Java 异常处理引出

Java异常处理引出假设您要编写一个Java程序，该程序读入用户输入的一行文本，并在终端显示该文本。程序如下：1importjava.io.*;2publicclassEchoInput{3publicstaticvoidmain(Stringargs[]){4System.out.println("Entertexttoecho:");5InputStreamReaderisr=newInputStreamReader(System.in);6BufferedReaderinputReader=newBufferedReader(isr);7StringinputLine=inputReader.readLine();8System.out.println("Read:"+inputLine);9}10}分析上面的代码，在EchoInput类中，第3行声明了main方法；第4行提示用户输入文本；第5、6行设置BufferedReader对像连接到InputStreamReader，而InputStreamReader又连接到标准输入流System.in；第7行读入一行文本；第8行用标准输出流System.out显示出该文本。表面看来上面的程序没有问题，但实际上，EchoInput类完全可能出现问题。要在调用第7行的readLine方法时正确读取输入，这几种假设都必须成立：假定键盘有效，键盘能与计算机正常通信；假定键盘数据可从操作系统传输到Java虚拟机，又从Java虚拟机传输inputReader。大多数情况下上述假设都成立，但不尽然。为此，Java采用异常方法，以应对可能出现的错误，并采取步骤进行更正。在本例中，若试图编译以上代码，将看到以下信息：Exceptioninthread"main"java.lang.Error:Unresolvedcompilationproblem:UnhandledexceptiontypeIOExceptionatEchoInput.main(EchoInput.java:7)从中可以看到，第7行调用readLine方法可能出错：若果真如此，则产生IOException来记录故障。编译器错误是在告诉您，需要更改代码来解决这个潜在的问题。在JDKAPI文档中，可以看到同样的信息。我们可以看到readLine方法，如图1所示。

图1.BufferedReader类的readLine方法的JDKAPI文档

由图1可知，readLine方法有时产生IOException。如何处理潜在的故障？编译器需要“捕获”或“声明”IOException。“捕获(catch)”指当readLine方法产生错误时截获该错误，并处理和记录该问题。而“声明(declare)”指错误可能引发IOException，并通知调用该方法的任何代码：可能产生异常。若要捕获异常，必须添加一个特殊的“处理代码块”，来接收和处理IOException。于是程序改为如下：1importjava.io.*;2publicclassEchoInputHandle{3publicstaticvoidmain(Stringargs[]){4System.out.println("Entertexttoecho:");5InputStreamReaderisr=newInputStreamReader(System.in);6BufferedReaderinputReader=newBufferedReader(isr);7try{8StringinputLine=inputReader.readLine();9System.out.println("Read:"+inputLine);10}11catch(IOExceptionexc){12System.out.println(“Exceptionencountered:”+exc);13}14}15}新添的代码块包含关键字try和catch（第7,10,11,13行），表示要读取输入。若成功，则正常运行。若读取输入时错误，则捕获问题（由IOException对象表示），并采取相应措施。在本例，采用的处理方式是输出异常。若不准备捕获IOException，仅声明异常，则要特别指定main方法可能出错，而且特别说明可能产生IOException。于是程序改为如下：1importjava.io.*;2publicclassEchoInputDeclare{3publicstaticvoidmain(Stringargs[])throwsIOException{4System.out.println("Entertexttoecho:");5InputStreamReaderisr=newInputStreamReader(System.in);6BufferedReaderinputReader=newBufferedReader(isr);7StringinputLine=inputReader.readLine();8System.out.println("Read:"+inputLine);9}10}从上面的这个简单的例子中，我们可以看出异常处理在Java代码开发中不能被忽视。Java异常以及异常处理可将Java异常看作是一类消息，它传送一些系统问题、故障及未按规定执行的动作的相关信息。异常包含信息，以将信息从应用程序的一部分发送到另一部分。编译语言为何要处理异常？为何不在异常出现位置随时处理具体故障？因为有时候我们需要在系统中交流错误消息，以便按照统一的方式处理问题，有时是因为有若干处理问题的可能方式，但您不知道使用哪一种，此时，可将处理异常的任务委托给调用方法的代码。调用者通常更能了解问题来源的上下文，能更好的确定恢复方式。图2是一个通用消息架构。

图2.通用消息架构

从上图可以看出，必定在运行的Java应用程序的一些类或对象中产生异常。出现故障时，“发送者”将产生异常对象。异常可能代表Java代码出现的问题，也可能是JVM的相应错误，或基础硬件或操作系统的错误。异常本身表示消息，指发送者传给接收者的数据“负荷”。首先，异常基于类的类型来传输有用信息。很多情况下，基于异常的类既能识别故障本因并能更正问题。其次，异常还带有可能有用的数据（如属性）。在处理异常时，消息必须有接收者；否则将无法处理产生异常的底层问题。在上例中，异常“产生者”是读取文本行的BufferedReader。在故障出现时，将在readLine方法中构建IOException对象。异常“接收者”是代码本身。EchoInputHandle应用程序的try-catch结构中的catch块是异常的接收者，它以字符串形式输出异常，将问题记录下来。Java异常类的层次结构在我们从总体上了解异常后，我们应该了解如何在Java应用程序中使用异常，即需要了解Java类的层次结构。图3是Java类的层次结构图。

