Java核心技术卷阅读随笔--第7章异常断言和日志

Posted 2021-06-06 风掠杨柳很强大

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java核心技术卷阅读随笔--第7章异常断言和日志相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

异常、断言和日志

　　在理想状态下，用户输入数据的格式永远都是正确的，选择打开的文件也一定存在，并且永远不会出现 bug。迄今为止，本书呈现给大家的代码似乎都处在这样一个理想境界中。然而，在现实世界中却充满了不良的数据和带有问题的代码，现在是讨论 Java 程序设计语言处理这些问题的机制的时候了。

　　人们在遇到错误时会感觉不爽。如果一个用户在运行程序期间，由于程序的错误或一些外部环境的影响造成用户数据的丢失，用户就有可能不再使用这个程序了，为了避免这类事情的发生，至少应该做到以下几点：

　　• 向用户通告错误；

　　• 保存所有的工作结果；

　　• 允许用户以妥善的形式退出程序。

　　对于异常情况，例如，可能造成程序崩溃的错误输入，Java 使用一种称为异常处理 ( exception handing) 的错误捕获机制处理。Java 中的异常处理与 C++ 或 Delphi 中的异常处理十分类似。本章的第 1 部分先介绍 Java 的异常。

　　在测试期间，需要进行大量的检测以验证程序操作的正确性。然而，这些检测可能非常耗时，在测试完成后也不必保留它们，因此，可以将这些检测删掉，并在其他测试需要时将它们粘贴回来，这是一件很乏味的事情。本章的第 2 部分将介绍如何使用断言来有选择地启用检测。

　　当程序出现错误时，并不总是能够与用户或终端进行沟通。此时，可能希望记录下出现的问题，以备日后进行分析。本章的第 3 部分将讨论标准 Java 日志框架。

7.1 处理错误

　　假设在一个 Java 程序运行期间出现了一个错误。这个错误可能是由于文件包含了错误信息，或者网络连接出现问题造成的，也有可能是因为使用无效的数组下标，或者试图使用一个没有被赋值的对象引用而造成的。用户期望在出现错误时，程序能够采用一些理智的行为。如果由于出现错误而使得某些操作没有完成，程序应该：

　　• 返回到一种安全状态，并能够让用户执行一些其他的命令；或者

　　• 允许用户保存所有操作的结果，并以妥善的方式终止程序。

　　要做到这些并不是一件很容易的事情。其原因是检测（或引发）错误条件的代码通常离那些能够让数据恢复到安全状态，或者能够保存用户的操作结果，并正常地退出程序的代码很远。异常处理的任务就是将控制权从错误产生的地方转移给能够处理这种情况的错误处理器。为了能够在程序中处理异常情况，必须研究程序中可能会出现的错误和问题，以及哪类问题需要关注。

　　1. 用户输入错误

　　除了那些不可避免的键盘输入错误外, 有些用户喜欢各行其是，不遵守程序的要求。例如，假设有一个用户请求连接一个 URL，而语法却不正确。在程序代码中应该对此进行检查，如果没有检査，网络层就会给出警告。

　　2. 设备错误

　　硬件并不总是让它做什么，它就做什么。打印机可能被关掉了。网页可能临时性地不能浏览。在一个任务的处理过程中，硬件经常出现问题。例如，打印机在打印过程中可能没有纸了。

　　3. 物理限制

　　磁盘满了，可用存储空间已被用完。

　　4. 代码错误

　　程序方法有可能无法正确执行。例如，方法可能返回了一个错误的答案，或者错误地调用了其他的方法。计算的数组索引不合法，试图在散列表中查找一个不存在的记录，或者试图让一个空找执行弹出操作，这些都属于代码错误。

　　对于方法中的一个错误，传统的做法是返回一个特殊的错误码，由调用方法分析。例如，对于一个从文件中读取信息的方法来说，返回值通常不是标准字符，而是一个-1 , 表示文件结束。这种处理方式对于很多异常状况都是可行的。还有一种表示错误状况的常用返回值是 null 引用。

　　遗憾的是，并不是在任何情况下都能够返回一个错误码。有可能无法明确地将有效数据与无效数据加以区分。一个返回整型的方法就不能简单地通过返回-1 表示错误，因为-1 很可能是一个完全合法的结果。

　　正如第 5 章中所叙述的那样，在 Java 中，如果某个方法不能够采用正常的途径完整它的任务，就可以通过另外一个路径退出方法。在这种情况下，方法并不返回任何值，而是抛出 ( throw) 一个封装了错误信息的对象。需要注意的是，这个方法将会立刻退出，并不返回任何值。此外，调用这个方法的代码也将无法继续执行，取而代之的是，异常处理机制开始搜索能够处理这种异常状况的异常处理器（exception handler)。

