Java基础（十）异常处理

Java基础（十） 异常处理

异常的处理流程;

自定义异常;

断言;

异常：我们的生活中，经常会遇到异常现象。比如我们在上班的路上，会遇到很多情况。我们的目标是:住处—>公司。但是你在上班的路上，会遇到各类的异常情况。比如:天气灾难(台风等)、地铁堵的你进不去、地铁发生事故。在我们的编程时也是如此，程序在运行的时候也会遇到各种各样的异常。

为了解决异常会产生的各种不良后果，我们可以有如下2种做法:

避免出现异常。代码内保证，比如调用实例的.set()方法前，先进行判断实例是否为空。即if(实例!=null)｛｝

处理异常。在程序编写的过程中，考虑可能出现的异常类型，捕获异常并处理异常，保证程序的鲁棒性。

Java提供了一套完整的异常处理机制。正确使用这套机制，可以大大提高代码的健壮性。所谓程序的健壮性，指程序在多数情况下能够正常运行，返回预期的结果；如果遇到异常情况，程序可以采取周到的解决措施。

Java代码通过面向对象的思想来处理异常，使得代码具有更好的可维护性。Java的异常处理机制主要有如下几点的优点:

把不同类型的异常进行分类，用Java类表示异常，这种类被称为异常类。把异常情况表示为异常类，可以充分发挥类的可扩展和重用的优势。

异常的流程代码可以和业务代码进行分离，提高了程序的可重用性，简化了程序的结构。

可以灵活的处理异常。即可以处理异常；也可以不处理异常，仅将异常抛出，由异常的上一级或者调用着进行处理。

1. 异常的基本概念

异常的产生条件

整数相除计算中，除数为0；

通过一个没有指向任何具体对象的引用去调用 实例对象的方法(NullPointer异常)；

通过数据的长度作为下标访问数组元素(OutOfBoundarys 数组越界)；

将一个引用强制准换位不想干的对象。(如 Integer类型 强制转换为 ArrayList类型)

异常会改变程序正常的处理流程；异常产生后，程序的正常处理流程被打破，要不程序终止，要不程序会跳转到异常处理模块。

当一个异常出现后，异常会被Java虚拟机封装成异常对象抛出。

用来处理异常的代码被称为异常处理器。

通过异常处理器来捕捉异常。

package com.us.demo.exception;

public class ExceptionTest {
public static int divide(int firstNumber, int secondNumber){
int result = 0;
try{
result =  firstNumber / secondNumber;
}catch(ArithmeticException ex){
System.out.println("Sorry,error in divide.");
ex.printStackTrace();
}
return result;
}
public static void main(String []args){
divide(1,2);
divide(1,0);
divide(1,2);
divide(1,2);
}

}

2. 异常的基本语句

2.1 try…catch 语句

在Java语言内，常用

try...catch

语句来处理异常。具体格式如下所示:

try{
// 可能会出现异常的代码
}catch(异常类型 异常参数){
// 异常处理代码
}catch(异常类型 异常参数){
// 异常处理代码
}

如果try代码块内的代码没有抛出异常，try代码块会被顺序执行完，catch代码块的程序不会被执行；

如果try代码块内的代码抛出catch处声明的异常类型，程序会跳过try代码块，直接执行catch代码块的内容；

可以存在多个catch代码块，具体执行某一个。需要看try代码块内抛出的异常类型决定。

同一个异常类型只能被一个异常处理器处理。不能声明2个异常处理器去处理同类异常。

多个catch语句处理的异常类型不能越来越小。因为大大异常类型会被优先捕获，这样后面的异常将永远不会生效。

不能捕获一个try代码块内不会抛出的异常类型。

如果try代码块内抛出的异常类型，是catch代码块内未声明的异常类型，异常会被抛给调用者；那个调用了这段语句，谁就应当处理这段异常代码。

2.2 finally 语句(任何情况下都会被执行的代码)

由于异常会强制中断正常流程，这会使得某些不管在任何情况下都必须执行的步骤被忽略，从而影响程序的健壮性。

例如小王开了一家小店，在店里上班的正常流程为：打开店门、工作8个小时、关门。异常流程为：小王在工作时突然犯病，因而提前下班。例：

public void work() {
try {
开门();
工作8个小时();
关门();
} catch(Exception e) {
//去医院
}
}