图3.Java类的层次结构

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。Exception（异常）是应用程序中可能的可预测、可恢复问题。一般大多数异常表示中度到轻度的问题。异常一般是在特定环境下产生的，通常出现在代码的特定方法和操作中。在EchoInput类中，当试图调用readLine方法时，可能出现IOException异常。Error（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，当JVM不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现OutOfMemoryError。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。Java异常的处理在Java应用程序中，对异常的处理有两种方式：处理异常和声明异常。处理异常：try、catch和finally若要捕获异常，则必须在代码中添加异常处理器块。这种Java结构可能包含3个部分，都有Java关键字。下面的例子中使用了try-catch-finally代码结构。1importjava.io.*;2publicclassEchoInputTryCatchFinally{3publicstaticvoidmain(Stringargs[]){4System.out.println("Entertexttoecho:");5InputStreamReaderisr=newInputStreamReader(System.in);6BufferedReaderinputReader=newBufferedReader(isr);7try{8StringinputLine=inputReader.readLine();9System.out.println("Read:"+inputLine);10}11catch(IOExceptionexc){12System.out.println("Exceptionencountered:"+exc);13}14finally{15System.out.println("End.");16}17}18}其中：try块：将一个或者多个语句放入try时，则表示这些语句可能抛出异常。编译器知道可能要发生异常，于是用一个特殊结构评估块内所有语句。catch块：当问题出现时，一种选择是定义代码块来处理问题，catch块的目的便在于此。catch块是try块所产生异常的接收者。基本原理是：一旦生成异常，则try块的执行中止，JVM将查找相应的JVM。finally块：还可以定义finally块，无论运行try块代码的结果如何，该块里面的代码一定运行。在常见的所有环境中，finally块都将运行。无论try块是否运行完，无论是否产生异常，也无论是否在catch块中得到处理，finally块都将执行。try-catch-finally规则：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。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。catch块与相应的异常类的类型相关。一个try块可能有多个catch块。若如此，则执行第一个匹配块。可嵌套try-catch-finally结构。在try-catch-finally结构中，可重新抛出异常。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。声明异常若要声明异常，则必须将其添加到方法签名块的结束位置。下面是一个实例：publicvoiderrorProneMethod(intinput)throwsjava.io.IOException{//Codeforthemethod,includingoneormoremethod//callsthatmayproduceanIOException} 这样，声明的异常将传给方法调用者，而且也通知了编译器：该方法的任何调用者必须遵守处理或声明规则。声明异常的规则如下：必须声明方法可抛出的任何可检测异常（checkedexception）。非检测性异常（uncheckedexception）不是必须的，可声明，也可不声明。调用方法必须遵循任何可检测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。Java异常处理的分类Java异常可分为可检测异常，非检测异常和自定义异常。可检测异常可检测异常经编译器验证，对于声明抛出异常的任何方法，编译器将强制执行处理或声明规则，例如：sqlExecption这个异常就是一个检测异常。你连接JDBC时，不捕捉这个异常，编译器就通不过，不允许编译。非检测异常非检测异常不遵循处理或声明规则。在产生此类异常时，不一定非要采取任何适当操作，编译器不会检查是否已解决了这样一个异常。例如：一个数组为3个长度，当你使用下标为３时，就会产生数组下标越界异常。这个异常JVM不会进行检测，要靠程序员来判断。有两个主要类定义非检测异常：RuntimeException和Error。Error子类属于非检测异常，因为无法预知它们的产生时间。若Java应用程序内存不足，则随时可能出现OutOfMemoryError；起因一般不是应用程序的特殊调用，而是JVM自身的问题。另外，Error一般表示应用程序无法解决的严重问题。