　　异常具有自己的语法和特定的继承结构。下面首先介绍一下语法，然后再给出有效地使用这种语言功能的技巧。

　　7.1.1 异常分类

　　　　在 Java 程序设计语言中， 异常对象都是派生于 Throwable 类的一个实例。稍后还可以看到，如果 Java 中内置的异常类不能够满足需求，用户可以创建自己的异常类。

　　　　需要注意的是，所有的异常都是由 Throwable 继承而来，但在下一层立即分解为两个分支：Error 和 Exception。

　　　　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。应用程序不应该抛出这种类型的对象。如果出现了这样的内部错误，除了通告给用户，并尽力使程序安全地终止之外，再也无能为力了。这种情况很少出现。

　　　　在设计 Java 程序时，需要关注 Exception 层次结构。这个层次结构又分解为两个分支：一个分支派生于 RuntimeException ; 另一个分支包含其他异常。划分两个分支的规则是：由程序错误导致的异常属于 RuntimeException ; 而程序本身没有问题，但由于像 I/O 错误这类问题导致的异常属于其他异常。

　　　　派生于 RuntimeException 的异常包含下面几种情况：

　　　　• 错误的类型转换。

　　　　• 数组访问越界。

　　　　• 访问 null 指针。

　　　　不是派生于 RuntimeException 的异常包括：

　　　　• 试图在文件尾部后面读取数据。

　　　　• 试图打开一个不存在的文件。

　　　　• 试图根据给定的字符串查找 Class 对象，而这个字符串表示的类并不存在。

　　　　“ 如果出现 RuntimeException 异常，那么就一定是你的问题” 是一条相当有道理的规则。应该通过检测数组下标是否越界来避免 ArraylndexOutOfBoundsException 异常；应该通过在使用变量之前检测是否为 null 来杜绝 NullPointerException 异常的发生。

　　　　如何处理不存在的文件呢？难道不能先检查文件是否存在再打开它吗？嗯，这个文件有可能在你检查它是否存在之前就已经被删除了。因此，“ 是否存在” 取决于环境，而不只是取决于你的代码。

　　　　Java 语言规范将派生于 Error 类或 RuntimeException 类的所有异常称为非受查 ( unchecked ) 异常，所有其他的异常称为受查（ checked) 异常。这是两个很有用的术语，在后面还会用到。编译器将核查是否为所有的受査异常提供了异常处理器。

　　　　注释： RuntimeException 这个名字很容易让人混淆。实际上，现在讨论的所有错误都发生在运行时。

　　　　C++ 注释：如果熟悉标准 C++ 类库中的异常层次结构，就一定会感到有些困惑。C++ 有两个基本的异常类，一个是 runtime_error ; 另一个是 logic_error。logic_error 类相当于 Java 中的 RuntimeException，它表示程今中的逻辑错误；runtime_error 类是所有由于不可预测的原因所引发的异常的基类。它相当于 Java 中的非 RuntimeException 异常。

　　7.1.2 声明受查异常

　　　　如果遇到了无法处理的情况，那么 Java 的方法可以抛出一个异常。这个道理很简单：一个方法不仅需要告诉编译器将要返回什么值，还要告诉编译器有可能发生什么错误。例如，一段读取文件的代码知道有可能读取的文件不存在，或者内容为空，因此，试图处理文件信息的代码就需要通知编译器可能会抛出 IOException 类的异常。

　　　　方法应该在其首部声明所有可能抛出的异常。这样可以从首部反映出这个方法可能抛出哪类受査异常。例如，下面是标准类库中提供的 FilelnputStream 类的一个构造器的声明（有关输入和输出的更多信息请参看卷 2 的第 2 章。）

public Fi1elnputStream(String name) throws FileNotFoundException

　　　　这个声明表示这个构造器将根据给定的 String 参数产生一个 FilelnputStream 对象，但也有可能抛出一个 FileNotFoundException 异常。如果发生了这种糟糕情况，构造器将不会初始化一个新的 FilelnputStream 对象，而是抛出一个 FileNotFoundException 类对象。如果这个方法真的抛出了这样一个异常对象，运行时系统就会开始搜索异常处理器，以便知道如何处理 FileNotFoundException 对象。

　　　　在自己编写方法时，不必将所有可能抛出的异常都进行声明。至于什么时候需要在方法中用 throws 子句声明异常，什么异常必须使用 throws 子句声明，需要记住在遇到下面 4 种情况时应该抛出异常。

　　　　1 ) 调用一个抛出受査异常的方法，例如， FilelnputStream 构造器。

　　　　2 ) 程序运行过程中发现错误，并且利用 throw语句抛出一个受查异常（下一节将详细地介绍 throw 语句)。

　　　　3 ) 程序出现错误，例如，a[-1] =0 会抛出一个 ArraylndexOutOfBoundsException 这样的非受查异常。

　　　　4 ) Java 虚拟机和运行时库出现的内部错误。

　　　　如果出现前两种情况之一，则必须告诉调用这个方法的程序员有可能抛出异常。为什么？因为任何一个抛出异常的方法都有可能是一个死亡陷阱。 如果没有处理器捕获这个异常，当前执行的线程就会结束。

