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[编程语言][JAVA·初级]:15.异常处理机制

  2016-04-03 20:44:15

定义


Java 异常是Java提供的用于处理程序中错误的一种机制。
JAVA是采用面向对象的方式来处理异常的。处理过程:
抛出异常:在执行一个方法时,如果发生异常,则这个方法生成代表该异常的一个对象,停止当前执行路径,并把异常对象提交给JRE。
捕获异常:JRE得到该异常后,寻找相应的代码来处理该异常。JRE在方法的调用栈中查找,从生成异常的方法开始回溯,直到找到相应的异常处理代码为止。

分类


JDK 中定义了很多异常类,这些类对应了各种各样可能出现的异常事件,所有异常对象都是派生于Throwable类的一个实例。如果内置的异常类不能够满足需要,还可以创建自己的异常类。


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。
      Error(错误):是程序无法处理的错误,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,Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError),当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时,将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时,Java虚拟机(JVM)一般会选择线程终止。
这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时,如Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError)、类定义错误(NoClassDefFoundError)等。这些错误是不可查的,因为它们在应用程序的控制和处理能力之外,而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说,即使确实发生了错误,本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java中,错误通过Error的子类描述。
      Exception(异常):是程序本身可以处理的异常。
      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。
   注意:异常和错误的区别:异常能被程序本身可以处理,错误是无法处理。
   通常,Java的异常(包括Exception和Error)分为可查的异常(checkedexceptions)和不可查的异常(unchecked exceptions)。
      可查异常(编译器要求必须处置的异常):正确的程序在运行中,很容易出现的、情理可容的异常状况。可查异常虽然是异常状况,但在一定程度上它的发生是可以预计的,而且一旦发生这种异常状况,就必须采取某种方式进行处理。
     除了RuntimeException及其子类以外,其他的Exception类及其子类都属于可查异常。这种异常的特点是Java编译器会检查它,也就是说,当程序中可能出现这类异常,要么用try-catch语句捕获它,要么用throws子句声明抛出它,否则编译不会通过。
     不可查异常(编译器不要求强制处置的异常):包括运行时异常(RuntimeException与其子类)和错误(Error)。
    Exception 这种异常分两大类运行时异常和非运行时异常(编译异常)。程序中应当尽可能去处理这些异常。
      运行时异常:都是RuntimeException类及其子类异常,如NullPointerException(空指针异常)、IndexOutOfBoundsException(下标越界异常)等,这些异常是不检查异常,程序中可以选择捕获处理,也可以不处理。这些异常一般是由程序逻辑错误引起的,程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。
     运行时异常的特点是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,即使没有用try-catch语句捕获它,也没有用throws子句声明抛出它,也会编译通过。
      非运行时异常 (编译异常):是RuntimeException以外的异常,类型上都属于Exception类及其子类。从程序语法角度讲是必须进行处理的异常,如果不处理,程序就不能编译通过。如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常,一般情况下不自定义检查异常。
自定义异常:使用Java内置的异常类可以描述在编程时出现的大部分异常情况。除此之外,用户还可以自定义异常。用户自定义异常类,只需继承Exception类即可。
 在程序中使用自定义异常类,大体可分为以下几个步骤。
(1)创建自定义异常类。
(2)在方法中通过throw关键字抛出异常对象。
(3)如果在当前抛出异常的方法中处理异常,可以使用try-catch语句捕获并处理;否则在方法的声明处通过throws关键字指明要抛出给方法调用者的异常,继续进行下一步操作。
(4)在出现异常方法的调用者中捕获并处理异常。

异常链


     1) 如果调用quotient(3,-1),将发生MyException异常,程序调转到catch (MyException e)代码块中执行;
     2) 如果调用quotient(5,0),将会因“除数为0”错误引发ArithmeticException异常,属于运行时异常类,由Java运行时系统自动抛出。quotient()方法没有捕捉ArithmeticException异常,Java运行时系统将沿方法调用栈查到main方法,将抛出的异常上传至quotient()方法的调用者:
        int result = quotient(a, b); // 调用方法quotient()
       由于该语句在try监控区域内,因此传回的“除数为0”的ArithmeticException异常由Java运行时系统抛出,并匹配catch子句:
<span style="font-size:18px;">catch (ArithmeticException e) { // 处理ArithmeticException异常
System.out.println("除数不能为0");// 输出提示信息
}</span>