假如小王在工作时突然犯病，那么流程会跳转到catch代码块，这意味着关门的操作不会被执行，这样的流程显然是不安全的，必须确保关门的操作在任何情况下都会被执行。finally代码块能保证特定的操作总是会被执行，它的形式如下：

public void work() {
try {
开门();
工作8个小时();
} catch(Exception e) {
//去医院
return;
} finally {
关门();
}
}

当然finally代码块中代码也可位于catch语句块之后，例如：

public void work() {
try {
开门();
工作8个小时();
} catch(Exception e) {
//去医院
}
关门();
}

这在某些情况下是可行的，但是不推荐，这样。因为:

把try代码的部分分离了开来，这样使得程序松散，可读性较差；

影响程序的健壮性，例如catch部分继续有异常抛出，那么关门的动作就不会被执行。

3. 异常的其他信息

3.1 异常的调用栈

异常的处理过程中，所经历的一系列的方法的调用过程，被称为异常的调用栈。

异常的传播(哪个调用，哪个处理)

异常发生后，异常所在的方法可以处理；

异常所在的方法没用处理，异常会被抛送给方法调用着，调用者可以处理；

如果调用者没用处理，异常将会进一步抛出；如果异常一直没用被处理，那么异常将会被抛送给Java虚拟机，这将会导致程序的中断。

如果异常没有被捕获，那么异常将会使你的程序停止运行。

异常产生后，如果异常一直没用被捕获。那么该异常将会被抛Java虚拟机。程序将被终止。

经常会使用的异常API

getMessage():

获得具体的异常信息，可能为null;

printStatckTrace:

打印异常在传播过程中所经历的一系列方法的信息，简称为异常处理方法调用栈信息；在程序调试阶段，此方法可用于追踪错误信息。

3.2 异常的层级关系

所有异常类的祖先为java.lang.Throwable类。它有2个直接的子类:

3.2.1 Error类

表示仅靠程序无法恢复的严重错误，比如内存空间不足，或者Java虚拟机调用方法栈溢出。在多数情况下，调用此方法，程序建议立即中止。

3.2.1 Exception类

表示程序可以处理的异常，这类异常主要分为2种：运行时异常和受检查异常。

运行时异常

基本概念

RuntimeException及其子类被称为运行时异常，这种异常的特点是编译器不会去检查它们。也就是说，在程序内出现这样的异常时，即使没有

try...catch

语句去捕获它们，也没有

Throws

语句去抛出它们，程序还是会被编译通过。例如divide()方法的参数b为0, 执行a/b操作时会出现ArithmeticException异常，它属于运行时异常，Java编译器不会检查它。

public int divide(int a, int b) {
return a/b;      //当参数b为0, 抛出ArithmeticException
}

深入解析

运行时异常表示无法让程序恢复运行的异常，导致这类异常的原因时进行了不当的操作。一旦出现错误操作，建议终止程序，因此Java编译器不检查此类异常。

运行时异常，应当尽量的避免。在程序的调试阶段，遇到此类异常的正确做法是改进程序的设计和实现方式，修改程序的错误，避免出现这类异常。捕获它并使程序继续运行并不是明智的选择。

对比

与Error类对比:

相同点:

1）Java编译器不会去检查它们；

2）运行时出现它们，都会导致程序终止；

区别:

1）Error类及其子类一般都是由Java虚拟机抛出的，在JDK预定义了一些错误类，比如

OutOfMemoryError

和

StackOutofMemoryError

;

runtimeException

表示程序代码的错误；

2）Error类一般不会扩展来创建用户的自定义用户类;RuntimeException时可以扩展的，用户可以根据自己的需求来创建相关的运行时异常。

受检查异常

除了RuntimeException及其子类外，其他Exception类及其子类都属于受检查异常(Checked Exception)。这种异常的特点是Java编译器会检查她们。也就是说，当程序内出现此类异常时，要么用

try...catch

语句去捕获异常，要么用Throws语句去抛出异常，否则会出现编译不通过的情况。

3.3 一些未经检查的RuntimeException

java.lang.ArithimeticException

算术异常，如除数为0;

java.lang.NullPointerException

空指针引用，如没用指定一个Reference，进行使用；即单有指针，但未有指向的数据空间，就调用程序。

java.lang.ArrayIndexOutofBoundsException

数组越界；因为数组的下标是从0开始计算，而size()或length是从1开始计算的。所以不小心会产生调用越界的异常情况。

java.lang.ClassCastException

数据类型转换异常。在强制类型转换 和 反射创建对象的时候会经常遇见此类异常。

java.lang.NumberFormatException

数据格式异常，如

Integer.parseInt('a');

java.lang.NegativeArraySizeException

数组的长度在声明的时候，为负数。

4. 创建属于自己的异常

4.1 异常的处理和声明

自己主动使用throw语句的时候代码会抛出异常；

使用

try...catch...finally

语句在代码内处理异常 或者

throw

语句在方法声明上抛出;