　　　　对于那些可能被他人使用的 Java 方法，应该根据异常规范（ exception specification), 在方法的首部声明这个方法可能抛出的异常。

class MyAnimation
{
    ...
    public Image loadImage(String s) throws IOException
    {
        ...
    }
}

　　　　如果一个方法有可能抛出多个受查异常类型，那么就必须在方法的首部列出所有的异常类。每个异常类之间用逗号隔开。如下面这个例子所示：

class MyAnimation
{
    ...
    public Image loadImage(String s) throws FileNotFoundException,EOFException
    {
        ...
    }
}

　　　　但是，不需要声明 Java 的内部错误，即从 Error 继承的错误。任何程序代码都具有抛出那些异常的潜能，而我们对其没有任何控制能力。

　　　　同样，也不应该声明从 RuntimeException 继承的那些非受查异常。

class MyAnimation
{
    void drawlmage(int i) throws ArrayIndexOutOfBoundsException // bad style
    {
        ...
    }
}

　　　　这些运行时错误完全在我们的控制之下。如果特别关注数组下标引发的错误，就应该将更多的时间花费在修正程序中的错误上，而不是说明这些错误发生的可能性上。

　　　　总之，一个方法必须声明所有可能抛出的受查异常，而非受查异常要么不可控制（ Error), 要么就应该避免发生（ RuntimeException)。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消息。

　　　　当然，从前面的示例中可以知道：除了声明异常之外，还可以捕获异常。这样会使异常不被抛到方法之外，也不需要 throws 规范。稍后，将会讨论如何决定一个异常是被捕获，还是被抛出让其他的处理器进行处理。

　　　　警告： 如果在子类中覆盖了超类的一个方法， 子类方法中声明的受查异常不能比超类方法中声明的异常更通用 （也就是说，子类方法中可以抛出更特定的异常，或者根本不抛出任何异常）。特别需要说明的是， 如果超类方法没有抛出任何受查异常，子类也不能抛出任何受查异常。例如，如果覆盖 JComponent.paintComponent 方法，由于超类中这个方法没有抛出任何异常，所以，自定义的 paintComponent 也不能抛出任何受查异常。

　　　　如果类中的一个方法声明将会抛出一个异常，而这个异常是某个特定类的实例时，则这个方法就有可能抛出一个这个类的异常，或者这个类的任意一个子类的异常。例如，FilelnputStream 构造器声明将有可能抛出一个 IOExcetion 异常，然而并不知道具体是哪种 IOException 异常。它既可能是 IOException 异常，也可能是其子类的异常，例如， FileNotFoundException。

　　　　C++ 注释：Java 中的 throws 说明符与 C++ 中的 throw 说明符基本类似，但有一点重要的区别。在 C++ 中，throw 说明符在运行时执行，而不是在编译时执行。也就是说， C++ 编译器将不处理任何异常规范。但是，如果函数抛出的异常没有出现在 throw 列表中，就会调用 unexpected 函数，这个函数的默认处理方式是终止程序的执行。

　　　　另外，在 C++ 中，如果没有给出 throw 说明，函数可能会抛出任何异常。而在 Java 中，没有 throws 说明符的方法将不能抛出任何受查异常。

　　7.1.3 如何抛出异常

　　　　假设在程序代码中发生了一些很糟糕的事情。一个名为 readData 的方法正在读取一个首部具有下列信息的文件：

Content-length: 1024

　　　　然而，读到 733 个字符之后文件就结束了。我们认为这是一种不正常的情况，希望抛出一个异常。

　　　　首先要决定应该抛出什么类型的异常。将上述异常归结为 IOException 是一种很好的选择。仔细地阅读 Java API 文档之后会发现：EOFException 异常描述的是“ 在输入过程中，遇到了一个未预期的 EOF 后的信号”。这正是我们要抛出的异常。下面是抛出这个异常的语句：

throw new EOFException（）;

　　　　或者

EOFException e = new EOFException（）;
throw e;

　　　　下面将这些代码放在一起：

String readData(Scanner in) throws EOFException
{
    ...
    while (...)
    {
        if (!in.hasNext()) // EOF encountered
        {
            if(n<len)
                throw new EOFException
        }
        ...
    }
    return s;
}

　　　　EOFException 类还有一个含有一个字符串型参数的构造器。这个构造器可以更加细致的描述异常出现的情况。

String gripe = "Content-length: " + len + ", Received: " + n;
throw new EOFException(gripe);

　　　　在前面已经看到，对于一个已经存在的异常类，将其抛出非常容易。在这种情况下：

　　　　1 ) 找到一个合适的异常类。

　　　　2 ) 创建这个类的一个对象。

　　　　3 ) 将对象抛出。

　　　　一旦方法抛出了异常，这个方法就不可能返回到调用者。也就是说，不必为返回的默认值或错误代码担忧。

　　　　C++ 注释： 在 C++ 与 Java 中，抛出异常的过程基本相同，只有一点微小的差别。 在 Java 中，只能抛出 Throwable 子类的对象，而在 C++ 中，却可以抛出任何类型的值。