RuntimeException类也属于非检测异常，因为普通JVM操作引发的运行时异常随时可能发生，此类异常一般是由特定操作引发。但这些操作在Java应用程序中会频繁出现。因此，它们不受编译器检查与处理或声明规则的限制。自定义异常自定义异常是为了表示应用程序的一些错误类型，为代码可能发生的一个或多个问题提供新含义。可以显示代码多个位置之间的错误的相似性，也可以区分代码运行时可能出现的相似问题的一个或者多个错误，或给出应用程序中一组错误的特定含义。例如，对队列进行操作时，有可能出现两种情况：空队列时试图删除一个元素；满队列时试图添加一个元素。则需要自定义两个异常来处理这两种情况。Java异常处理的原则和忌讳Java异常处理的原则尽可能的处理异常要尽可能的处理异常，如果条件确实不允许，无法在自己的代码中完成处理，就考虑声明异常。如果人为避免在代码中处理异常，仅作声明，则是一种错误和依赖的实践。具体问题具体解决异常的部分优点在于能为不同类型的问题提供不同的处理操作。有效异常处理的关键是识别特定故障场景，并开发解决此场景的特定相应行为。为了充分利用异常处理能力，需要为特定类型的问题构建特定的处理器块。记录可能影响应用程序运行的异常至少要采取一些永久的方式，记录下可能影响应用程序操作的异常。理想情况下，当然是在第一时间解决引发异常的基本问题。不过，无论采用哪种处理操作，一般总应记录下潜在的关键问题。别看这个操作很简单，但它可以帮助您用很少的时间来跟踪应用程序中复杂问题的起因。根据情形将异常转化为业务上下文若要通知一个应用程序特有的问题，有必要将应用程序转换为不同形式。若用业务特定状态表示异常，则代码更易维护。从某种意义上讲，无论何时将异常传到不同上下文（即另一技术层），都应将异常转换为对新上下文有意义的形式。Java异常处理的忌讳一般不要忽略异常在异常处理块中，一项最危险的举动是“不加通告”地处理异常。如下例所示：1try{2Class.forName("business.domain.Customer");3}4catch(ClassNotFoundExceptionexc){}经常能够在代码块中看到类似的代码块。有人总喜欢在编写代码时简单快速地编写空处理器块，并“自我安慰地”宣称准备在“后期”添加恢复代码，但这个“后期”变成了“无期”。这种做法有什么坏处？如果异常对应用程序的其他部分确实没有任何负面影响，这未尝不可。但事实往往并非如此，异常会扰乱应用程序的状态。此时，这样的代码无异于掩耳盗铃。这种做法若影响较轻，则应用程序可能出现怪异行为。例如，应用程序设置的一个值不见了，或GUI失效。若问题严重，则应用程序可能会出现重大问题，因为异常未记录原始故障点，难以处理，如重复的NullPointerExceptions。如果采取措施，记录了捕获的异常，则不可能遇到这个问题。实际上，除非确认异常对代码其余部分绝无影响，至少也要作记录。进一步讲，永远不要忽略问题；否则，风险很大，在后期会引发难以预料的后果。不要使用覆盖式异常处理块另一个危险的处理是覆盖式处理器（blankethandler）。该代码的基本结构如下：1try{2//…3}4catch(Exceptione){5//…6}使用覆盖式异常处理块有两个前提之一：1.代码中只有一类问题。这可能正确，但即便如此，也不应使用覆盖式异常处理，捕获更具体的异常形式有利无弊。2.单个恢复操作始终适用。这几乎绝对错误。几乎没有哪个方法能放之四海而皆准，能应对出现的任何问题。分析下这样编写代码将发生的情况。只要方法不断抛出预期的异常集，则一切正常。但是，如果抛出了未预料到的异常，则无法看到要采取的操作。当覆盖式处理器对新异常类执行千篇一律的任务时，只能间接看到异常的处理结果。如果代码没有打印或记录语句，则根本看不到结果。更糟糕的是，当代码发生变化时，覆盖式处理器将继续作用于所有新异常类型，并以相同方式处理所有类型。一般不要把特定的异常转化为更通用的异常将特定的异常转换为更通用异常时一种错误做法。一般而言，这将取消异常起初抛出时产生的上下文，在将异常传到系统的其他位置时，将更难处理。见下例：1try{2//Error-pronecode3}4catch(IOExceptione){5Stringmsg="Ifyoudidn’thaveaproblembefore,youdonow!";6thrownewException(msg);7}因为没有原始异常的信息，所以处理器块无法确定问题的起因，也不知道如何更正问题。不要处理能够避免的异常对于有些异常类型，实际上根本不必处理。通常运行时异常属于此类范畴。在处理空指针或者数据索引等问题时，不必求助于异常处理。Java异常处理的应用实例在定义银行类时，若取钱数大于余额时需要做异常处理。定义一个异常类insufficientFundsException。取钱（withdrawal）方法中可能产生异常，条件是余额小于取额。处理异常在调用withdrawal的时候，因此withdrawal方法要声明抛出异常，由上一级方法调用。异常类：classInsufficientFundsExceptionextendsException{privateBankexcepbank;//银行对象privatedoubleexcepAmount;//要取的钱InsufficientFundsException(Bankba,doubledAmount){excepbank=ba;excepAmount=dAmount;}publicStringexcepMessage(){ Stringstr="Thebalanceis"+excepbank.balance+"\n"+"Thewithdrawalwas"+excep