异常处理语句的语法规则如下:

try代码块不能脱离catch代码块或finally代码块而单独存在。try代码块后面至少有一个catch代码块或finally代码块。

try代码块后面可以有零个或多个catch代码块，还可以有零个或至多一个finally代码块。如果catch代码块和finally代码块并存，finally代码块必须在catch代码块后面。

try代码块后面可以只跟finally代码块。

在try代码块中定义的变量的作用域为try代码块，在catch代码块和finally代码块中不能访问该变量。

当try代码块后面有多个catch代码块时，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或其子类的实例，就执行这个catch代码块，而不会再执行其他的catch代码块。

如果一个方法可能出现受检查异常，要么用try…catch语句捕获，要么用throws子句声明将它抛出。

throw语句后面不允许紧跟其它语句，因为这些语句永远不会被执行。

4.2 编写／使用自己的异常

在特定的领域，可以通过扩展Exception类或者RuntimeException类来进行扩展创建自定义的异常。异常类包含了异常的相关信息。这有助于负责异常捕获的catch代码块，正确的处理异常。

package com.us.demo.exception;

public class MyExceptionTest{
public static void addUser() throws MyException{
System.out.println("添加用户");
}
public static void main(String []args){
addUser();// it is ok
try{
addUser();// it is ok
}catch(MyException myEx){
myEx.printStackTrace();
}
}
}

class MyException extends RuntimeException{
public MyException(){

}
public MyException(String message){
super(message);
}

}

5. 断言

假设要进行如下的计算：

double y = Math.sqrt(x);

为了让程序健壮，你会先进行测试检查并抛出异常而不让x的值为负数。

if(x<0) throw new IllealArgumentException("x < 0");

但是，就算是测试结束了，以后实际运行时x的值不会小于0。这种测试代码会一直保留在你的程序中。如果程序中有太多的检查，程序的运行就会慢好多。

如果在测试阶段会有这种检查，而在发布阶段能自动删除这些东西。该多好！ 这就是断言机制。

断言使用

在JDK1.4中，Java语言引入一个新的关键字： assert。 该关键字有两种形式：

assert  条件

以及

assert  条件： 表达式

这两种形式都会对条件进行评估，如果结果为假则抛出AssertionError。 在第二种形式中，表达式会传入AssertionError的构造器并转成一个消息字符串。

表达式字符串部分的唯一目的就是生成一个消息字符串。AssertionError对象并不存储表达式的值，因此你不可能在以后获取它。

要断言x不是负数，只需要使用如下简单的语句：

assert x >= 0 ;

或者你可以将x的值传递给AssertionError对象，从而可以在以后显示：

assert x >= 0 : x;

断言内容代码编译

因为assert是一个新的关键字，因此在使用时需要告诉编译器你编译所使用jdk的版本号。

javac -source 1.4 MyClass.java

在jdk的后续版本中，对断言的支持成为默认特性(我们使用的是JDK5.0以上,使用不需要使用这个编译,默认就支持的)。

断言内容代码执行

默认情况下，断言是关闭的。要通过-enableassertions或者-ea选项来运行程序以打开断言：

java -enableassertions com.briup.ch07.Xxxx

java -ea com.briup.ch07.Xxxx

打开或关闭断言是类装载器的功能。当断言功能被关闭时，类装载器会跳过那些和断言相关的代码，因此不会降低程序运行速度。

注意:使用eclipse运行代码的时候也是可以传参数的(包括俩种参数)

java -xx com.briup.ch07.Test yy

xx是给JVM传的参数 yy是给Test类的main方法传的参数

断言举例

package com.us.demo.exception;

public class AssertTest {
public static void judge(int x){
assert x >= 0 : true;
}
public static void main(String []args){
judge(1);
judge(-2);
//      //Exception in thread "main" java.lang.AssertionError
//      at com.us.demo.exception.AssertTest.judge(AssertTest.java:5)
//      at com.us.demo.exception.AssertTest.main(AssertTest.java:9)
}
}

Eclipse 调试技巧