　　7.1.4 创建异常类

　　　　在程序中，可能会遇到任何标准异常类都没有能够充分地描述清楚的问题。在这种情况下，创建自己的异常类就是一件顺理成章的事情了。我们需要做的只是定义一个派生于 Exception 的类，或者派生于 Exception 子类的类。例如，定义一个派生于 IOException 的类。习惯上， 定义的类应该包含两个构造器，一个是默认的构造器；另一个是带有详细描述信息的构造器（超类 Throwable 的 toString 方法将会打印出这些详细信息，这在调试中非常有用)。

class FileFormatException extends IOException
{
    public FileFormatException() {}
    public FileFormatException(String gripe)
    {
        super(gripe);
    }
}

　　　　现在，就可以抛出自己定义的异常类型了。

String readData(BufferedReader in) throws FileFormatException
{
    ...
    while (...)
    {
        if (ch == -1) // EOF encountered
        {
            if (n < len)
                throw new FileFornatException（）;
        }
        ...
    }
    return s;
}

　　　　API javaJang.Throwable 1.0

　　　　• Throwable( )

　　　　　　构造一个新的 Throwabie 对象，这个对象没有详细的描述信息。

　　　　• Throwable(String message )

　　　　　　构造一个新的 throwabie 对象，这个对象带有特定的详细描述信息。习惯上，所有派生的异常类都支持一个默认的构造器和一个带有详细描述信息的构造器。

　　　　• String getMessage( )

　　　　　　获得 Throwable 对象的详细描述信息。

7.2 捕获异常

　　到目前为止，已经知道如何抛出一个异常。这个过程十分容易。只要将其抛出就不用理踩了。当然，有些代码必须捕获异常。捕获异常需要进行周密的计划。这正是下面几节要介绍的内容。

　　7.2.1 捕获异常

　　　　如果某个异常发生的时候没有在任何地方进行捕获，那程序就会终止执行，并在控制台上打印出异常信息，其中包括异常的类型和堆栈的内容。对于图形界面程序（applet 和应用程序) ，在捕获异常之后，也会打印出堆桟的信息，但程序将返回到用户界面的处理循环中 (在调试 GUI 程序时，最好保证控制台窗口可见，并且没有被最小化）。

　　　　要想捕获一个异常，必须设置 try/catch语句块。最简单的 try语句块如下所示：

try
{
    code 
    more code 
    more code
}
catch (ExceptionType e)
{
    handler for this type
}

　　　　如果在 try语句块中的任何代码抛出了一个在 catch 子句中说明的异常类，那么

　　　　1 ) 程序将跳过 try语句块的其余代码。

　　　　2 ) 程序将执行 catch 子句中的处理器代码。

　　　　如果在 try 语句块中的代码没有拋出任何异常，那么程序将跳过 catch 子句。

　　　　如果方法中的任何代码拋出了一个在 catch 子句中没有声明的异常类型，那么这个方法就会立刻退出（希望调用者为这种类型的异常设计了 catch 子句)。　　　　为了演示捕获异常的处理过程，下面给出一个读取数据的典型程序代码：

public void read(String filename)
{
    try
    {
        InputStream in = new FileInputStream(filename);
        int b;
        while ((b = in.read())!= -1)
        {
            process input
        }
    }
    catch (IOException exception)
    {
        exception.printStackTrace();
    }
}

　　　　需要注意的是，try 语句中的大多数代码都很容易理解：读取并处理字节，直到遇到文件结束符为止。正如在 Java API 中看到的那样， read 方法有可能拋出一个 IOException 异常。在这种情况下，将跳出整个 while 循环，进入 catch 子旬，并生成一个栈轨迹。对于一个普通的程序来说，这样处理异常基本上合乎情理。还有其他的选择吗？

　　　　通常，最好的选择是什么也不做，而是将异常传递给调用者。如果 read 方法出现了错误, 就让 read方法的调用者去操心！如果采用这种处理方式，就必须声明这个方法可能会拋出一个 IOException。

public void read(String filename) throws IOException
(
    InputStream in = new FilelInputStream(filename);
    int b;
    while ((b = in.read()) != -1)
    {
        process input
    }
}

　　　　请记住，编译器严格地执行 throws 说明符。如果调用了一个抛出受查异常的方法，就必须对它进行处理，或者继续传递。

　　　　哪种方法更好呢？通常，应该捕获那些知道如何处理的异常，而将那些不知道怎样处理的异常继续进行传递。

　　　　如果想传递一个异常，就必须在方法的首部添加一个 throws 说明符，以便告知调用者这个方法可能会抛出异常。

　　　　仔细阅读一下 Java API 文档，以便知道每个方法可能会抛出哪种异常，然后再决定是自己处理，还是添加到 throws 列表中。对于后一种情况，也不必犹豫。将异常直接交给能够胜任的处理器进行处理要比压制对它的处理更好。

