11 异常处理

创建MIDI音乐播放器

创建音效应用程序，包括BeatBox Drum播放机，涉及创建Swing GUI,网络连接，连接到输入，输出设备

JavaSoundAPI

放在J2SE类函数库的一组类与接口，分为两部分：MIDI和取样。

MIDI

Music Instrument Digital Interface,不同电子发声装置沟通的标准协议，本身不具备声音，带的是有MIDI播放功能装置的指令，当作乐谱.MIDI数据表示执行的动作，仅仅其指导作用，如播放中央，音量大小和长度。对BeatBox来说，只会使用内建，纯软件的乐器音效，称为synthesizer或software synth。

Sequencer

首先要取得Sequencer对象，此对象将MIDI数据送到产生音乐的装置中，本应用中sequencer指的是播放的装置

import javax.sound.midi.*;public class MusicTest1{   public void play(){   Sequencer sequencer = MidiSystem.getSequencer(); //对象起将MIDI信息组合成乐曲的作用   System.out.printIn('got a sequencer')     } public static void main(String[] args){   MusicTest1 mt =new MusicTest1();   mt.play();}}

但因为有异常情况必须处理，上述代码无法通过编译

异常处理机制

JAVA的异常处理机制是中简洁，轻量化的执行期间例外状况处理方式。依赖于可能产生异常的方法，预先准备处理程序。

方法的声明中存在throws语句代表该方法可能抛出异常.编译器要确定你了解所调用的方法有风险，所以要把有风险的程序代码包含在try\catch块中。catch块摆放异常状况的处理程序。

import javax.sound.midi.*;public class MusicTest1{   public void play(){   try{  Sequencer sequencer = MidiSystem.getSequencer(); //对象起将MIDI信息组合成乐曲的作用  System.out.printIn('got a sequencer')     }catch(MidiUnavailableException ex){     System.out.printIn("Bummer")     }} public static void main(String[] args){  MusicTest1 mt =new MusicTest1();  mt.play();}}

异常是种Exception类型的对象

Exception类型的对象可以是任何它的子类的实例。因为它是对象，所以catch住的也是对象。

try{  //危险动作}catch(Exception ex){ //ex是Exception类型的引用变量  //尝试恢复}

抛出异常的方法和抓住异常的方法

在编写可能会抛出异常的方法，都必须声明有异常

//有风险，会抛出异常的程序public void takeRisk() throws BadException{//必须声明会抛出异常  if(abandonALLHope){    throw new BadException();//创建异常对象并抛出    }}//调用该方法的程序public void crossFingers(){ try{   anObject.takeRisk();     }catch(BadException ex){       ex.printStackTrace();//列出有用信息      } }

方法可以抓住其他方法抛出的异常。异常总是丢回调用方法。

会抛出异常的方法必须声明它有可能这么做。

编译器会核对每件事，除了RuntimeExceptions（不检查异常，可以自己抛出与抓住它们，但没必要）。编译器保证：

1.若抛出异常，则一定要使用throw来声明。

2.若调用会抛出异常的方法，则必定使用try\catch块。

3.方法通过throw关键字抛出异常，如：

throw new BadException();//创建异常对象并抛出

try\catch块的流程控制

方法若不能成功地完成try块，就会把异常丢回调用方的方法。即执行try块的某程序抛出异常，则跳过try块剩下程序，直接到catch块执行，再继续try\catch块下方的内容。

finally

finally块用来存放不管有无异常都得执行的程序。

try{  //危险动作}catch(Exception ex){ //ex是Exception类型的引用变量  //尝试恢复}finally{  // 无论如何要执行}

执行过程

方法若不能成功完成try块，则跳过try块剩下程序，去到catch块执行，再执行finally内容，然后继续try\catch\finally块下方的内容。若完成try块内容，则再执行finally内容，然后继续try\catch\finally块下方的内容。

注意：try和catch块有return指令，finally块仍然会执行。流程跳到finally然后再回到return指令。

抛出多个异常

方法可以抛出多个异常，但该方法声明中必须含有全部可能的检查异常（若两个以上的异常有共同的父类时，可以只声明该父类即可）

多个异常时catch块出现的先后顺序有影响

public class Laundry{   public void doLaundry() throws PantsException, LingerieException{  //CODE   } }public class Foo{   public void go(){    Laundry laundry = new Laundry();  try{   laundry.doLaundry(); //根据抛出的不同异常对应不同catch块   }catch(PantsException pex){   //code1   }catch(LingerieException lex){  //code2   } }}

异常的多态性

异常也是对象，除了可以被抛出也与对象无区别。因此异常也能以多态方式引用，即子类对象引用可以赋值给父类对象引用，好处在于只用声明父类，而不必明确声明每个可能抛出的异常。对于catch块，可以不用对每个可能的异常处理，只要少数的catch块处理所有的异常。

1.以异常的父型声明会抛出的异常

public void doLaundry() throws ClothingException{  //可抛出任何该异常的子类

2.以抛出的异常父型来catch所有子类的异常

try{

  laundry.doLaundry();

    }catch(ClothingException cex){

     //plans

   }

3.用super来处理所有异常但不代表应该这么做

try{

  laundry.doLaundry();

    }catch(Exception cex){  //捕获所有异常，会搞不清出错处

     //plans

 

4.为每个需单独处理的异常（相同处理方法的异常用父类异常捕获，不同的处理方法需单独编写）编写不同catch块

5.多个catch块时要从小排到大（小大的概念指继承树层次，下层自然比上层小）

不要大篮子在上，小篮子在下（同一层次无所谓，必定代表不同异常）会无法通过编译，因为catch块无法类同重载调出最符合的项目。JVM对于catch块的处理流程是从上往下寻找第一个符合范围的异常处理块。

