发生异常,finally语句块都会被执行
    }
复制代码

  比如本文最开始的除法运算代码,加入异常处理之后: 

复制代码
public class ExceptionTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        int c = 0;
        try
        {
            int a = 3;
            int b = 0;

            // 这块代码出现了异常
            c = a / b;

            // 那么异常之后的代码都不会被执行
            System.out.println("Hello World");
        }
        catch (ArithmeticException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        finally
        {
            //不管有没有发生异常,finally语句块都会被执行
            System.out.println("Welcome");
        }

        System.out.println(c);
        // 当b为0时,有异常,输出为c的初始值0
    }
}
复制代码

多个catch

  一个try后面可以跟多个catch,但不管多少个,最多只会有一个catch块被执行。

 

异常处理方法

  对于非运行时异常(checked exception),必须要对其进行处理,否则无法通过编译。

  处理方式有两种:

  1.使用try..catch..finally进行捕获;

  2.在产生异常的方法声明后面写上throws 某一个Exception类型,如throws Exception,将异常抛出到外面一层去。

  对非运行时异常的处理详见代码例子:

  处理方式1:将异常捕获

将异常捕获

  处理方式2:将异常继续向外抛出

将异常抛出

  对于运行时异常(runtime exception),可以对其进行处理,也可以不处理。推荐不对运行时异常进行处理。

 

自定义异常

  所谓自定义异常,通常就是定义一个类,去继承Exception类或者它的子类。因为异常必须直接或者间接地继承自Exception类。

  通常情况下,会直接继承自Exception类,一般不会继承某个运行时的异常类。

  自定义异常可以用于处理用户登录错误,用户输入错误提示等。

  自定义异常的例子:

  自定义一个异常类型: 

复制代码
public class MyException extends Exception
{
    public MyException()
    {
        super();
    }    
    public MyException(String message)
    {
        super(message);
    }
}
复制代码

  一种异常处理方式:

一种异常处理方式

  另一种异常处理方式:

异常处理方式二

  前面说过,可以有多个catch块,去捕获不同的异常,真正执行的时候最多只进入一个catch块

  下面这个例子,定义了两种自定义的异常类型:

多种异常

  我们可以使用多个catch块来捕获异常,这时需要将父类型的catch块放到子类型的catch块之后,这样才能保证后续的catch块可能被执行,否则子类型的catch块将永远无法到达,Java编译器会报错。

  如果异常类型是独立的,那么它们的前后顺序没有要求。

  如对上面的代码进行改动后,如下列出:

多个catch语句块的顺序

面试常考题型

  try块中的退出语句

  虽然实际开发中不会遇到这样的情况,但是笔试面试时有关异常经常会问到如下情况:

笔试面试题解析


  在加上return语句前,程序输出:

    进入到try块

    进入到finally块

    后续代码

  如果在try块中加入return语句:

  程序执行输出:

    进入到try块

    进入到finally块

  说明try块中有return语句时,仍然会首先执行finally块中的语句,然后方法再返回。

  如果try块中存在System.exit(0);语句,那么就不会执行finally块中的代码,因为System.exit(0)会终止当前运行的Java虚拟机,程序会在虚拟机终止前结束执行。

深入理解java异常处理机制

 1. 引子

       try…catch…finally恐怕是大家再熟悉不过的语句了,而且感觉用起来也是很简单,逻辑上似乎也是很容易理解。不过,我亲自体验的“教训”告诉我,这个东西可不是想象中的那么简单、听话。不信?那你看看下面的代码,“猜猜”它执行后的结果会是什么?不要往后看答案、也不许执行代码看真正答案哦。如果你的答案是正确,那么这篇文章你就不用浪费时间看啦。

[java] view plain copy
 
 print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. package Test;  
  2.   
  3. public class TestException {  
  4.     public TestException() {  
  5.     }  
  6.   
  7.     boolean testEx() throws Exception {  
  8.         boolean ret = true;  
  9.         try {  
  10.             ret = testEx1();  
  11.         } catch (Exception e) {  
  12.             System.out.println("testEx, catch exception");  
  13.             ret = false;  
  14.             throw e;  
  15.         } finally {  
  16.             System.out.println("testEx, finally; return value=" + ret);  
  17.             return ret;  
  18.         }  
  19.     }  
  20.   
  21.     boolean testEx1() throws Exception {  
  22.         boolean ret = true;  
  23.         try {  
  24.             ret = testEx2();  
  25.             if (!ret) {  
  26.                 return false;  
  27.             }  
  28.             System.out.println("testEx1, at the end of try");  
  29.             return ret;  
  30.         } catch (Exception e) {  
  31.             System.out.println("testEx1, catch exception");  
  32.             ret = false;  
  33.             throw e;  
  34.         } finally {  
  35.             System.out.println("testEx1, finally; return value=" + ret);  
  36.             return ret;  
  37.         }  
  38.     }  
  39.   
  40.     boolean testEx2() throws Exception {  
  41.         boolean ret = true;  
  42.         try {  
  43.             int b = 12;  
  44.             int c;  
  45.             for (int i = 2; i >= -2; i--) {  
  46.                 c = b / i;  
  47.                 System.out.println("i=" + i);  
  48.             }  
  49.             return true;  
  50.         } catch (Exception e) {  
  51.             System.out.println("testEx2, catch exception");  
  52.             ret = false;  
  53.             throw e;  
  54.         } finally {  
  55.             System.out.println("testEx2, finally; return value=" + ret);  
  56.             return ret;  
  57.         }  
  58.     }  
  59.   
  60.     public static void main(String[] args) {  
  61.         TestException testException1 = new TestException();  
  62.         try {  
  63.             testException1.testEx();  
  64.         } catch (Exception e) {  
  65.             e.printStackTrace();  
  66.         }  
  67.     }  
  68. }  

你的答案是什么?是下面的答案吗?

i=2
i=1
testEx2, catch exception
testEx2, finally; return value=false
testEx1, catch exception
testEx1, finally; return value=false
testEx, catch exception
testEx, finally; return value=false

如果你的答案真的如上面所说,那么你错啦。^_^,那就建议你仔细看一看这篇文章或者拿上面的代码按各种不同的情况修改、执行、测试,你会发现有很多事情不是原来想象中的那么简单的。现在公布正确答案:

i=2
i=1
testEx2, catch exception
testEx2, finally; return value=false
testEx1, finally; return value=false
testEx, finally; return value=false

注意说明:

finally语句块不应该出现 应该出现return。上面的return ret最好是其他语句来处理相关逻辑。

 2.JAVA异常

   异常指不期而至的各种状况,如:文件找不到、网络连接失败、非法参数等。异常是一个事件,它发生在程序运行期间,干扰了正常的指令流程。Java通 过API中Throwable类的众多子类描述各种不同的异常。因而,Java异常都是对象,是Throwable子类的实例,描述了出现在一段编码中的 错误条件。当条件生成时,错误将引发异常。

      Java异常类层次结构图:


        

                                                                    图1 Java异常类层次结构图

   

        在 Java 中,所有的异常都有一个共同的祖先 Throwable(可抛出)。Throwable 指定代码中可用异常传播机制通过 Java 应用程序传输的任何问题的共性。
       Throwable: 有两个重要的子类:Exception(异常)和 Error(错误),二者都是 Java 异常处理的重要子类,各自都包含大量子类。

       Error(错误):是程序无法处理的错误,表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关,而表示代码运行时 JVM(Java 虚拟机)出现的问题。例如,Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError),当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时,将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时,Java虚拟机(JVM)一般会选择线程终止。

。这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时,如Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError)、类定义错误(NoClassDefFoundError)等。这些错误是不可查的,因为它们在应用程序的控制和处理能力之 外,而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说,即使确实发生了错误,本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java中,错误通过Error的子类描述。