　　　　同时请记住，这个规则也有一个例外。前面曾经提到过：如果编写一个覆盖超类的方法，而这个方法又没有抛出异常（如 JComponent 中的 paintComponent ), 那么这个方法就必须捕获方法代码中出现的每一个受查异常。不允许在子类的 throws 说明符中出现超过超类方法所列出的异常类范围。

　　　　C++ 注释：在 Java 与 C++ 中，捕获异常的方式基本相同。严格地说，下列代码

catch (Exception e) //]ava
与
catch (Exception& e) // C++
是一样的。

　　　　在 Java 中，没有与 C++ 中 catch() 对应的东西。由于 Java 中的所有异常类都派生于一个公共的超类，所以，没有必要使用这种机制。

　　7.2.2 捕获多个异常

　　　　在一个 try 语句块中可以捕获多个异常类型，并对不同类型的异常做出不同的处理。可以按照下列方式为每个异常类型使用一个单独的 catch 子句：

try
{
    code that might throw exceptions
}
catch (FileNotFoundException e)
{
    emergency action for missing files
}
catch (UnknownHostException e)
{
    emergency action for unknown hosts
}
catch (IOException e)
{
    emergency actionfor all other I/O problems
}

　　　　异常对象可能包含与异常本身有关的信息。要想获得对象的更多信息，可以试着使用

e.getMessage（）

　　　　得到详细的错误信息（如果有的话) ，或者使用

e.getClass（）.getName（）

　　　　得到异常对象的实际类型。

　　　　在 Java SE 7中，同一个 catch 子句中可以捕获多个异常类型。例如，假设对应缺少文件和未知主机异常的动作是一样的，就可以合并 catch 子句：

try
{
    code that might throw exceptions
}
catch (FileNotFoundException | UnknownHostException e)
{
    emergency action for missing files and unknown hosts
}
catch (IOException e)
{
    emergency actionfor all other I/O problems
}

　　　　只有当捕获的异常类型彼此之间不存在子类关系时才需要这个特性。

　　　　注释： 捕获多个异常时，异常变量隐含为 final 变量。例如，不能在以下子句体中为 e 赋不同的值：

catch (FileNotFoundException | UnknownHostException e) { . . . }

　　　　注释：捕获多个异常不仅会让你的代码看起来更简单，还会更高效。生成的字节码只包含一个对应公共 catch 子句的代码块。

　　7.2.3 再次抛出异常与异常链

　　　　在 catch 子句中可以抛出一个异常，这样做的目的是改变异常的类型，如果开发了一个供其他程序员使用的子系统，那么，用于表示子系统故障的异常类型可能会产生多种解释。 ServletException 就是这样一个异常类型的例子。执行 servlet 的代码可能不想知道发生错误的细节原因，但希望明确地知道 servlet 是否有问题。

　　　　下面给出了捕获异常并将它再次抛出的基本方法：

try
{
    access the database
}
catch (SQLException e)
{
    throw new ServletException("database error: " + e.getMessage());
}

　　　　这里，ServleException 用带有异常信息文本的构造器来构造。

　　　　不过，可以有一种更好的处理方法，并且将原始异常设置为新异常的“ 原因”：

try
{
    access the database
}
catch (SQLException e)
{
    Throwable se = new ServletException ("database error")；
    se.initCause(e);
    throw se;
}

　　　　当捕获到异常时，就可以使用下面这条语句重新得到原始异常：

Throwable e = se.getCause() ;

　　　　强烈建议使用这种包装技术。这样可以让用户抛出子系统中的高级异常，而不会丢失原始异常的细节。

　　　　提示： 如果在一个方法中发生了一个受查异常，而不允许抛出它，那么包装技术就十分有用。我们可以捕获这个受查异常，并将它包装成一个运行时异常。

　　　　有时你可能只想记录一个异常，再将它重新抛出，而不做任何改变：

try
{
    access the database
}
catch (Exception e)
{
    logger.log(level, message, e);
    throw e;
}

　　　　在 Java SE 7之前，这种方法存在一个问题。假设这个代码在以下方法中：

public void updateRecord() throws SQLException

　　　　Java 编译器查看 catch 块中的 throw 语句，然后查看 e 的类型，会指出这个方法可以抛出任何 Exception 而不只是 SQLException。现在这个问题已经有所改进。编译器会跟踪到 e 来自 try块。假设这个 try块中仅有的已检査异常是 SQLException 实例，另外，假设 e 在 catch 块中未改变，将外围方法声明为 throws SQLException 就是合法的。