沿着继承层次向下走，异常类会越来越有特定的去向，catch的篮子越来越小，这是多态的常态现象。

6.若不想处理异常，可通过duck来避开。

调用危险方法，要包含在try\catch块中，但也可以把其duck掉，来让调用你的方法程序来catch该异常。该方法要求会抛出异常（不用你亲自抛出）。

7.ducking只是在踢皮球

使用ducker时，当方法抛出异常，方法会从栈上取出，异常被抛给栈上的方法，即调用方，若调用方为ducker，则此ducker也从栈上取出，异常再被抛给栈上方的方法，如此一路下去。

ducking只是在踢皮球，但早晚要处理这件事，若main（）也duck掉异常，则见下例

public class Washer{

   Laundry laundry = new Laundry();

   public void foo() throws ClothingException{

   laundry.doLaundry();

   }

  

   public static void main（String[] args） throws ClothingException{

   Washer a = new Washer();

   a.foo();

   }

 }

上述程序可通过编译，但会运行出错

1）抛出ClothingException

main()调用foo(),foo()调用doLaundry(),doLaundry抛出ClothingException

2)foo()已经duck掉异常

doLaundry（）从stack上被取走，异常抛给foo()

3)main()也duck掉异常

foo（）也被取走，只剩下JVM

4)JVM驾崩

两种满足编译器的有风险方法的调用方式

1.try\catch块

2.声明（duck掉）

把方法声明为会抛出异常

void foo throws ClothingException{//声明会抛出异常，但无try\catch块

    laundry.doLaundry();          //所以会duck掉，异常给调用方

}

代表调用foo（）的程序必须要处理或同样声明异常

public static void main（String[] args） throws ClothingException{//同样声明

   Washer a = new Washer();

   a.foo();  //要不就用try\catch块处理异常

   }

 }

回到音乐播放程序

利用Midi.getSequencer()创建出sequencer对象，方法要求检查异常，则包含在try\catch块中。

异常处理规则

1.catch与finally不能没有try

2.try与catch之间不能有程序

try{

   }

  int a=1; //error

   }catch(Exception ex)

3.try一定有有catch或finally

try{

   x.doStuff();

   }finally{

   }

4.只带有finally的try必须要声明异常。

void go() throws FooException{

try{

   x.doStuff();

   }finally{

   }

}

总结：

1.方法可在运行期间碰到问题抛出异常，而异常是Exception类型对象。

2.可能会抛出异常的方法必须声明为throws Exception

3.如果不打算处理异常，还可以将异常给ducking来通过编译。

实际发出声音

回顾：MIDI数据保存该演奏那些音乐的指令，所以要将其数据传递到某个MIDI装置，再将数据转化为声音。

类比：

Sequencer:CD播放机

sequence：单曲CD

Track：单曲CD的歌曲信息，包括乐曲的音符等信息（Midi Event）

Midi Event:如同乐谱上的音符，也可表示更换乐器的指令

public void play(){

 try{

   Sequencer player = MidiSystem.getSequencer();

   player.open();  //取得Sequencer并打开

   Sequence seq = new Sequence(Sequence.PPQ,4); //创建新的Sequence

   Track track = seq.createTrack(); //从Sequence中创建新的Track

   ShortMessage a = new ShortMessage();  //创建Message

   a.setMessage(144,1,44,100);           //置入指令：发出44音 

  MidiEvent noteOn = new MidiEvent(a,1);//用Message创建MidiEvent，第一拍启动a

   track.add(noteOn);                    //将MidiEvent加到Track中

......                      //Track带有全部的MidiEvent对象

   track.add(noteOff);       //填入MidiEvent

   player.setSequence(seq); //将Sequence送到Sequencer上

   player.starter();

   ......

制作MidiEvent(乐曲信息)

MidiEvent类似于乐谱，指定何时开始播放某个音符(NOTE ON事件）以及何时停止（NOTE OFF 事件）。MIDI指令放在Message对象中，MidiEvent由Message加上发音时机组成，发音时机比如第四拍执行指令。MidiEvent指定何时做，Message描述做什么。

Track带有全部的MidiEvent对象，Sequence会根据事件时间组织它们，然后Sequencer根据此顺序播放，同一时间可以执行多个操作，如多个乐器的和声。

Message

Message代表做什么，即要sequencer实际执行的指令。要创建MIDI的Message，要用ShortMessage的实例调用setMessage()，传入该信息的四个参数。

信息的格式

a.setMessage(144,1,44,100)

144作为第一个参数代表信息类型，后面三个参数根据信息类型决定其意义，其中1代表频道，不同频道对应不同乐器，44代表音高，100代表音道，取零值几乎听不到。

144代表打开，即NOTE ON,128代表关闭，即NOTE OFF。

展望

12章：创建GUI，能根据MIDI的音乐节奏画出随机的字符，学习事件处理

13章：独立的BeatBox

14章：存储和还原播放进度

书海拾荒

1.任何继承过RuntimeExceptions的类都不会受编译器关于是否声明它会抛出RuntimeExceptions的检查，同样地，不会管调用方是否认识到运行期间的异常，所以诸如NullPointerException和DivideByZero都不要处理

2.编译器不处理RuntimeExceptions，不需要包含在try\catch块，是因为此类异常多是逻辑错误所致，在开发时可以避免，try\catch块是来处理真正的异常。

3.Exception类可以catch所有异常，包括运行期间（unchecked）的异常。