       Exception(异常):是程序本身可以处理的异常。

       Exception 类有一个重要的子类 RuntimeException。RuntimeException 类及其子类表示“JVM 常用操作”引发的错误。例如,若试图使用空值对象引用、除数为零或数组越界,则分别引发运行时异常(NullPointerException、ArithmeticException)和 ArrayIndexOutOfBoundException。

   注意:异常和错误的区别:异常能被程序本身可以处理,错误是无法处理。

   通常,Java的异常(包括Exception和Error)分为可查的异常(checked exceptions)和不可查的异常(unchecked exceptions)
      可查异常(编译器要求必须处置的异常):正确的程序在运行中,很容易出现的、情理可容的异常状况。可查异常虽然是异常状况,但在一定程度上它的发生是可以预计的,而且一旦发生这种异常状况,就必须采取某种方式进行处理。

      除了RuntimeException及其子类以外,其他的Exception类及其子类都属于可查异常。这种异常的特点是Java编译器会检查它,也就是说,当程序中可能出现这类异常,要么用try-catch语句捕获它,要么用throws子句声明抛出它,否则编译不会通过。

     不可查异常(编译器不要求强制处置的异常):包括运行时异常(RuntimeException与其子类)和错误(Error)。

     Exception 这种异常分两大类运行时异常和非运行时异常(编译异常)。程序中应当尽可能去处理这些异常。

       运行时异常:都是RuntimeException类及其子类异常,如NullPointerException(空指针异常)、IndexOutOfBoundsException(下标越界异常)等,这些异常是不检查异常,程序中可以选择捕获处理,也可以不处理。这些异常一般是由程序逻辑错误引起的,程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。

      运行时异常的特点是Java编译器不会检查它,也就是说,当程序中可能出现这类异常,即使没有用try-catch语句捕获它,也没有用throws子句声明抛出它,也会编译通过。
       非运行时异常 (编译异常):是RuntimeException以外的异常,类型上都属于Exception类及其子类。从程序语法角度讲是必须进行处理的异常,如果不处理,程序就不能编译通过。如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常,一般情况下不自定义检查异常。

    

 4.处理异常机制

        在 Java 应用程序中,异常处理机制为:抛出异常,捕捉异常。

        抛出异常:当一个方法出现错误引发异常时,方法创建异常对象并交付运行时系统,异常对象中包含了异常类型和异常出现时的程序状态等异常信息。运行时系统负责寻找处置异常的代码并执行。

        捕获异常:在方法抛出异常之后,运行时系统将转为寻找合适的异常处理器(exception handler)。潜在的异常处理器是异常发生时依次存留在调用栈中的方法的集合。当异常处理器所能处理的异常类型与方法抛出的异常类型相符时,即为合适 的异常处理器。运行时系统从发生异常的方法开始,依次回查调用栈中的方法,直至找到含有合适异常处理器的方法并执行。当运行时系统遍历调用栈而未找到合适 的异常处理器,则运行时系统终止。同时,意味着Java程序的终止。

        对于运行时异常、错误或可查异常,Java技术所要求的异常处理方式有所不同。

        由于运行时异常的不可查性,为了更合理、更容易地实现应用程序,Java规定,运行时异常将由Java运行时系统自动抛出,允许应用程序忽略运行时异常。

       对于方法运行中可能出现的Error,当运行方法不欲捕捉时,Java允许该方法不做任何抛出声明。因为,大多数Error异常属于永远不能被允许发生的状况,也属于合理的应用程序不该捕捉的异常。

       对于所有的可查异常,Java规定:一个方法必须捕捉,或者声明抛出方法之外。也就是说,当一个方法选择不捕捉可查异常时,它必须声明将抛出异常。

        能够捕捉异常的方法,需要提供相符类型的异常处理器。所捕捉的异常,可能是由于自身语句所引发并抛出的异常,也可能是由某个调用的方法或者Java运行时 系统等抛出的异常。也就是说,一个方法所能捕捉的异常,一定是Java代码在某处所抛出的异常。简单地说,异常总是先被抛出,后被捕捉的。

         任何Java代码都可以抛出异常,如:自己编写的代码、来自Java开发环境包中代码,或者Java运行时系统。无论是谁,都可以通过Java的throw语句抛出异常。

        从方法中抛出的任何异常都必须使用throws子句。

        捕捉异常通过try-catch语句或者try-catch-finally语句实现。

         总体来说,Java规定:对于可查异常必须捕捉、或者声明抛出。允许忽略不可查的RuntimeException和Error。

4.1 捕获异常:try、catch 和 finally

1.try-catch语句

     在Java中,异常通过try-catch语句捕获。其一般语法形式为:

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 print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. try {  
  2.     // 可能会发生异常的程序代码  
  3. catch (Type1 id1){  
  4.     // 捕获并处置try抛出的异常类型Type1  
  5. }  
  6. catch (Type2 id2){  
  7.      //捕获并处置try抛出的异常类型Type2  
  8. }  

       关键词try后的一对大括号将一块可能发生异常的代码包起来,称为监控区域。Java方法在运行过程中出现异常,则创建异常对象。将异常抛出监控区域之 外,由Java运行时系统试图寻找匹配的catch子句以捕获异常。若有匹配的catch子句,则运行其异常处理代码,try-catch语句结束。

       匹配的原则是:如果抛出的异常对象属于catch子句的异常类,或者属于该异常类的子类,则认为生成的异常对象与catch块捕获的异常类型相匹配。

例1  捕捉throw语句抛出的“除数为0”异常。

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 print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. public class TestException {  
  2.     public static void main(String[] args) {  
  3.         int a = 6;  
  4.         int b = 0;  
  5.         try { // try监控区域  
  6.               
  7.             if (b == 0) throw new ArithmeticException(); // 通过throw语句抛出异常  
  8.             System.out.println("a/b的值是:" + a / b);  
  9.         }  
  10.         catch (ArithmeticException e) { // catch捕捉异常  
  11.             System.out.println("程序出现异常,变量b不能为0。");  
  12.         }  
  13.         System.out.println("程序正常结束。");  
  14.     }  
  15. }  

运行结果:程序出现异常,变量b不能为0。

                    程序正常结束。

        例1  在try监控区域通过if语句进行判断,当“除数为0”的错误条件成立时引发ArithmeticException异常,创建 ArithmeticException异常对象,并由throw语句将异常抛给Java运行时系统,由系统寻找匹配的异常处理器catch并运行相应异 常处理代码,打印输出“程序出现异常,变量b不能为0。”try-catch语句结束,继续程序流程。

        事实上,“除数为0”等ArithmeticException,是RuntimException的子类。而运行时异常将由运行时系统自动抛出,不需要使用throw语句。

例2  捕捉运行时系统自动抛出“除数为0”引发的ArithmeticException异常。

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 print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1.     public static void main(String[] args) {  
  2.         int a = 6;  
  3.         int b = 0;  
  4.         try {  
  5.             System.out.println("a/b的值是:" + a / b);  
  6.         } catch (ArithmeticException e) {  
  7.             System.out.println("程序出现异常,变量b不能为0。");  
  8.         }  
  9.         System.out.println("程序正常结束。");  
  10.     }  
  11. }  

运行结果:程序出现异常,变量b不能为0。

                  程序正常结束。

例2  中的语句:

System.out.println("a/b的值是:" + a/b);

      在运行中出现“除数为0”错误,引发ArithmeticException异常。运行时系统创建异常对象并抛出监控区域,转而匹配合适的异常处理器catch,并执行相应的异常处理代码。