　　7.2.4 finally 子句

　　　　当代码抛出一个异常时，就会终止方法中剩余代码的处理，并退出这个方法的执行。如果方法获得了一些本地资源，并且只有这个方法自己知道，又如果这些资源在退出方法之前必须被回收，那么就会产生资源回收问题。一种解决方案是捕获并重新抛出所有的异常。但是，这种解决方案比较乏味，这是因为需要在两个地方清除所分配的资源。一个在正常的代码中；另一个在异常代码中。

　　　　Java 有一种更好的解决方案，这就是 finally 子句。下面将介绍 Java 中如何恰当地关闭一个文件。如果使用 Java 编写数据库程序，就需要使用同样的技术关闭与数据库的连接。在卷 2 的第 4 章中可以看到更加详细的介绍。当发生异常时，恰当地关闭所有数据库的连接是非常重要的。

　　　　不管是否有异常被捕获，finally 子句中的代码都被执行。在下面的示例中，程序将在所有情况下关闭文件。

InputStream in = new FileInputStream(. . .);
try
{
    //1
    code that might throwe xceptions
    //2
}
catch (IOException e)
{
    // 3
    show error message
    // 4
}
finally
{
    // 5
    in.close();
}
//6

　　　　在上面这段代码中，有下列 3 种情况会执行 finally 子句：　　　　

　　　　1 ) 代码没有抛出异常。在这种情况下，程序首先执行 try 语句块中的全部代码，然后执行 finally 子句中的代码。随后，继续执行 try 语句块之后的第一条语句。也就是说，执行标注的 1、 2、 5、 6 处。

　　　　2 ) 抛出一个在 catch 子句中捕获的异常。在上面的示例中就是 IOException 异常。在这种情况下，程序将执行 try语句块中的所有代码，直到发生异常为止。此时，将跳过 try语句块中的剩余代码，转去执行与该异常匹配的 catch 子句中的代码，最后执行 finally 子句中的代码。如果 catch 子句没有抛出异常，程序将执行 try 语句块之后的第一条语句。在这里，执行标注 1、 3、 4、5、 6 处的语句。

　　　　如果 catch 子句抛出了一个异常，异常将被抛回这个方法的调用者。在这里，执行标注 1、 3、 5 处的语句。

　　　　3 ) 代码抛出了一个异常，但这个异常不是由 catch 子句捕获的。在这种情况下，程序将执行 try 语句块中的所有语句，直到有异常被抛出为止。此时，将跳过 try 语句块中的剩余代码，然后执行 finally 子句中的语句，并将异常抛给这个方法的调用者。在这里，执行标注 1、 5 处的语句。

　　　　try 语句可以只有 finally 子句，而没有 catch 子句。例如，下面这条 try 语句：

InputStream in = ...;
try
{
　　code that might throwexceptions
}
finally
{
　　in.close()；
}

　　　　无论在 try 语句块中是否遇到异常，finally 子句中的 in.close() 语句都会被执行。当然, 如果真的遇到一个异常，这个异常将会被重新抛出，并且必须由另一个 catch 子句捕获。

　　　　事实上，我们认为在需要关闭资源时，用这种方式使用 finally 子句是一种不错的选择。下面的提示将给出具体的解释。

　　　　提示： 这里，强烈建议解搞合 try/catch 和 try/finally 语句块。这样可以提高代码的清晰度。例如：

InputStrean in = . . .;
try
{
　　try
　　{
　　　　code that might throwexceptions
　　}
　　finally
　　{
　　　　in.close();
　　}
}
catch (IOException e)
{
　　show error message
}

　　　　内层的 try语句块只有一个职责，就是确保关闭输入流。外层的 try 语句块也只有一个职责，就是确保报告出现的错误。这种设计方式不仅清楚，而且还具有一个功能，就是将会报告 finally 子句中出现的错误。

　　　　警告： 当 finally 子句包含 return 语句时，将会出现一种意想不到的结果„ 假设利用 return 语句从 try语句块中退出。在方法返回前， finally 子句的内容将被执行。如果 finally 子句中也有一个 return 语句，这个返回值将会覆盖原始的返回值。请看一个复杂的例子：

public static int f(int n)
{
　　try
　　{
　　　　int r = n * n;
　　　　return r;
　　}
　　finally
　　{
　　　　if (n = 2) return 0;
　　}
}

　　　　如果调用 f(2), 那么 try 语句块的计算结果为 r = 4, 并执行 return 语句。然而，在方法真正返回前，还要执行 finally 子句。finally 子句将使得方法返回 0, 这个返回值覆盖了原始的返回值 4。

　　　　有时候， finally 子句也会带来麻烦。例如，清理资源的方法也有可能抛出异常。假设希望能够确保在流处理代码中遇到异常时将流关闭。

InputStreai in = ...;
try
{
    code that might throw exceptions
}
finally
{
　　in.close();
}

　　　　现在，假设在 try 语句块中的代码抛出了一些非 IOException 的异常，这些异常只有这个方法的调用者才能够给予处理。执行 finally 语句块，并调用 close 方法。而 close 方法本身也有可能抛出 IOException 异常。当出现这种情况时，原始的异常将会丢失，转而抛出 close 方法的异常。

