Java的异常处理

Java的异常处理

基本介绍

异常对象都是派生于Throwable类的一个实例，如果我们的内置的异常类不能满足需求，我们可以自定义异常进行处理

所有的异常都是由Throwable继承而来的，在下一层分为两个部分：

• Error类
• Exception类

其中，Error类层次结构描述了Java运行时系统的内部错误和资源耗尽错误

而我们重点关注的是Exception层次结构。这个层次结构又分解为了两个部分：

• RuntimeException
• 其他异常

划分标准为：由程序错误导致的异常属于RuntimeException；而我们的程序本身没有错误，但是由于像IO错误这类问题导致的异常属于其他异常。

通常，我们的RuntimeException包含以下：

• 错误的指令转换，数组的访问越界，访问null指针

不是派生于RuntimeException的异常包含以下：

• 试图在文件的尾部后面读取数据，试图打开一个不存在的文件，试图根据指定的字符查找Class对象

总结：

我们将Error和RuntimeException的所有异常称为非受查异常，而将所有的其他异常称为受查异常

异常的处理机制

对于异常，我们有两种处理机制：

• 在定义的方法上声明所有可能抛出的受查异常，而我们的非受查异常要么不可控制，要么就应该避免发生。如果方法没有声明所有可能发生的受查异常，编译器就会发出一个错误信息

• 捕获异常

继承中关于异常需要注意的点

如果我们的子类中覆盖了父类的一个方法，那么子类中声明的异常不能比父类声明的异常更通用，就是说子类方法中可以抛出的异常范围应该小于我们的父类，或者根本不抛出异常，如果我们的父类没有抛出异常，而必须保证我们的子类也不会抛出任何的受查异常。

异常的捕获

如果我们的异常发生的时候没有在任何地方进行捕获，那么程序就会终止执行，并在我们的控制台打印出我们的异常信息，其中就包括我们的异常的类型和堆栈的内容。此时我们可以使用捕获异常的方式进行处理：

try {
    //代码块
}catch(Exception e) {
    //异常的处理
}finally {
    //资源的释放
} 

其中的执行的流程：

• 如果我们的try语句块的任何代码抛出了一个在catch子句中说明的异常类，那么：

  • 程序就会跳过try语句块的其余代码
  • 程序将会执行catch子句中的处理器代码

• 如果我们的try语句块的任何代码抛出了一个在catch子句中没有声明的异常类，那么这个方法就会立即退出！！！

此时我们也可以使用在方法上声明需要抛出的异常：

public void readFile(String filename) throws IOException {
    ...
} 

此时我们就会将这个异常进行传递，传递给调用这个方法的上层处理器进行处理，但是这个规则在有些场景中是不适用的：

• 父子类异常处理机制中，如果编写了一个覆盖了父类的方法，而这个方法又没有抛出异常，那么这个方法就必须捕获方法代码中的每一个受查异常。我们不允许子类的throws说明符中出现超过父类方法中所列出的异常类的范围。

捕获多个异常

我们可以同时捕获多个异常，即我们在一个try代码块种可以捕获多个异常类型，并对不同的类型的异常进行不同的处理。

捕获多个异常的时候，我们的异常变量隐含为final变量。

finally子句

当我们进行抛出一个异常，就会终止方法中剩余代码的处理，并退出这个方法的执行。此时我们可以使用finally子句进行资源的回收。

不管是否有异常发生，我们的finally子句中的代码都会被执行。

细节点：

• 当我们的finally子句中包含return语句的时候，将会出现一种意向不到的结果。假设此时我们得try语句块中有return语句，此时在方法返回之前，我们的finally子句的内容将会被执行。

  public class TestFinally {
      public static void main(String[] args) {
          int res = find(2);
          System.out.println(res);
      }
  
      private static int find(int n) {
          try {
              int r = n * n;
              return r;
          }finally {
              System.out.println("finally 代码块");
          }
      }
  }
  
  输出结果:
  finally 代码块
  4
  

• 如果上面的代码除了我们的try语句块中存在return语句，我们的finally子句中也存在一个return语句，此时我们finally语句中的return返回值将会覆盖原始的返回值

  public class TestFinally {
      public static void main(String[] args) {
          int res = find(2);
          System.out.println(res);
      }
  
      private static int find(int n) {
          try {
              int r = n * n;
              return r;
          }finally {
              System.out.println("finally 代码块");
              if (n == 2) return 0;
          }
      }
  }
  
  输出结果:
  finally 代码块
  0
  

堆栈轨迹（stack trace）

堆栈轨迹（stack trace）是一种方法调用过程的列表，它包含了程序执行过程中的方法调用的特定位置。

我们可以使用Thread.getAllStackTrace方法，它可以产生所有线程的堆栈轨迹。

异常代码测试

举例：我们的本地D盘下1.txt文件不存在，此时由于FileNotFoundException是IOException的子类，故匹配了FileNotFoundException的catch子句，只会打印e1，不会打印e2的异常信息

public class TestIO {
    public static void main(String[] args) {
        ObjectInputStream inputStream = null;
        try {
            inputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream("D:\\1.txt"));
            Object object = inputStream.readObject();
        } catch (FileNotFoundException e1) {
            System.out.println("FileNotFoundException");
            e1.printStackTrace();
        } catch (IOException e2) {
            System.out.println("IOException");
            e2.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e3) {
            System.out.println("ClassNotFoundException");
            e3.printStackTrace();
        }finally {
            /*
            * public interface ObjectInput extends DataInput, AutoCloseable
            * ObjectInputStream底层实现了AutoCloseable接口，在try代码块退出的时候，会自动调用inputStream.close()方法
            * */
        }

    }
}

输出结果：

FileNotFoundException
java.io.FileNotFoundException: D:\1.txt (系统找不到指定的文件。)
	at java.io.FileInputStream.open0(Native Method)
	at java.io.FileInputStream.open(FileInputStream.java:195)
	at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:138)
	at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:93)
	at com.feng.io.TestIO.main(TestIO.java:15)

同时，我们的ObjectInputStream底层实现了ObjectInput接口，而我们的ObjectInput接口实现了AutoCloseable接口，它的内部包含一个close()方法，这个方法会声明为抛出一个IOException，它会在我们的try语句块退出的时候，自动的调用close方法，帮我们关闭资源。