Java学习总结之第八章 异常处理
一、Java异常处理机制概述
1、Java虚拟机用方法调用栈来跟踪每个线程中一系列的方法调用过程。
2、方法中的代码块可能抛出异常，有如下两种处理办法：
l 在当前方法中通过try…catch语句捕获并处理异常。例如：
| public void methodA(int money){ try{ //以下代码可能会抛出SpecialException if(--money <= 0) throw new SpecialException("Out of money"); } catch(SpecialException e){ //异常处理 } } |
l 在方法的声明处通过throws语句声明抛出异常，返回给调用者来处理异常例如：
| 由于方法A不能捕获异常，所以，A就要通过throws语句声明抛出异常，由调用者methodB()来处理异常 public void methodA(int money)throws SpecialException{ //以下代码会抛出SpecialException if(--money <= 0) throw new SpecialException("Out of money"); } 此时methodB()的定义如下： public void methodB(int money){ try{ methodA(money); } catch(SpecialException e){ //处理异常 } } 如果methodB()也没有捕获SpecialException，而是声明抛出该异常，则Java虚拟机的处理流程将退回到methodB()方法的调用者，此时methonB()方法的定义如下： public void methodB(int money)throws SpecialException{ methodA(money); } |
3、当Java虚拟机追溯到调用栈的底部的方法时，如果仍然没有找到处理该异常的代码块，将按以下步骤处理：
l 调用异常对象的printStackTrace()方法，打印来自方法调用栈的异常信息。
l 如果该线程不是主线程，那么终止这个线程，其他线程继续正常运行。如果该线程是主线程(即方法调用栈的底部为main()方法)，那么整个应用程序被终止。
二、运用Java异常处理机制
1、在Java语言中，用try…catch语句来捕获异常，格式如下：
| try{ //可能会出现异常的代码 } catch(SQLException e){ //处理操纵数据库出现的异常 } catch(IOException e){ //处理操纵输入流和输出流出现的异常 } |
2、finally语句中的代码是在异常处理的任何情况下都必须执行的代码。finally代码块能保证特定的操作总是会被执行，它的形式如下：
| try{ //可能会出现异常的代码 } catch(Exception e){ //处理异常 } finally{ //特定的操作 } |
3、不管try代码块中是否出现异常，都会执行finally代码块。
4、如果一个可能会出现异常，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。一个方法可能会出现多种异常，throws子句允许声明抛出多个异常，例如：
public void method()throws SQLException,IOException{…}
5、throw语句用于抛出异常，由throw语句抛出的对象必须是java.lang.Throwable类或者其子类的实例。
6、异常处理语句的语法规则：
l 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。
l 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代码块并在，finally代码块必须在catch代码块后面。
l try代码块后面可以只跟finally代码块。
l 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。
l 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类型或其子类的实例，就执行这个catch代码块，而不会再执行其他的catch代码块。
l 如果一个检查异常，要么用try…catch语句捕获，要么用throws语句声明将它抛出，否则会导致编译错误。
l throws语句后面不允许紧跟其他语句，因为这些语句永远不会被执行。
7、异常流程的运行过程：
l finally语句不会被执行的惟一情况是先执行了用于终止程序的System.exit()方法。exit()方法的定义如下：public static void exit(int status) ，exit()方法的参数status表示程序终止时的状态码，按照编程惯例，0表示正常终止，非零数字表示异常终止。
l return语句用于退出本方法。在执行try或catch代码块中的return语句时，假如有finally代码块，会先执行finally代码块。
l finally代码块虽然在return语句之前被执行，但finally代码块不能通过重新给变量赋值的方式来改变return语句的返回值。
l 建议不要在finally代码块中使用return语句，因为它会导致两种潜在的错误。第一种错误是覆盖try或catch代码块的return语句，第二种错误是丢失异常。
三、Java异常类
1、所有异常类的祖先类为java.lang.Throwable类，它的实例表示具体的异常对象，可以通过throw语句抛出，Throwable类提供了访问异常信息的一些方法，常用的方法包括：
l getMessage()——返回String类型的异常信息。
l printStackTrace()——打印跟踪方法调用栈而获得的详细异常信息。在程序调试阶段，此方法可用于跟踪错误 。
2、常见的运行时异常包括：NullPointerException、ClassCastException、ArithmeticException、IllegalArgumentException和IndexOutOfBoundsException，这种异常的特点是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时，即使没有用try…catch语句捕获它，也没有用throws子句声明它，还是会通过编译。
四、用户定义异常
1、异常转译
当位于最上层的子系统不需要关心来自底层的异常的细节时，常见的做法是捕获原始的异常，把它转换为一个新的不同类型的异常，再抛出新的异常，这种处理异常的办法称为异常转译。示例代码如下：
| public void uploadImageFile(String imagePath)throws UpLoadException{ try{ //上传图像 }catch(IOException e){ //把原始异常信息记录到日志中，便于排错 throw new UpLoadException(); }catch(SQLException e){ //把原始异常信息记录到日志中，便于排错 throw new UpLoadException(); } } |
2、异常链