　　　　这会有问题，因为第一个异常很可能更有意思。如果你想做适当的处理，重新抛出原来的异常，代码会变得极其繁琐。如下所示：

InputStream in = ...;
Exception ex = null;
try
{
    try
    {
        code that might throw exceptions
    }
    catch (Exception e)
    {
        throw e;
    }
}
finally
{
    try
    {
        in.close()；
    }
    catch (Exception e)
    {
        if (ex = null) throw e;
    }
}

　　　　幸运的是，下一节你将了解到，Java SE 7中关闭资源的处理会容易得多。

　　7.2.5 带资源的 try 语句

　　　　对于以下代码模式:

open a resource
try
{
    work with the resource
}
finally
{
    close the resource
}

　　　　假设资源属于一个实现了 AutoCloseable 接口的类，Java SE 7 为这种代码模式提供了一个很有用的快捷方式。AutoCloseable 接口有一个方法：

void close() throws Exception

　　　　注释： 另外，还有一个 Closeable 接口。这是 AutoCloseable 的子接口，也包含一个 close 方法。不过，这个方法声明为抛出一个 IOException。

　　　　带资源的 try 语句（try-with-resources) 的最简形式为：

try (Resource res = . . .)
{
　　work with res
}

　　　　try块退出时，会自动调用 res.close()。下面给出一个典型的例子，这里要读取一个文件中的所有单词：

try (Scanner in = new Scanner(new FileInputStream("/usr/share/dict/words")), "UTF-8")
{
    while (in.hasNext())
    System.out.println(in.next());
}

　　　　这个块正常退出时，或者存在一个异常时，都会调用 in.close()方法，就好像使用了 finally块一样。

　　　　还可以指定多个资源: 例如：

try (Scanner in = new Scanner(new FileInputStream("/usr/share/dict/words"). "UTF-8");
    PrintWriter out = new PrintWriter("out.txt"));
{
    while (in.hasNext())
    out.println(in.next().toUpperCase());
}

　　　　不论这个块如何退出， in 和 out 都会关闭。如果你用常规方式手动编程，就需要两个嵌套的 try/finally语句。

　　　　上一节已经看到，如果 try 块抛出一个异常，而且 close 方法也抛出一个异常，这就会带来一个难题。带资源的 try 语句可以很好地处理这种情况。原来的异常会重新抛出，而 close 方法抛出的异常会“ 被抑制“。这些异常将自动捕获，并由 addSuppressed 方法增加到原来的异常。如果对这些异常感兴趣，可以调用 getSuppressed 方法，它会得到从 close 方法抛出并被抑制的异常列表。

　　　　你肯定不想采用这种常规方式编程。只要需要关闭资源，就要尽可能使用带资源的 try 语句。

　　　　注释： 带资源的 try 语句自身也可以有 catch 子句和一个 finally 子句。这些子句会在关闭资源之后执行。不过在实际中，一个 try 语句中加入这么多内容可能不是一个好主意。

　　7.2.6 分析堆栈轨迹元素

　　　　堆栈轨迹（ stack trace ) 是一个方法调用过程的列表，它包含了程序执行过程中方法调用的特定位置前面已经看到过这种列表，当 Java 程序正常终止，而没有捕获异常时，这个列表就会显示出来。

　　　　可以调用 Throwable 类的 printStackTrace 方法访问堆栈轨迹的文本描述信息。

Throwable t = new Throwable（）；
StringWriter out = new StringWriter() ;
t.printStackTrace(new PrintWriter(out));
String description = out.toString（）;

　　　　一种更灵活的方法是使用 getStackTrace 方法，它会得到 StackTraceElement 对象的一个数组，可以在你的程序中分析这个对象数组。例如：

Throwable t = new Throwable（） ;
StackTraceElement[] frames = t.getStackTrace();
for (StackTraceElement frame : frames)
　　analyze frame

　　　　StackTraceElement 类含有能够获得文件名和当前执行的代码行号的方法，同时，还含有能够获得类名和方法名的方法。toString 方法将产生一个格式化的字符串，其中包含所获得的信息。

　　　　静态的 Thread.getAllStackTrace 方法，它可以产生所有线程的堆栈轨迹 . 下面给出使用这个方法的具体方式：

Map<Thread, StackTraceElement[]> map = Thread.getAl1StackTraces();
for (Thread t : map. keySet ())
{
    StackTraceElement[] frames = map.get(t);
    analyze frames
}

　　　　有关 Map 接口与线程的更加详细的信息请参看第 9 章和第 14 章

　　　　程序清单 7-1 打印了递归阶乘函数的堆栈情况。例如，如果计算 factorial（3）, 将会打印下列内容：

factorial (3):
StackTraceTest.factorial (StackTraceTest.java:18)
StackTraceTest.main (StackTraceTest.java:34)
factorial (2):
StackTraceTest.factorial (StackTraceTest.java:18)
StackTraceTest.factorial (StackTraceTest.java:24)
StackTraceTest.main (StackTraceTest.java:34)
factorial (1):
StackTraceTest.factorial (StackTraceTest.java:18)
StackTraceTest.factorial (StackTraceTest.java:24)
StackTraceTest.factorial (StackTraceTest.java:24)
StackTraceTest.main (StackTraceTest.java:34)
return 1
return 2
return 6

