浅析java异常处理机制—中级篇

上一篇我们说到异常处理机制有:捕获异常和抛出异常。下面我们就详细介绍一下。

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捕获异常

代码中捕获异常使用：try、catch 和 finally

处理流程：

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；
4)如果一个方法调用了另外一个声明抛出异常的方法，那么这个方法要么处理异常，要么声明抛出。

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。

抛出异常

在声明方法时候抛出异常

语法：throws（略）
为什么要在声明方法抛出异常？
方法是否抛出异常与方法返回值的类型一样重要。假设方法抛出异常却没有声明该方法将抛出异常，那么客户程序员可以调用这个方法而且不用编写处理异常的代码。那么，一旦出现异常，那么这个异常就没有合适的异常控制器来解决。
为什么抛出的异常一定是已检查异常？
RuntimeException与Error可以在任何代码中产生，它们不需要由程序员显示的抛出，一旦出现错误，那么相应的异常会被自动抛出。遇到Error，程序员一般是无能为力的；遇到RuntimeException，那么一定是程序存在逻辑错误，要对程序进行修改；只有已检查异常才是程序员所关心的，程序应该且仅应该抛出或处理已检查异常。而已检查异常是由程序员抛出的，这分为两种情况：客户程序员调用会抛出异常的库函数；客户程序员自己使用throw语句抛出异常。
注意：
覆盖父类某方法的子类方法不能抛出比父类方法更多的异常，所以，有时设计父类的方法时会声明抛出异常，但实际的实现方法的代码却并不抛出异常，这样做的目的就是为了方便子类方法覆盖父类方法时可以抛出异常。

在方法中抛出异常

语法：throw（略）
抛出什么异常？
对于一个异常对象，真正有用的信息是异常的对象类型，而异常对象本身毫无意义。比如一个异常对象的类型是ClassCastException，那么这个类名就是唯一有用的信息。所以，在选择抛出什么异常时，最关键的就是选择异常的类名能够明确说明异常情况的类。
异常对象通常有两种构造函数：一种是无参数的构造函数；另一种是带一个字符串的构造函数，这个字符串将作为这个异常对象除了类型名以外的额外说明。

throw和throws的区别

public class TestThrow{    public static void main(String[] args)    {        try        {            //调用带throws声明的方法，必须显式捕获该异常            //否则，必须在main方法中再次声明抛出            throwChecked(-3);                    }        catch (Exception e)        {            System.out.println(e.getMessage());        }        //调用抛出Runtime异常的方法既可以显式捕获该异常，        //也可不理会该异常        throwRuntime(3);    }    public static void throwChecked(int a)throws Exception    {        if (a > 0)        {            //自行抛出Exception异常            //该代码必须处于try块里，或处于带throws声明的方法中            throw new Exception("a的值大于0，不符合要求");        }    }    public static void throwRuntime(int a)    {        if (a > 0)        {            //自行抛出RuntimeException异常，既可以显式捕获该异常            //也可完全不理会该异常，把该异常交给该方法调用者处理            throw new RuntimeException("a的值大于0，不符合要求");        }    }}

补充：throwChecked函数的另外一种写法如下所示：

public static void throwChecked(int a)    {        if (a > 0)        {            //自行抛出Exception异常            //该代码必须处于try块里，或处于带throws声明的方法中            try            {                throw new Exception("a的值大于0，不符合要求");            }            catch (Exception e)            {                e.printStackTrace();            }        }    }

注意：此时在main函数里面throwChecked就不用try异常了。

在声明方法抛出异常还是在方法中捕获异常？

处理原则：捕捉并处理哪些知道如何处理的异常，而传递哪些不知道如何处理的异常。
注意：如果每个方法都是简单的抛出异常，那么在方法调用方法的多层嵌套调用中，Java虚拟机会从出现异常的方法代码块中往回找，直到找到处理该异常的代码块为止。然后将异常交给相应的catch语句处理。如果Java虚拟机追溯到方法调用栈最底部main()方法时，如果仍然没有找到处理异常的代码块，将按照下面的步骤处理：
第一、调用异常的对象的printStackTrace()方法，打印方法调用栈的异常信息。
第二、如果出现异常的线程为主线程，则整个程序运行终止;如果非主线程，则终止该线程，其他线程继续运行。
通过分析思考可以看出，越早处理异常消耗的资源和时间越小，产生影响的范围也越小。因此，不要把自己能处理的异常也抛给调用者。

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） 在try块中抛出异常。
（3） 在try块中执行return、break、continue。
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块然后再离开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con是null的关系，在finally语句中抛出了NullPointerException，在finally块中增加对con是否为null的判断可以避免产生这种情况。

总结

我们编写程序时除了抛出异常信息外，可以多打印一些日志，这样当程序出现错误时可以快速定位到异常出现的位置。方便我们快速排错。无论方法执行成功还是失败都应该打印日志出来。这样我们可以通过日志快速定位到异常的位置，在通过异常信息判断出异常的类型。当我们也可以创建自己的异常类，处理一些java内置异常不能明确说明的异常情况，但是这种情况比较少见，而且唯一有用的只是异常的类型名这个信息。