      由于检查运行时异常的代价远大于捕捉异常所带来的益处,运行时异常不可查。Java编译器允许忽略运行时异常,一个方法可以既不捕捉,也不声明抛出运行时异常。

例3  不捕捉、也不声明抛出运行时异常。

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 print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. public class TestException {  
  2.     public static void main(String[] args) {  
  3.         int a, b;  
  4.         a = 6;  
  5.         b = 0; // 除数b 的值为0  
  6.         System.out.println(a / b);  
  7.     }  
  8. }  

运行结果:

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
at Test.TestException.main(TestException.java:8)

例4  程序可能存在除数为0异常和数组下标越界异常。

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 print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. public class TestException {  
  2.     public static void main(String[] args) {  
  3.         int[] intArray = new int[3];  
  4.         try {  
  5.             for (int i = 0; i <= intArray.length; i++) {  
  6.                 intArray[i] = i;  
  7.                 System.out.println("intArray[" + i + "] = " + intArray[i]);  
  8.                 System.out.println("intArray[" + i + "]模 " + (i - 2) + "的值:  "  
  9.                         + intArray[i] % (i - 2));  
  10.             }  
  11.         } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {  
  12.             System.out.println("intArray数组下标越界异常。");  
  13.         } catch (ArithmeticException e) {  
  14.             System.out.println("除数为0异常。");  
  15.         }  
  16.         System.out.println("程序正常结束。");  
  17.     }  
  18. }  

运行结果:

intArray[0] = 0

intArray[0]模 -2的值:  0

intArray[1] = 1

intArray[1]模 -1的值:  0

intArray[2] = 2

除数为0异常。

程序正常结束。

      例4  程序可能会出现除数为0异常,还可能会出现数组下标越界异常。程序运行过程中ArithmeticException异常类型是先行匹配的,因此执行相匹配的catch语句:

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 print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. catch (ArithmeticException e){  
  2.       System.out.println("除数为0异常。");  
  3.  }  

       需要注意的是,一旦某个catch捕获到匹配的异常类型,将进入异常处理代码。一经处理结束,就意味着整个try-catch语句结束。其他的catch子句不再有匹配和捕获异常类型的机会。

      Java通过异常类描述异常类型,异常类的层次结构如图1所示。对于有多个catch子句的异常程序而言,应该尽量将捕获底层异常类的catch子 句放在前面,同时尽量将捕获相对高层的异常类的catch子句放在后面。否则,捕获底层异常类的catch子句将可能会被屏蔽。

      RuntimeException异常类包括运行时各种常见的异常,ArithmeticException类和ArrayIndexOutOfBoundsException类都是它的子类。因此,RuntimeException异常类的catch子句应该放在 最后面,否则可能会屏蔽其后的特定异常处理或引起编译错误。

2. try-catch-finally语句

      try-catch语句还可以包括第三部分,就是finally子句。它表示无论是否出现异常,都应当执行的内容。try-catch-finally语句的一般语法形式为:

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  1.               try {  
  2.     // 可能会发生异常的程序代码  
  3. catch (Type1 id1) {  
  4.     // 捕获并处理try抛出的异常类型Type1  
  5. catch (Type2 id2) {  
  6.     // 捕获并处理try抛出的异常类型Type2  
  7. finally {  
  8.     // 无论是否发生异常,都将执行的语句块  
  9. }  

例5  带finally子句的异常处理程序。

[java] view plain copy
 
 print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. public class TestException {  
  2.     public static void main(String args[]) {  
  3.         int i = 0;  
  4.         String greetings[] = { " Hello world !", " Hello World !! ",  
  5.                 " HELLO WORLD !!!" };  
  6.         while (i < 4) {  
  7.             try {  
  8.                 // 特别注意循环控制变量i的设计,避免造成无限循环  
  9.                 System.out.println(greetings[i++]);  
  10.             } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {  
  11.                 System.out.println("数组下标越界异常");  
  12.             } finally {  
  13.                 System.out.println("--------------------------");  
  14.             }  
  15.         }  
  16.     }  
  17. }  

运行结果:

Hello world !

--------------------------

Hello World !!

--------------------------

HELLO WORLD !!!

--------------------------

数组下标越界异常

--------------------------

     在例5中,请特别注意try子句中语句块的设计,如果设计为如下,将会出现死循环。如果设计为:

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  1. try {  
  2.       System.out.println (greetings[i]); i++;  
  3. }  

小结:

try 块:用于捕获异常。其后可接零个或多个catch块,如果没有catch块,则必须跟一个finally块。
catch 块:用于处理try捕获到的异常。
finally 块:无论是否捕获或处理异常,finally块里的语句都会被执行。当在try块或catch块中遇到return语句时,finally语句块将在方法返回之前被执行。在以下4种特殊情况下,finally块不会被执行:
1)在finally语句块中发生了异常。
2)在前面的代码中用了System.exit()退出程序。
3)程序所在的线程死亡。
4)关闭CPU。

3. try-catch-finally 规则(异常处理语句的语法规则):

1)  必须在 try 之后添加 catch 或 finally 块。try 块后可同时接 catch 和 finally 块,但至少有一个块。
2) 必须遵循块顺序:若代码同时使用 catch 和 finally 块,则必须将 catch 块放在 try 块之后。
3) catch 块与相应的异常类的类型相关。
4) 一个 try 块可能有多个 catch 块。若如此,则执行第一个匹配块。即Java虚拟机会把实际抛出的异常对象依次和各个catch代码块声明的异常类型匹配,如果异常对象为某个异常类型或其子类的实例,就执行这个catch代码块,不会再执行其他的 catch代码块
5) 可嵌套 try-catch-finally 结构。
6) 在 try-catch-finally 结构中,可重新抛出异常。
7) 除了下列情况,总将执行 finally 做为结束:JVM 过早终止(调用 System.exit(int));在 finally 块中抛出一个未处理的异常;计算机断电、失火、或遭遇病毒攻击。

4. try、catch、finally语句块的执行顺序:

1)当try没有捕获到异常时:try语句块中的语句逐一被执行,程序将跳过catch语句块,执行finally语句块和其后的语句;

2)当try捕获到异常,catch语句块里没有处理此异常的情况:当try语句块里的某条语句出现异常时,而没有处理此异常的catch语句块时,此异常将会抛给JVM处理,finally语句块里的语句还是会被执行,但finally语句块后的语句不会被执行;

3)当try捕获到异常,catch语句块里有处理此异常的情况:在try语句块中是按照顺序来执行的,当执行到某一条语句出现异常时,程序将跳到catch语句块,并与catch语句块逐一匹配,找到与之对应的处理程序,其他的catch语句块将不会被执行,而try语句块中,出现异常之后的语句也不会被执行,catch语句块执行完后,执行finally语句块里的语句,最后执行finally语句块后的语句;

 图示try、catch、finally语句块的执行:

                                          图2  图示try、catch、finally语句块的执行

4.2 抛出异常

      任何Java代码都可以抛出异常,如:自己编写的代码、来自Java开发环境包中代码,或者Java运行时系统。无论是谁,都可以通过Java的throw语句抛出异常。从方法中抛出的任何异常都必须使用throws子句。

1. throws抛出异常

   如果一个方法可能会出现异常,但没有能力处理这种异常,可以在方法声明处用throws子句来声明抛出异常。例如汽车在运行时可能会出现故障,汽车本身没办法处理这个故障,那就让开车的人来处理。

     throws语句用在方法定义时声明该方法要抛出的异常类型,如果抛出的是Exception异常类型,则该方法被声明为抛出所有的异常。多个异常可使用逗号分割。throws语句的语法格式为:

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  1. methodname throws Exception1,Exception2,..,ExceptionN  
  2. {  
  3. }  

