1. 异常机制
异常机制是指当程序出现错误后,程序如何处理。具体来说,异常机制提供了程序退出的安全通道。当出现错误后,程序执行的流程发生改变,程序的控制权转移到异常处理器。
2 异常的分类
异常的分类:
① 异常的继承结构:基类为Throwable,Error和Exception继承Throwable,RuntimeException和IOException等继承Exception,具体的RuntimeException继承RuntimeException。
② Error和RuntimeException及其子类成为未检查异常(unchecked),其它异常成为已检查异常(checked)。
每个类型的异常的特点
Error体系 :
Error类体系描述了Java运行系统中的内部错误以及资源耗尽的情形。应用程序不应该抛出这种类型的对象(一般是由虚拟机抛出)。如果出现这种错误,除了尽力使程序安全退出外,在其他方面是无能为力的。所以,在进行程序设计时,应该更关注Exception体系。
Exception体系包括RuntimeException体系和其他非RuntimeException的体系 :
① RuntimeException:RuntimeException体系包括错误的类型转换、数组越界访问和试图访问空指针等等。处理RuntimeException的原则是:如果出现RuntimeException,那么一定是程序员的错误。例如,可以通过检查数组下标和数组边界来避免数组越界访问异常。
②其他非RuntimeException(IOException等等):这类异常一般是外部错误,例如试图从文件尾后读取数据等,这并不是程序本身的错误,而是在应用环境中出现的外部错误。
① Java中RuntimeException这个类名起的并不恰当,因为任何异常都是运行时出现的。(在编译时出现的错误并不是异常,换句话说,异常就是为了解决程序运行时出现的的错误)。
② C++中logic_error与Java中的RuntimeException是等价的,而runtime_error与Java中非RuntimeException类型的异常是等价的。
声明方法抛出异常
① 语法:throws(略)
② 为什么要声明方法抛出异常?
方法是否抛出异常与方法返回值的类型一样重要。假设方法抛出异常确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。
③ 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。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(库函数的异常由库程序员抛出);客户程序员自己使用throw语句抛出异常。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(相当于调试的一种方法);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。
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。
如何抛出异常
① 语法:throw(略)
② 抛出什么异常?对于一个异常对象,真正有用的信息时异常的对象类型,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。
③ 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。
④ 创建自己的异常:当Java内置的异常都不能明确的说明异常情况的时候,需要创建自己的异常。需要注意的是,唯一有用的就是类型名这个信息,所以不要在异常类的设计上花费精力。
捕获异常
如果一个异常没有被处理,那么,对于一个非图形界面的程序而言,该程序会被中止并输出异常信息;对于一个图形界面程序,也会输出异常的信息,但是程序并不中止,而是返回用错误页面。
捕获多个异常(注意语法与捕获的顺序)(略)
finally的用法与异常处理流程(略)
异常处理做什么?对于Java来说,由于有了垃圾收集,所以异常处理并不需要回收内存。但是依然有一些资源需要程序员来收集,比如文件、网络连接和图片等资源。
应该声明方法抛出异常还是在方法中捕获异常?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。
再次抛出异常
①为什么要再次抛出异常? 在本级中,只能处理一部分内容,有些处理需要在更高一级的环境中完成,所以应该再次抛出异常。这样可以使每级的异常处理器处理它能够处理的异常。
②异常处理流程 :对应与同一try块的catch块将被忽略,抛出的异常将进入更高的一级。
① 过度使用异常 :首先,使用异常很方便,所以程序员一般不再愿意编写处理错误的代码,而仅仅是简简单单的抛出一个异常。这样做是不对的,对于完全已知的错误,应该编写处理这种错误的代码,增加程序的鲁棒性。另外,异常机制的效率很差。
② 将异常与普通错误区分开:对于普通的完全一致的错误,应该编写处理这种错误的代码,增加程序的鲁棒性。只有外部的不能确定和预知的运行时错误才需要使用异常。
③ 异常对象中包含的信息 :一般情况下,异常对象唯一有用的信息就是类型信息。但使用异常带字符串的构造函数时,这个字符串还可以作为额外的信息。调用异常对象的getMessage()、toString()或者printStackTrace()方法可以分别得到异常对象的额外信息、类名和调用堆栈的信息。并且后一种包含的信息是前一种的超集。
Throwable是所有Java程序中错误处理的父类,有两种资类:Error和Exception。
Error:表示由JVM所侦测到的无法预期的错误,由于这是属于JVM层次的严重错误,导致JVM无法继续执行,因此,这是不可捕捉到的,无法采取任何恢复的操作,顶多只能显示错误信息。
Exception:表示可恢复的例外,这是可捕捉到的。
Java提供了两类主要的异常:runtime exception和checked exception。checked 异常也就是我们经常遇到的IO异常,以及SQL异常都是这种异常。对于这种异常,JAVA编译器强制要求我们必需对出现的这些异常进行catch。所以,面对这种异常不管我们是否愿意,只能自己去写一大堆catch块去处理可能的异常。
但是另外一种异常:runtime exception,也称运行时异常,我们可以不处理。当出现这样的异常时,总是由虚拟机接管。比如:我们从来没有人去处理过NullPointerException异常,它就是运行时异常,并且这种异常还是最常见的异常之一。
出现运行时异常后,系统会把异常一直往上层抛,一直遇到处理代码。如果没有处理块,到最上层,如果是多线程就由Thread.run()抛出,如果是单线程就被main()抛出。抛出之后,如果是线程,这个线程也就退出了。如果是主程序抛出的异常,那么这整个程序也就退出了。运行时异常是Exception的子类,也有一般异常的特点,是可以被Catch块处理的。只不过往往我们不对他处理罢了。也就是说,你如果不对运行时异常进行处理,那么出现运行时异常之后,要么是线程中止,要么是主程序终止。
如果不想终止,则必须扑捉所有的运行时异常,决不让这个处理线程退出。队列里面出现异常数据了,正常的处理应该是把异常数据舍弃,然后记录日志。不应该由于异常数据而影响下面对正常数据的处理。在这个场景这样处理可能是一个比较好的应用,但并不代表在所有的场景你都应该如此。如果在其它场景,遇到了一些错误,如果退出程序比较好,这时你就可以不太理会运行时异常,或者是通过对异常的处理显式的控制程序退出。
异常处理的目标之一就是为了把程序从异常中恢复出来。