Java入门两周旅 (Day12) Java 异常处理

Java 异常处理

没有程序能够始终正常运行，Java 语言的设计者也知道这一点。Java 平台提供了内置机制来处理代码未准确地按计划运行的情形。

异常 是在程序执行期间发生的破坏正常的程序指令流的事件。

异常处理 可以使用 try 和 catch 代码块（以及 finally）捕获错误。

异常类型

在 Java 中，异常的层次结构图如下：

• Throwable
  • Error : 运行时环境发生的错误。例如，JVM 内存溢出。一般地，程序不会从错误中恢复。
  • Exception : 程序本身可以处理的异常
    • IOException
    • RuntimeException

异常分层结构

Java 语言包含一个完整的异常分层结构，它由许多类型的异常组成，这些异常划分为两大主要类别：

• 已检查的异常(checked exceptions)：已由编译器检查（表示编译器确定它们已在您代码中的某处处理过）。一般而言，这些异常是 java.lang.Exception 的直接子类。
• 未检查的异常（也称为运行时异常，unchecked / runtime exceptions）：未由编译器检查。这些是 java.lang.RuntimeException 的子类。

使用 try、catch 和 finally

try {
    // Try to execute
} catch (ExceptionType e) {
  	// Catch exception
} finally {
    // Always executes
}

⚠️【注意】ExceptionType 要换成具体的错误类型：如 RuntimeException、IOException 。

try、catch 和 finally 代码块共同形成了一张捕获异常的网:

• 首先，try 语句限定可能抛出异常的代码;
• 捕获的异常会放到 catch 代码块（或称 异常处理函数） 中。捕获到异常时，可以尝试优雅地进行恢复，也可以退出程序（或方法）;
• 在所有尝试和捕获都完成后，会继续执行 finally 代码块，无论是否发生了异常;

例如：

package mine.java.tour;

import java.util.logging.Logger;

public class Exception {
	public static void main(String[] args) {
		Logger l = Logger.getLogger("Try-Catch-Finally");

		try {
			Integer foo = null;
			System.out.println("foo: " + foo.toString());
		} catch (RuntimeException e) {
			l.severe("Caught exception: " + e);
			System.out.println("catch");
		} finally {
			System.out.println("finally");
		}
	}
}

运行这个程序会得到如下结果：

5月 02, 2019 11:57:04 上午 mine.java.tour.Exception main
严重: Caught exception: java.lang.NullPointerException
catch
finally

多个 catch 代码块

可以拥有多个 catch代码块，但必须采用某种特定方式来搭建它们。

如果所有异常都是其他异常的子类，那么子类会按照 catch 代码块的顺序放在父类前面。

try {

} catch (IndexOutOfBoundsException e) {
    System.err.println("IndexOutOfBoundsException: " + e.getMessage());
} catch (IOException e) {
    System.err.println("Caught IOException: " + e.getMessage());
}

用一个 catch 捕获多个类型的错误

在 Java SE 7 以后，一个 catch 语句可以处理不止一个类型的异常。这个特性可以让我们避免一直写重复的代码，也让我们没有理由去catch一个过度宽泛的错误类型（例如，我们本来应该逐一处理各种不同的问题，但为了避免麻烦，直接 catch(RuntimeException e)）。

我们可以把 catch 的小括号里的单个 ExceptionType 替换为逐个列出需要这个语句块处理的错误类型，每个类型之间用 竖线（ | ）分隔。

catch (IOException|SQLException ex) {
    logger.log(ex);
    throw ex;
}

【注】在用一个 catch 捕获多个错误的时候，这个 catch 的参数会隐含地带上 final 属性。例如在上面的例子中，catch 的参数 ex 是一个 final 的变量，因此，不能在 catch 语句块里给它赋值！

throws 和 throw

• throws : 方法可能抛出异常的声明(用在声明方法时，表示该方法可能要抛出异常)。

Checked exception 通过在声明一个方法时使用 throws 关键字加上一个可能的异常列表 来向编译器声明：

public void doSomething(int a) throws Exception1, Exception1, ... {
    ...
}

throws Exception1, Exception1, ... 只是告诉编译器这个方法可能会抛出这些异常，方法的调用者可能要处理这些异常，而这些可能异常是该函数体产生的。

• throw 是具体向外抛异常的动作，它抛出一个异常实例。

import java.io.*;
public class className
{
  public void deposit(double amount) throws RemoteException
  {
    // Method implementation
    throw new RemoteException();
  }
  //Remainder of class definition
}

try-with-resources 代码块

当我们在 try 中使用一些资源时，不论出错与否我们都应该在最后关闭它，所以可以在finally 中完成这个关闭操作：

static String readFirstLineFromFileWithFinallyBlock(String path)
                                                     throws IOException {
    BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(path));
    try {
        return br.readLine();
    } finally {
        if (br != null) br.close();
    }
}

Java SE 7 开始，还有一种更简单办法来解决问题，Java 可以自动关闭资源：

static String readFirstLineFromFile(String path) throws IOException {
    try (BufferedReader br =
                   new BufferedReader(new FileReader(path))) {
        return br.readLine();
    }
}

在 try 后面加小括号，里面声明需要的资源，在结束异常检测后（在 try 代码块超出范围时），Java 将自动处理这个资源的关闭问题。

注意，这种自动关闭的资源必须实现 java.lang.AutoCloseable 接口；如果尝试在一个没有实现该接口的资源类上实现此语法，会出错。

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相关代码：

Exception.java