    方法名后的throws Exception1,Exception2,...,ExceptionN 为声明要抛出的异常列表。当方法抛出异常列表的异常时,方法将不对这些类型及其子类类型的异常作处理,而抛向调用该方法的方法,由他去处理。例如:

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  1. import java.lang.Exception;  
  2. public class TestException {  
  3.     static void pop() throws NegativeArraySizeException {  
  4.         // 定义方法并抛出NegativeArraySizeException异常  
  5.         int[] arr = new int[-3]; // 创建数组  
  6.     }  
  7.   
  8.     public static void main(String[] args) { // 主方法  
  9.         try { // try语句处理异常信息  
  10.             pop(); // 调用pop()方法  
  11.         } catch (NegativeArraySizeException e) {  
  12.             System.out.println("pop()方法抛出的异常");// 输出异常信息  
  13.         }  
  14.     }  
  15.   
  16. }  

    使用throws关键字将异常抛给调用者后,如果调用者不想处理该异常,可以继续向上抛出,但最终要有能够处理该异常的调用者。

    pop方法没有处理异常NegativeArraySizeException,而是由main函数来处理。

    Throws抛出异常的规则:

    1) 如果是不可查异常(unchecked exception),即Error、RuntimeException或它们的子类,那么可以不使用throws关键字来声明要抛出的异常,编译仍能顺利通过,但在运行时会被系统抛出。

    2)必须声明方法可抛出的任何可查异常(checked exception)。即如果一个方法可能出现受可查异常,要么用try-catch语句捕获,要么用throws子句声明将它抛出,否则会导致编译错误

    3)仅当抛出了异常,该方法的调用者才必须处理或者重新抛出该异常。当方法的调用者无力处理该异常的时候,应该继续抛出,而不是囫囵吞枣。

    4)调用方法必须遵循任何可查异常的处理和声明规则。若覆盖一个方法,则不能声明与覆盖方法不同的异常。声明的任何异常必须是被覆盖方法所声明异常的同类或子类。

    例如:

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  1. void method1() throws IOException{}  //合法    
  2.    
  3. //编译错误,必须捕获或声明抛出IOException    
  4. void method2(){    
  5.   method1();    
  6. }    
  7.    
  8. //合法,声明抛出IOException    
  9. void method3()throws IOException {    
  10.   method1();    
  11. }    
  12.    
  13. //合法,声明抛出Exception,IOException是Exception的子类    
  14. void method4()throws Exception {    
  15.   method1();    
  16. }    
  17.    
  18. //合法,捕获IOException    
  19. void method5(){    
  20.  try{    
  21.     method1();    
  22.  }catch(IOException e){…}    
  23. }    
  24.    
  25. //编译错误,必须捕获或声明抛出Exception    
  26. void method6(){    
  27.   try{    
  28.     method1();    
  29.   }catch(IOException e){throw new Exception();}    
  30. }    
  31.    
  32. //合法,声明抛出Exception    
  33. void method7()throws Exception{    
  34.  try{    
  35.   method1();    
  36.  }catch(IOException e){throw new Exception();}    
  37. }   
     判断一个方法可能会出现异常的依据如下:
     1)方法中有throw语句。例如,以上method7()方法的catch代码块有throw语句。
     2)调用了其他方法,其他方法用throws子句声明抛出某种异常。例如,method3()方法调用了method1()方法,method1()方法声明抛出IOException,因此,在method3()方法中可能会出现IOException。

2. 使用throw抛出异常

   throw总是出现在函数体中,用来抛出一个Throwable类型的异常。程序会在throw语句后立即终止,它后面的语句执行不到,然后在包含它的所有try块中(可能在上层调用函数中)从里向外寻找含有与其匹配的catch子句的try块。
  我们知道,异常是异常类的实例对象,我们可以创建异常类的实例对象通过throw语句抛出。该语句的语法格式为:
    throw new exceptionname;
    例如抛出一个IOException类的异常对象:
    throw new IOException;
    要注意的是,throw 抛出的只能够是可抛出类Throwable 或者其子类的实例对象。下面的操作是错误的:
    throw new String("exception");

    这是因为String 不是Throwable 类的子类。

     如果抛出了检查异常,则还应该在方法头部声明方法可能抛出的异常类型。该方法的调用者也必须检查处理抛出的异常。

       如果所有方法都层层上抛获取的异常,最终JVM会进行处理,处理也很简单,就是打印异常消息和堆栈信息。如果抛出的是Error或RuntimeException,则该方法的调用者可选择处理该异常。

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  1. package Test;  
  2. import java.lang.Exception;  
  3. public class TestException {  
  4.     static int quotient(int x, int y) throws MyException { // 定义方法抛出异常  
  5.         if (y < 0) { // 判断参数是否小于0  
  6.             throw new MyException("除数不能是负数"); // 异常信息  
  7.         }  
  8.         return x/y; // 返回值  
  9.     }  
  10.     public static void main(String args[]) { // 主方法  
  11.         int  a =3;  
  12.         int  b =0;   
  13.         try { // try语句包含可能发生异常的语句  
  14.             int result = quotient(a, b); // 调用方法quotient()  
  15.         } catch (MyException e) { // 处理自定义异常  
  16.             System.out.println(e.getMessage()); // 输出异常信息  
  17.         } catch (ArithmeticException e) { // 处理ArithmeticException异常  
  18.             System.out.println("除数不能为0"); // 输出提示信息  
  19.         } catch (Exception e) { // 处理其他异常  
  20.             System.out.println("程序发生了其他的异常"); // 输出提示信息  
  21.         }  
  22.     }  
  23.   
  24. }  
  25. class MyException extends Exception { // 创建自定义异常类  
  26.     String message; // 定义String类型变量  
  27.     public MyException(String ErrorMessagr) { // 父类方法  
  28.         message = ErrorMessagr;  
  29.     }  
  30.   
  31.     public String getMessage() { // 覆盖getMessage()方法  
  32.         return message;  
  33.     }  
  34. }  

4.3 异常链

      1) 如果调用quotient(3,-1),将发生MyException异常,程序调转到catch (MyException e)代码块中执行;

      2) 如果调用quotient(5,0),将会因“除数为0”错误引发ArithmeticException异常,属于运行时异常类,由Java运行时系统自动抛出。quotient()方法没有捕捉ArithmeticException异常,Java运行时系统将沿方法调用栈查到main方法,将抛出的异常上传至quotient()方法的调用者:

         int result = quotient(a, b); // 调用方法quotient()
        由于该语句在try监控区域内,因此传回的“除数为0”的ArithmeticException异常由Java运行时系统抛出,并匹配catch子句:

       catch (ArithmeticException e) { // 处理ArithmeticException异常
System.out.println("除数不能为0"); // 输出提示信息

        处理结果是输出“除数不能为0”。Java这种向上传递异常信息的处理机制,形成异常链

       Java方法抛出的可查异常将依据调用栈、沿着方法调用的层次结构一直传递到具备处理能力的调用方法,最高层次到main方法为止。如果异常传递到main方法,而main不具备处理能力,也没有通过throws声明抛出该异常,将可能出现编译错误。

      3)如还有其他异常发生,将使用catch (Exception e)捕捉异常。由于Exception是所有异常类的父类,如果将catch (Exception e)代码块放在其他两个代码块的前面,后面的代码块将永远得不到执行,就没有什么意义了,所以catch语句的顺序不可掉换。