      处理结果是输出“除数不能为0”。Java这种向上传递异常信息的处理机制,形成异常链。
      Java方法抛出的可查异常将依据调用栈、沿着方法调用的层次结构一直传递到具备处理能力的调用方法,最高层次到main方法为止。如果异常传递到main方法,而main不具备处理能力,也没有通过throws声明抛出该异常,将可能出现编译错误。
     3)如还有其他异常发生,将使用catch (Exception e)捕捉异常。由于Exception是所有异常类的父类,如果将catch (Exception e)代码块放在其他两个代码块的前面,后面的代码块将永远得不到执行,就没有什么意义了,所以catch语句的顺序不可掉换。

处理机制


在 Java 应用程序中,异常处理机制为:抛出异常,捕捉异常。
       抛出异常:当一个方法出现错误引发异常时,方法创建异常对象并交付运行时系统,异常对象中包含了异常类型和异常出现时的程序状态等异常信息。运行时系统负责寻找处置异常的代码并执行。
       捕获异常:在方法抛出异常之后,运行时系统将转为寻找合适的异常处理器(exception handler)。潜在的异常处理器是异常发生时依次存留在调用栈中的方法的集合。当异常处理器所能处理的异常类型与方法抛出的异常类型相符时,即为合适的异常处理器。运行时系统从发生异常的方法开始,依次回查调用栈中的方法,直至找到含有合适异常处理器的方法并执行。当运行时系统遍历调用栈而未找到合适的异常处理器,则运行时系统终止。同时,意味着Java程序的终止。
       对于运行时异常、错误或可查异常,Java技术所要求的异常处理方式有所不同。
       由于运行时异常的不可查性,为了更合理、更容易地实现应用程序,Java规定,运行时异常将由Java运行时系统自动抛出,允许应用程序忽略运行时异常。
      对于方法运行中可能出现的Error,当运行方法不欲捕捉时,Java允许该方法不做任何抛出声明。因为,大多数Error异常属于永远不能被允许发生的状况,也属于合理的应用程序不该捕捉的异常。
      对于所有的可查异常,Java规定:一个方法必须捕捉,或者声明抛出方法之外。也就是说,当一个方法选择不捕捉可查异常时,它必须声明将抛出异常。
       能够捕捉异常的方法,需要提供相符类型的异常处理器。所捕捉的异常,可能是由于自身语句所引发并抛出的异常,也可能是由某个调用的方法或者Java运行时系统等抛出的异常。也就是说,一个方法所能捕捉的异常,一定是Java代码在某处所抛出的异常。简单地说,异常总是先被抛出,后被捕捉的。
        任何Java代码都可以抛出异常,如:自己编写的代码、来自Java开发环境包中代码,或者Java运行时系统。无论是谁,都可以通过Java的throw语句抛出异常。
       从方法中抛出的任何异常都必须使用throws子句。
       捕捉异常通过try-catch语句或者try-catch-finally语句实现。
        总体来说,Java规定:对于可查异常必须捕捉、或者声明抛出。允许忽略不可查的RuntimeException和Error。




方法:
a) String toString();  用来获取异常对象的名称和原因。
b) String getMessage(); 用来只获取异常对象的原因。
c) void printStackTrace(); 用来打印异常对象的全部信息(名称,原因,位置)。

业务思想


无异常,不程序。相信每个人的程序中都会存在不同的异常,也使得我们的程序会在一段时间内不断的调bug。我并不认为有异常是什么坏事,反而可以促进我们对业务的理解。
享受异常带来的思考,我们会进步的很快呢!




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2016-04-03 20:43:25  
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