JDK1.4以上版本中的Throwable类支持异常链机制。所谓异常链就是把原始异常包装为新的异常类，也就是说在新的异常类中封装了原始异常类，这有助于查找产生异常的根本原因。如果使用JDK1.4以下的版本，可以由开发者自行设计支持异常链的异常类，以下示例代码提供了一种实现方案，JDK1.4以上版本中的Throwable类的实现机制与它很相似。
| import java.io.*; public class BaseException extends Exception{ protected Throwable cause = null; public BaseException(){} public BaseException(String msg){super(msg);} public BaseException(Throwable cause){ this.cause = cause; } public BaseException(String msg,Throwable cause){ super(msg); this.cause = cause; } public Throwable initCause(Throwable cause){ this.cause = cause; return this; } public Throwable getCause(){ return cause; } public void printStackTrace(){ printStackTrace(System.err); } public void printStackTrace(PrintStream outStream){ printStackTrace(new PrintWriter(outStream)); } public void printStackTrace(PrintWriter writer){ super.printStackTrace(writer); if(getCause() != null){ getCause().printStackTrace(writer); } writer.flush(); } } 在BaseException中定义了Throwable类型的cause变量，它用于保存原始的Java异常。假定UploadException类扩展了BaseException类： public class UploadException extends BaseException{ public UploadException(Throwable cause){super(cause);} public UploadException(String msg){super(msg);} } 以下是把IOException包装为UploadException的代码。 try{ //上传图像文件 }catch(IOException e){ //把原始异常信息记录到日志中，便于排错 //把异常类包装为UploadException UploadException ue = new UploadException(e); throw ue; } |
3、处理多样化异常
Java方法中一次只能抛出一个异常对象，如果需要抛出多个异常，开发者必须自行设计支持多样化异常的异常类，以下为一种实现方案的示例代码：
| import java.util.List; import java.util.ArrayList; import java.io.PrintStream; import java.io.PrintWriter; public class BaseException extends Exception{ protected Throwable cause = null; private List<Throwable> exceptions = new ArrayList<Throwable>(); public BaseException(){} public BaseException(String msg){super(msg);} public BaseException( Throwable cause ) { this.cause = cause; } public BaseException(String msg,Throwable cause){ super(msg); this.cause = cause; } public List getExceptions() { return exceptions; } public void addException( BaseException ex ){ exceptions.add( ex ); } public Throwable initCause(Throwable cause) { this.cause = cause; return this; } public Throwable getCause() { return cause; } public void printStackTrace() { printStackTrace(System.err); } public void printStackTrace(PrintStream outStream) { printStackTrace(new PrintWriter(outStream)); } public void printStackTrace(PrintWriter writer) { super.printStackTrace(writer); if ( getCause() != null ) { getCause().printStackTrace(writer); } writer.flush(); } } BaseException类包含了一个List类型的exceptions变量，用来存放其他的Exception。以下代码显示了BaseException的用法。 public void check()throws BaseException{ BaseException be = new BaseException(); try{ checkField1(); }catch(Field1Exception e){ be.addException(e); } try{ checkField2(); }catch(Field2Exception e){ be.addException(e) } if(be.getExceptions().size() > 0) throw be; } |
五、异常处理原则
1、异常处理只能用于非正常情况。
2、为异常提供说明文档。通过JavaDoc的@throws标签来描述产生异常的条件。
3、尽可能地避免异常。
4、保持异常的原子性。异常的原子性是指当异常发生时后，各个对象的状态能够恢复到异常发生前的初始状态，而不至于停留在某个不合理的中间状态。保持原子性有以下办法：
l 最常见的办法是先检查方法的参数是否有效，确保当异常发生时还没有改变对象的初始状态。
l 编写一段恢复代码，由它来解释操作过程中发生的失败，并且使对象状态回滚到初始状态。这种办法不是很常用，主要用于永久性的数据结构，比如数据库系统的回滚机制就采用了这种办法。
l 在对象的临时拷贝上进行操作，当操作成功后，把临时拷贝中的内容复制到原来的对象中。
5、避免过于庞大的try代码块。
6、在catch子句中指定具体的异常类型
7、不要在catch代码块中忽略被捕获的异常。