4.4 Throwable类中的常用方法

注意:catch关键字后面括号中的Exception类型的参数e。Exception就是try代码块传递给catch代码块的变量类型,e就是变量名。catch代码块中语句"e.getMessage();"用于输出错误性质。通常异常处理常用3个函数来获取异常的有关信息:

     getCause():返回抛出异常的原因。如果 cause 不存在或未知,则返回 null。

  getMeage():返回异常的消息信息。

  printStackTrace():对象的堆栈跟踪输出至错误输出流,作为字段 System.err 的值。

     有时为了简单会忽略掉catch语句后的代码,这样try-catch语句就成了一种摆设,一旦程序在运行过程中出现了异常,就会忽略处理异常,而错误发生的原因很难查找。

 5.Java常见异常

  

在Java中提供了一些异常用来描述经常发生的错误,对于这些异常,有的需要程序员进行捕获处理或声明抛出,有的是由Java虚拟机自动进行捕获处理。Java中常见的异常类:

1. runtimeException子类:

    1、 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
    数组索引越界异常。当对数组的索引值为负数或大于等于数组大小时抛出。
    2、java.lang.ArithmeticException
    算术条件异常。譬如:整数除零等。
    3、java.lang.NullPointerException
    空指针异常。当应用试图在要求使用对象的地方使用了null时,抛出该异常。譬如:调用null对象的实例方法、访问null对象的属性、计算null对象的长度、使用throw语句抛出null等等
    4、java.lang.ClassNotFoundException
    找不到类异常。当应用试图根据字符串形式的类名构造类,而在遍历CLASSPAH之后找不到对应名称的class文件时,抛出该异常。

   5、java.lang.NegativeArraySizeException  数组长度为负异常

   6、java.lang.ArrayStoreException 数组中包含不兼容的值抛出的异常

   7、java.lang.SecurityException 安全性异常

   8、java.lang.IllegalArgumentException 非法参数异常

2.IOException

IOException:操作输入流和输出流时可能出现的异常。

EOFException   文件已结束异常

FileNotFoundException   文件未找到异常

3. 其他

ClassCastException    类型转换异常类

ArrayStoreException  数组中包含不兼容的值抛出的异常

SQLException   操作数据库异常类

NoSuchFieldException   字段未找到异常

NoSuchMethodException   方法未找到抛出的异常

NumberFormatException    字符串转换为数字抛出的异常

StringIndexOutOfBoundsException 字符串索引超出范围抛出的异常

IllegalAccessException  不允许访问某类异常

InstantiationException  当应用程序试图使用Class类中的newInstance()方法创建一个类的实例,而指定的类对象无法被实例化时,抛出该异常

    

 6.自定义异常

使用Java内置的异常类可以描述在编程时出现的大部分异常情况。除此之外,用户还可以自定义异常。用户自定义异常类,只需继承Exception类即可。
    在程序中使用自定义异常类,大体可分为以下几个步骤。
(1)创建自定义异常类。
(2)在方法中通过throw关键字抛出异常对象。
(3)如果在当前抛出异常的方法中处理异常,可以使用try-catch语句捕获并处理;否则在方法的声明处通过throws关键字指明要抛出给方法调用者的异常,继续进行下一步操作。
(4)在出现异常方法的调用者中捕获并处理异常。

在上面的“使用throw抛出异常”例子已经提到了。

Java异常处理和设计

  在程序设计中,进行异常处理是非常关键和重要的一部分。一个程序的异常处理框架的好坏直接影响到整个项目的代码质量以及后期维护成本和难度。试想一下,如果一个项目从头到尾没有考虑过异常处理,当程序出错从哪里寻找出错的根源?但是如果一个项目异常处理设计地过多,又会严重影响到代码质量以及程序的性能。因此,如何高效简洁地设计异常处理是一门艺术,本文下面先讲述Java异常机制最基础的知识,然后给出在进行Java异常处理设计时的几个建议。

  若有不正之处,请多多谅解和指正,不胜感激。

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  以下是本文的目录大纲:

  一.什么是异常
  二.Java中如何处理异常
  三.深刻理解try,catch,finally,throws,throw五个关键字
  四.在类继承的时候,方法覆盖时如何进行异常抛出声明
  五.异常处理和设计的几个建议

一.什么是异常                                                                              

  异常的英文单词是exception,字面翻译就是“意外、例外”的意思,也就是非正常情况。事实上,异常本质上是程序上的错误,包括程序逻辑错误和系统错误。比如使用空的引用、数组下标越界、内存溢出错误等,这些都是意外的情况,背离我们程序本身的意图。错误在我们编写程序的过程中会经常发生,包括编译期间和运行期间的错误,在编译期间出现的错误有编译器帮助我们一起修正,然而运行期间的错误便不是编译器力所能及了,并且运行期间的错误往往是难以预料的。假若程序在运行期间出现了错误,如果置之不理,程序便会终止或直接导致系统崩溃,显然这不是我们希望看到的结果。因此,如何对运行期间出现的错误进行处理和补救呢?Java提供了异常机制来进行处理,通过异常机制来处理程序运行期间出现的错误。通过异常机制,我们可以更好地提升程序的健壮性。

  在Java中异常被当做对象来处理,根类是java.lang.Throwable类,在Java中定义了很多异常类(如OutOfMemoryError、NullPointerException、IndexOutOfBoundsException等),这些异常类分为两大类:Error和Exception。

  Error是无法处理的异常,比如OutOfMemoryError,一般发生这种异常,JVM会选择终止程序。因此我们编写程序时不需要关心这类异常。

  Exception,也就是我们经常见到的一些异常情况,比如NullPointerException、IndexOutOfBoundsException,这些异常是我们可以处理的异常。

  Exception类的异常包括checked exception和unchecked exception(unchecked exception也称运行时异常RuntimeException,当然这里的运行时异常并不是前面我所说的运行期间的异常,只是Java中用运行时异常这个术语来表示,Exception类的异常都是在运行期间发生的)。

  unchecked exception(非检查异常),也称运行时异常(RuntimeException),比如常见的NullPointerException、IndexOutOfBoundsException。对于运行时异常,java编译器不要求必须进行异常捕获处理或者抛出声明,由程序员自行决定。

  checked exception(检查异常),也称非运行时异常(运行时异常以外的异常就是非运行时异常),java编译器强制程序员必须进行捕获处理,比如常见的IOExeption和SQLException。对于非运行时异常如果不进行捕获或者抛出声明处理,编译都不会通过。

  在Java中,异常类的结构层次图如下图所示:

  

  在Java中,所有异常类的父类是Throwable类,Error类是error类型异常的父类,Exception类是exception类型异常的父类,RuntimeException类是所有运行时异常的父类,RuntimeException以外的并且继承Exception的类是非运行时异常。

  典型的RuntimeException包括NullPointerException、IndexOutOfBoundsException、IllegalArgumentException等。

  典型的非RuntimeException包括IOException、SQLException等。

二.Java中如何处理异常                                                                 

   在Java中如果需要处理异常,必须先对异常进行捕获,然后再对异常情况进行处理。如何对可能发生异常的代码进行异常捕获和处理呢?使用try和catch关键字即可,如下面一段代码所示:

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try {
  File file = new File("d:/a.txt");
  if(!file.exists())
    file.createNewFile();
catch (IOException e) {
  // TODO: handle exception
}

  被try块包围的代码说明这段代码可能会发生异常,一旦发生异常,异常便会被catch捕获到,然后需要在catch块中进行异常处理。

  这是一种处理异常的方式。在Java中还提供了另一种异常处理方式即抛出异常,顾名思义,也就是说一旦发生异常,我把这个异常抛出去,让调用者去进行处理,自己不进行具体的处理,此时需要用到throw和throws关键字。 

  下面看一个示例:

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public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            createFile();
        catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
        }
    }
     
    public static void createFile() throws IOException{
        File file = new File("d:/a.txt");
        if(!file.exists())
            file.createNewFile();
    }
}

