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。
首先,java的异常分为Error和Exception。这两类都是接口Throwable的子类。Error及Exception及其子类之间的关系,大致可以用下图简述。
注意事项:
1。 Error仅在java的虚拟机中发生,用户无需在程序中捕捉或者抛出Error。
2。 Exception分为一般的Exception和RuntimeException两类。这里有点让人觉得别扭的是RuntimeException(Unchecked)继承于Exception(Checked)的父类。
PS: checked与unchecked的概念理解:
checked: 一般是指程序不能直接控制的外界情况,是指在编译的时候就需要检查的一类exception,用户程序中必须采用try catch机制处理或者通过throws交由调用者来处理。这类异常,主要指除了Error以及RuntimeException及其子类之外的异常。
unchecked:是指那些不需要在编译的时候就要处理的一类异常。在java体系里,所有的Error以及RuntimeException及其子类都是unchecked异常。再形象直白的理解为不需要try catch等机制处理的异常,可以认为是unchecked的异常。
checked与unchecked在throwable的继承关系中体现为下图:
+-----------+ | Throwable | +-----------+ / / +-------+ +-----------+ | Error | | Exception | +-------+ +-----------+ / | / | \________/ \______/ +------------------+ unchecked checked | RuntimeException | +------------------+ / | | \_________________/ unchecked
下面列举例子说明上面的注意事项2中提到的比较别扭的地方:
首先定义一个基本的异常类GenericException,继承于Exception。
1 package check_unchecked_exceptions; 2 3 public class GenericException extends Exception{ 4 5 /** 6 * 7 */ 8 private static final long serialVersionUID = 2778045265121433720L; 9 10 public GenericException(){ 11 12 } 13 14 public GenericException(String msg){ 15 super(msg); 16 } 17 }
下面定义一个测试类VerifyException。
1 package check_unchecked_exceptions; 2 3 public class VerifyException { 4 5 public void first() throws GenericException { 6 throw new GenericException("checked exception"); 7 } 8 9 public void second(String msg){ 10 if(msg == null){ 11 throw new NullPointerException("unchecked exception"); 12 } 13 } 14 15 public void third() throws GenericException{ 16 first(); 17 } 18 19 public static void main(String[] args) { 20 VerifyException ve = new VerifyException(); 21 22 try { 23 ve.first(); 24 } catch (GenericException e) { 25 e.printStackTrace(); 26 } 27 28 ve.second(null); 29 } 30 31 }
运行后,在eclipse的控制台上得到下面的信息:
1 check_unchecked_exceptions.GenericException: checked exception 2 at check_unchecked_exceptions.VerifyException.first(VerifyException.java:6) 3 at check_unchecked_exceptions.VerifyException.main(VerifyException.java:23) 4 Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: unchecked exception 5 at check_unchecked_exceptions.VerifyException.second(VerifyException.java:11) 6 at check_unchecked_exceptions.VerifyException.main(VerifyException.java:29)
上面的例子,结合checked以及unchecked的概念,可以看出Exception这个父类是checked类型,但是其子类RuntimeException (子类NullPointerException)却是unchecked的。
本博文描述的checked与unchecked概念很基础,但是大家不一定都明白。。。