  这段代码和上面一段代码的区别是,在实际的createFile方法中并没有捕获异常,而是用throws关键字声明抛出异常,即告知这个方法的调用者此方法可能会抛出IOException。那么在main方法中调用createFile方法的时候,采用try...catch块进行了异常捕获处理。

  当然还可以采用throw关键字手动来抛出异常对象。下面看一个例子:

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public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int[] data = new int[]{1,2,3};
            System.out.println(getDataByIndex(-1,data));
        catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
         
    }
     
    public static int getDataByIndex(int index,int[] data) {
        if(index<0||index>=data.length)
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("数组下标越界");
        return data[index];
    }
}

  然后在catch块中进行捕获。

  也就说在Java中进行异常处理的话,对于可能会发生异常的代码,可以选择三种方法来进行异常处理:

  1)对代码块用try..catch进行异常捕获处理;

  2)在 该代码的方法体外用throws进行抛出声明,告知此方法的调用者这段代码可能会出现这些异常,你需要谨慎处理。此时有两种情况:

    如果声明抛出的异常是非运行时异常,此方法的调用者必须显示地用try..catch块进行捕获或者继续向上层抛出异常。

    如果声明抛出的异常是运行时异常,此方法的调用者可以选择地进行异常捕获处理。

  3)在代码块用throw手动抛出一个异常对象,此时也有两种情况,跟2)中的类似:

    如果抛出的异常对象是非运行时异常,此方法的调用者必须显示地用try..catch块进行捕获或者继续向上层抛出异常。

    如果抛出的异常对象是运行时异常,此方法的调用者可以选择地进行异常捕获处理。

  (如果最终将异常抛给main方法,则相当于交给jvm自动处理,此时jvm会简单地打印异常信息)

三.深刻理解try,catch,finally,throws,throw五个关键字                   

   下面我们来看一下异常机制中五个关键字的用法以及需要注意的地方。

1.try,catch,finally

  try关键字用来包围可能会出现异常的逻辑代码,它单独无法使用,必须配合catch或者finally使用。Java编译器允许的组合使用形式只有以下三种形式:

  try...catch...;       try....finally......;    try....catch...finally...

  当然catch块可以有多个,注意try块只能有一个,finally块是可选的(但是最多只能有一个finally块)。

  三个块执行的顺序为try—>catch—>finally。

  当然如果没有发生异常,则catch块不会执行。但是finally块无论在什么情况下都是会执行的(这点要非常注意,因此部分情况下,都会将释放资源的操作放在finally块中进行)。

  在有多个catch块的时候,是按照catch块的先后顺序进行匹配的,一旦异常类型被一个catch块匹配,则不会与后面的catch块进行匹配。

  在使用try..catch..finally块的时候,注意千万不要在finally块中使用return,因为finally中的return会覆盖已有的返回值。下面看一个例子:

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import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
 
 
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String str = new Main().openFile();
        System.out.println(str);
         
    }
     
    public String openFile() {
        try {
            FileInputStream inputStream = new FileInputStream("d:/a.txt");
            int ch = inputStream.read();
            System.out.println("aaa");
            return "step1";
        catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("file not found");
            return "step2";
        }catch (IOException e) {
            System.out.println("io exception");
            return "step3";
        }finally{
            System.out.println("finally block");
            //return "finally";
        }
    }
}

  这段程序的输出结果为:

  可以看出,在try块中发生FileNotFoundException之后,就跳到第一个catch块,打印"file not found"信息,并将"step2"赋值给返回值,然后执行finally块,最后将返回值返回。

  从这个例子说明,无论try块或者catch块中是否包含return语句,都会执行finally块。

  如果将这个程序稍微修改一下,将finally块中的return语句注释去掉,运行结果是:

  

  最后打印出的是"finally",返回值被重新覆盖了。

  因此如果方法有返回值,切忌不要再finally中使用return,这样会使得程序结构变得混乱。

 2.throws和thow关键字

  1)throws出现在方法的声明中,表示该方法可能会抛出的异常,然后交给上层调用它的方法程序处理,允许throws后面跟着多个异常类型;

  2)一般会用于程序出现某种逻辑时程序员主动抛出某种特定类型的异常。throw只会出现在方法体中,当方法在执行过程中遇到异常情况时,将异常信息封装为异常对象,然后throw出去。throw关键字的一个非常重要的作用就是 异常类型的转换(会在后面阐述道)。

  throws表示出现异常的一种可能性,并不一定会发生这些异常;throw则是抛出了异常,执行throw则一定抛出了某种异常对象。两者都是消极处理异常的方式(这里的消极并不是说这种方式不好),只是抛出或者可能抛出异常,但是不会由方法去处理异常,真正的处理异常由此方法的上层调用处理。

四.在类继承的时候,方法覆盖时如何进行异常抛出声明                        

   本小节讨论子类重写父类方法的时候,如何确定异常抛出声明的类型。下面是三点原则:

  1)父类的方法没有声明异常,子类在重写该方法的时候不能声明异常;

  2)如果父类的方法声明一个异常exception1,则子类在重写该方法的时候声明的异常不能是exception1的父类;

  3)如果父类的方法声明的异常类型只有非运行时异常(运行时异常),则子类在重写该方法的时候声明的异常也只能有非运行时异常(运行时异常),不能含有运行时异常(非运行时异常)。

  

五.异常处理和设计的几个建议                                                         

   以下是根据前人总结的一些异常处理的建议:

1.只在必要使用异常的地方才使用异常,不要用异常去控制程序的流程

  谨慎地使用异常,异常捕获的代价非常高昂,异常使用过多会严重影响程序的性能。如果在程序中能够用if语句和Boolean变量来进行逻辑判断,那么尽量减少异常的使用,从而避免不必要的异常捕获和处理。比如下面这段经典的程序:

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public void useExceptionsForFlowControl() {  
  try {  
  while (true) {  
    increaseCount();  
    }  
  catch (MaximumCountReachedException ex) {  
  }  
  //Continue execution  
}  
    
public void increaseCount() throws MaximumCountReachedException {  
  if (count >= 5000)  
    throw new MaximumCountReachedException();  
}

  上边的useExceptionsForFlowControl()用一个无限循环来增加count直到抛出异常,这种做法并没有说让代码不易读,而是使得程序执行效率降低。

2.切忌使用空catch块

  在捕获了异常之后什么都不做,相当于忽略了这个异常。千万不要使用空的catch块,空的catch块意味着你在程序中隐藏了错误和异常,并且很可能导致程序出现不可控的执行结果。如果你非常肯定捕获到的异常不会以任何方式对程序造成影响,最好用Log日志将该异常进行记录,以便日后方便更新和维护。

3.检查异常和非检查异常的选择

  一旦你决定抛出异常,你就要决定抛出什么异常。这里面的主要问题就是抛出检查异常还是非检查异常。

  检查异常导致了太多的try…catch代码,可能有很多检查异常对开发人员来说是无法合理地进行处理的,比如SQLException,而开发人员却不得不去进行try…catch,这样就会导致经常出现这样一种情况:逻辑代码只有很少的几行,而进行异常捕获和处理的代码却有很多行。这样不仅导致逻辑代码阅读起来晦涩难懂,而且降低了程序的性能。

  我个人建议尽量避免检查异常的使用,如果确实该异常情况的出现很普遍,需要提醒调用者注意处理的话,就使用检查异常;否则使用非检查异常。

  因此,在一般情况下,我觉得尽量将检查异常转变为非检查异常交给上层处理。

4.注意catch块的顺序

  不要把上层类的异常放在最前面的catch块。比如下面这段代码:

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try {
        FileInputStream inputStream = new FileInputStream("d:/a.txt");
        int ch = inputStream.read();
        System.out.println("aaa");
        return "step1";
    catch (IOException e) {
        System.out.println("io exception");        
         return "step2";
    }catch (FileNotFoundException e) {
        System.out.println("file not found");          
        return "step3";
    }finally{
        System.out.println("finally block");
        //return "finally";
    }

  

  第二个catch的FileNotFoundException将永远不会被捕获到,因为FileNotFoundException是IOException的子类。

5.不要将提供给用户看的信息放在异常信息里

  比如下面这段代码:

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public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            String user = null;
            String pwd = null;
            login(user,pwd);
        catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
         
    }
     
    public static void login(String user,String pwd) {
        if(user==null||pwd==null)
            throw new NullPointerException("用户名或者密码为空");
        //...
    }
}

  展示给用户错误提示信息最好不要跟程序混淆一起,比较好的方式是将所有错误提示信息放在一个配置文件中统一管理。

6.避免多次在日志信息中记录同一个异常

  只在异常最开始发生的地方进行日志信息记录。很多情况下异常都是层层向上跑出的,如果在每次向上抛出的时候,都Log到日志系统中,则会导致无从查找异常发生的根源。

7. 异常处理尽量放在高层进行

  尽量将异常统一抛给上层调用者,由上层调用者统一之时如何进行处理。如果在每个出现异常的地方都直接进行处理,会导致程序异常处理流程混乱,不利于后期维护和异常错误排查。由上层统一进行处理会使得整个程序的流程清晰易懂。

8. 在finally中释放资源

  如果有使用文件读取、网络操作以及数据库操作等,记得在finally中释放资源。这样不仅会使得程序占用更少的资源,也会避免不必要的由于资源未释放而发生的异常情况。                                    

参考资料:http://blessht.iteye.com/blog/908286

     http://www.oschina.net/translate/10-exception-handling-best-practices-in-java-programming

       http://blog.csdn.net/snow_fox_yaya/article/details/1823205

       http://www.iteye.com/topic/72170

       http://www.blogjava.net/gdws/archive/2010/04/25/319342.html

       http://www.2cto.com/kf/201403/284166.html

       http://www.iteye.com/topic/857443

     http://developer.51cto.com/art/200808/85625.htm

     http://www.cnblogs.com/JavaVillage/articles/384483.html

     http://tech.e800.com.cn/articles/2009/79/1247105040929_1.html

     http://blog.csdn.net/zhouyong80/article/details/1907799

     http://blog.csdn.net/luoweifu/article/details/10721543                                  

     《Effective Java中文版》   

Java中如何正确处理异常

1  引言
JAVA语言出现以前,传统的异常处理方式多采用返回值来标识程序出现的异常情况,这种方式虽然为程序员所熟悉,但却有多个坏处。

首先,一个API可以返回任意的返回值,而这些返回值本身并不能解释该返回值是否代表一个异常情况发生了和该异常的具体情况,需要调用API的程序自己判断并解释返回值的含义。

其次,并没有一种机制来保证异常情况一定会得到处理,调用程序可以简单的忽略该返回值,需要调用API的程序员记住去检测返回值并处理异常情况。这种方式还让程序代码变得晦涩冗长,当进行IO操作等容易出现异常情况的处理时,你会发现代码的很大部分用于处理异常情况的switch分支,程序代码的可读性变得很差。
上面提到的问题,JAVA的异常处理机制提供了很好的解决方案。通过抛出JDK预定义或者自定义的异常,能够表明程序中出现了什么样的异常情况;而且JAVA的语言机制保证了异常一定会得到恰当的处理;合理的使用异常处理机制,会让程序代码清晰易懂。
2 JAVA异常的处理机制
    当程序中抛出一个异常后,程序从程序中导致异常的代码处跳出,java虚拟机检测寻找和try关键字匹配的处理该异常的catch块,如果找到,将控制权交到catch块中的代码,然后继续往下执行程序,try块中发生异常的代码不会被重新执行。如果没有找到处理该异常的catch块,在所有的finally块代码被执行和当前线程的所属的ThreadGroup的uncaughtException方法被调用后,遇到异常的当前线程被中止。
3 JAVA异常的类层次
JAVA异常的类层次如下图所示

 

1 JAVA异常的类层次
Throwable是所有异常的基类,程序中一般不会直接抛出Throwable对象,ExceptionErrorThrowable的子类,Exception下面又有RuntimeException和一般的Exception两类。可以把JAVA异常分为三类:
        第一类是ErrorError表示程序在运行期间出现了十分严重、不可恢复的错误,在这种情况下应用程序只能中止运行,例如JAVA 虚拟机出现错误。Error是一种unchecked Exception,编译器不会检查Error是否被处理,在程序中不用捕获Error类型的异常;一般情况下,在程序中也不应该抛出Error类型的异常。
        第二类是RuntimeException, RuntimeException 是一种unchecked Exception,即表示编译器不会检查程序是否对RuntimeException作了处理,在程序中不必捕获RuntimException类型的异常,也不必在方法体声明抛出RuntimeException类。RuntimeException发生的时候,表示程序中出现了编程错误,所以应该找出错误修改程序,而不是去捕获RuntimeException
        第三类是一般的checked Exception,这也是在编程中使用最多的Exception,所有继承自Exception并且不是RuntimeException的异常都是checked Exception,如图1中的IOExceptionClassNotFoundExceptionJAVA 语言规定必须对checked Exception作处理,编译器会对此作检查,要么在方法体中声明抛出checked Exception,要么使用catch语句捕获checked Exception进行处理,不然不能通过编译。checked Exception用于以下的语义环境:

1 该异常发生后是可以被恢复的,如一个Internet连接发生异常被中止后,可以重新连接再进行后续操作。
2 程序依赖于不可靠的外部条件,该依赖条件可能出错,如系统IO
3 该异常发生后并不会导致程序处理错误,进行一些处理后可以继续后续操作。

4 JAVA异常处理中的注意事项
合理使用JAVA异常机制可以使程序健壮而清晰,但不幸的是,JAVA异常处理机制常常被错误的使用,下面就是一些关于Exception的注意事项:

1 不要忽略checked Exception
请看下面的代码:
try
{
  method1();  //method1抛出ExceptionA
}
catch(ExceptionA e)
{
    e.printStackTrace();
}
上面的代码似乎没有什么问题,捕获异常后将异常打印,然后继续执行。事实上在catch块中对发生的异常情况并没有作任何处理(打印异常不能是算是处理异常,因为在程序交付运行后调试信息就没有什么用处了)。这样程序虽然能够继续执行,但是由于这里的操作已经发生异常,将会导致以后的操作并不能按照预期的情况发展下去,可能导致两个结果:
一是由于这里的异常导致在程序中别的地方抛出一个异常,这种情况会使程序员在调试时感到迷惑,因为新的异常抛出的地方并不是程序真正发生问题的地方,也不是发生问题的真正原因;
另外一个是程序继续运行,并得出一个错误的输出结果,这种问题更加难以捕捉,因为很可能把它当成一个正确的输出。
那么应该如何处理呢,这里有四个选择:

1 处理异常,进行修复以让程序继续执行。
2 重新抛出异常,在对异常进行分析后发现这里不能处理它,那么重新抛出异常,让调用者处理。
3 将异常转换为用户可以理解的自定义异常再抛出,这时应该注意不要丢失原始异常信息(见5)。
4 不要捕获异常。

因此,当捕获一个unchecked Exception的时候,必须对异常进行处理;如果认为不必要在这里作处理,就不要捕获该异常,在方法体中声明方法抛出异常,由上层调用者来处理该异常。

2 不要一次捕获所有的异常
请看下面的代码:
try
{
  method1();  //method1抛出ExceptionA
    method2();  //method1抛出ExceptionB
    method3();  //method1抛出ExceptionC
}
catch(Exception e)
{
    ……
}
这是一个很诱人的方案,代码中使用一个catch子句捕获了所有异常,看上去完美而且简洁,事实上很多代码也是这样写的。但这里有两个潜在的缺陷,一是针对try块中抛出的每种Exception,很可能需要不同的处理和恢复措施,而由于这里只有一个catch块,分别处理就不能实现。二是try块中还可能抛出RuntimeException,代码中捕获了所有可能抛出的RuntimeException而没有作任何处理,掩盖了编程的错误,会导致程序难以调试。
下面是改正后的正确代码:
try
{
  method1();  //method1抛出ExceptionA
    method2();  //method1抛出ExceptionB
    method3();  //method1抛出ExceptionC
}
catch(ExceptionA e)
{
    ……
}
catch(ExceptionB e)
{
    ……
}
catch(ExceptionC e)
{
    ……
}


3 使用finally块释放资源
    finally关键字保证无论程序使用任何方式离开try块,finally中的语句都会被执行。在以下三种情况下会进入finally块:
1 try块中的代码正常执行完毕。
2 try块中抛出异常。
3 try块中执行returnbreakcontinue
因此,当你需要一个地方来执行在任何情况下都必须执行的代码时,就可以将这些
代码放入finally块中。当你的程序中使用了外界资源,如数据库连接,文件等,必须将释放这些资源的代码写入finally块中。
必须注意的是,在finally块中不能抛出异常。JAVA异常处理机制保证无论在任何情况下必须先执行finally块然后在离开try块,因此在try块中发生异常的时候,JAVA虚拟机先转到finally块执行finally块中的代码,finally块执行完毕后,再向外抛出异常。如果在finally块中抛出异常,try块捕捉的异常就不能抛出,外部捕捉到的异常就是finally块中的异常信息,而try块中发生的真正的异常堆栈信息则丢失了。
请看下面的代码:

Connection  con = null;
try
{
    con = dataSource.getConnection();
    ……
}
catch(SQLException e)
{
    ……
    throw e;//进行一些处理后再将数据库异常抛出给调用者处理
}
finally
{
    try
    {
        con.close();
    }
    catch(SQLException e)
{
    e.printStackTrace();
    ……
}
}
运行程序后,调用者得到的信息如下
java.lang.NullPointerException
 at myPackage.MyClass.method1(methodl.java:266)
而不是我们期望得到的数据库异常。这是因为这里的connull的关系,在finally语句中抛出了NullPointerException,finally块中增加对con是否为null的判断可以避免产生这种情况。

4 异常不能影响对象的状态
异常产生后不能影响对象的状态,这是异常处理中的一条重要规则。 在一个函数
中发生异常后,对象的状态应该和调用这个函数之前保持一致,以确保对象处于正确的状态中。
如果对象是不可变对象(不可变对象指调用构造函数创建后就不能改变的对象,即
    创建后没有任何方法可以改变对象的状态),那么异常发生后对象状态肯定不会改变。如果是可变对象,必须在编程中注意保证异常不会影响对象状态。有三个方法可以达到这个目的:
1 将可能产生异常的代码和改变对象状态的代码分开,先执行可能产生异常的代码,如果产生异常,就不执行改变对象状态的代码。
2 对不容易分离产生异常代码和改变对象状态代码的方法,定义一个recover方法,在异常产生后调用recover方法修复被改变的类变量,恢复方法调用前的类状态。
3 在方法中使用对象的拷贝,这样当异常发生后,被影响的只是拷贝,对象本身不会受到影响。

5 丢失的异常
请看下面的代码:
public void method2()
{
try
{
    ……
    method1();  //method1进行了数据库操作
}
catch(SQLException e)
{
    ……
    throw new MyException(“发生了数据库异常:”+e.getMessage);
}
}
public void method3()
{
    try
{
    method2();
}
catch(MyException e)
{
    e.printStackTrace();
    ……
}
}
上面method2的代码中,try块捕获method1抛出的数据库异常SQLException后,抛出了新的自定义异常MyException。这段代码是否并没有什么问题,但看一下控制台的输出:
MyException:发生了数据库异常:对象名称 'MyTable' 无效。
at MyClass.method2(MyClass.java:232)
at MyClass.method3(MyClass.java:255)
原始异常SQLException的信息丢失了,这里只能看到method2里面定义的MyException的堆栈情况;而method1中发生的数据库异常的堆栈则看不到,如何排错呢,只有在method1的代码行中一行行去寻找数据库操作语句了,祈祷method1的方法体短一些吧。
JDK的开发者们也意识到了这个情况,在JDK1.4.1中,Throwable类增加了两个构造方法,public Throwable(Throwable cause)public Throwable(String message,Throwable cause),在构造函数中传入的原始异常堆栈信息将会在printStackTrace方法中打印出来。但对于还在使用JDK1.3的程序员,就只能自己实现打印原始异常堆栈信息的功能了。实现过程也很简单,只需要在自定义的异常类中增加一个原始异常字段,在构造函数中传入原始异常,然后重载printStackTrace方法,首先调用类中保存的原始异常的printStackTrace方法,然后再调用super.printStackTrace方法就可以打印出原始异常信息了。可以这样定义前面代码中出现的MyException类:
public class MyExceptionextends Exception
{
    //构造函数
    public SMException(Throwable cause)
    {
        this.cause_ = cause;
    }

    public MyException(String s,Throwable cause)
    {
        super(s);
        this.cause_ = cause;
    }
    //重载printStackTrace方法,打印出原始异常堆栈信息
    public void printStackTrace()
    {
        if (cause_ != null)
        {
            cause_.printStackTrace();
        }
        super.printStackTrace(s);
    }

    public void printStackTrace(PrintStream s)
    {
        if (cause_ != null)
        {
            cause_.printStackTrace(s);
        }
        super.printStackTrace(s);
    }

    public void printStackTrace(PrintWriter s)
    {
        if (cause_ != null)
        {
            cause_.printStackTrace(s);
        }
        super.printStackTrace(s);
    }
     //原始异常
     private Throwable cause_;
}

6 不要使用同时使用异常机制和返回值来进行异常处理
下面是我们项目中的一段代码
try
{
    doSomething(); 
}
catch(MyException e)
{
if(e.getErrcode == -1)
{
    ……
}
if(e.getErrcode == -2)
{
   ……
}
……
}
假如在过一段时间后来看这段代码,你能弄明白是什么意思吗?混合使用JAVA异常处理机制和返回值使程序的异常处理部分变得丑陋不堪,并难以理解。如果有多种不同的异常情况,就定义多种不同的异常,而不要像上面代码那样综合使用Exception和返回值。
修改后的正确代码如下:
try
{
    doSomething();  //抛出MyExceptionAMyExceptionB
}
catch(MyExceptionA e)
{
……
}
catch(MyExceptionB e)
{
    ……
}


7 不要让try块过于庞大
出于省事的目的,很多人习惯于用一个庞大的try块包含所有可能产生异常的代码,
这样有两个坏处:
阅读代码的时候,在try块冗长的代码中,不容易知道到底是哪些代码会抛出哪些异常,不利于代码维护。
使用try捕获异常是以程序执行效率为代价的,将不需要捕获异常的代码包含在try块中,影响了代码执行的效率。

参考资料
[1]   Joshua Bloch  Effective Java Programming Language Guide 
[2]   http://java.sun.com/

http://blog.csdn.net/flyingBox/archive/2008/03/20/2201213.aspx

 
 
原文地址:https://www.cnblogs.com/timssd/p/5889987.html