　　　　API java.Iang.Throwable 1.0

　　　　• Throwable(Throwable cause) 1.4

　　　　• Throwable(String message, Throwable cause) 1.4

　　　　　　用给定的“ 原因” 构造一个 Throwable 对象。

　　　　• Throwable initCause(Throwable cause) 1.4

　　　　　　将这个对象设置为“ 原因”。如果这个对象已经被设置为“ 原因”，则抛出一个异常。返回 this 引用。

　　　　• Throwable getCause() 1.4

　　　　　　获得设置为这个对象的“ 原因” 的异常对象。如果没有设置“ 原因”，则返回 null。

　　　　• StackTraceElement[] getStackTrace() 1.4

　　　　　　获得构造这个对象时调用堆栈的跟踪。

　　　　• void addSuppressed(Throwable t) 7

　　　　　　为这个异常增加一个“ 抑制” 异常。这出现在带资源的 try语句中，其中 t 是 close方法抛出的一个异常。

　　　　• Throwable[] getSuppressed() 7

　　　　　　得到这个异常的所有“ 抑制” 异常。一般来说，这些是带资源的 try语句中 close 方法拋出的异常。

　　　　API java.lang.Exception 1.0

　　　　• Exception(Throwable cause) 1.4

　　　　• Exception(String message, Throwable cause)

　　　　　　用给定的“ 原因” 构造一个异常对象。

　　　　API java.lang.RuntimeException 1.0

　　　　• RuntimeException(Throwable cause) 1.4

　　　　• RuntimeException(String message, Throwable cause) 1.4

　　　　　　用给定的“ 原因” 构造一个 RuntimeException 对象。

　　　　API java.lang.StackTraceElement 1.4

　　　　• String getFileName()

　　　　　　返回这个元素运行时对应的源文件名。如果这信息不存在，则返回 null。

　　　　• int getLineNumber()

　　　　　　返回这个元素运行时对应的源文件行数。如果这个信息不存在，则返回 -1。

　　　　• String getClassName()

　　　　　　返回这个元素运行时对应的类的完全限定名。

　　　　• String getMethodName()

　　　　　　返回这个元素运行时对应的方法名。构造器名是<init>；静态初始化器名是<clinit>。这里无法区分同名的重载方法。

　　　　• boolean isNativeMethod()

　　　　　　如果这个元素运行时在一个本地方法中，则返回 true。

　　　　• String toString()

　　　　　　如果存在的话，返回一个包含类名、方法名、文件名和行数的格式化字符串。

7.3 使用异常机制的技巧

　　目前，存在着大量有关如何恰当地使用异常机制的争论。有些程序员认为所有的已检查异常都很令人厌恶；还有一些程序员认为能够拋出的异常量不够。我们认为异常机制（甚至是已检查异常）有其用武之地。下面给出使用异常机制的几个技巧。

　　1. 异常处理不能代替简单的测试

　　作为一个示例，在这里编写了一段代码，试着上百万次地对一个空栈进行退栈操作。在实施退栈操作之前，首先要查看栈是否为空。

if (!s.empty()) s.pop（）;

　　接下来，强行进行退栈操作。然后，捕获 EmptyStackException 异常来告知我们不能这样做。

try
{
    s.pop();
}
catch (EmptyStackException e)
{
}

　　在测试的机器上，调用 isEmpty 的版本运行时间为 646 毫秒。捕获 EmptyStackException 的版本运行时间为 21739 毫秒。

　　可以看出，与执行简单的测试相比，捕获异常所花费的时间大大超过了前者，因此使用异常的基本规则是：只在异常情况下使用异常机制。

　　2. 不要过分地细化异常

　　很多程序员习惯将每一条语句都分装在一个独立的 try语句块中。

PrintStream out;
Stack s;
for (i = 0;i < 100; i++)
{
    try
    {
        n = s.pop();
    }
    catch (EmptyStackException e)
    {
        //stack was empty
    }
    try
    {
        out.writelnt(n);
    }
    catch (IOException e)
    {
        //problem writing to file
    }
}

　　这种编程方式将导致代码量的急剧膨胀。首先看一下这段代码所完成的任务。在这里，希望从栈中弹出 100 个数值，然后将它们存入一个文件中。（别

以上是关于Java核心技术卷阅读随笔--第7章异常断言和日志的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

《Java核心技术卷1 基础知识》四

Java核心技术卷一 5. java异常断言和日志

[core java学习笔记][第十一章异常断言日志调试]

201671010135 2016--2017--《java程序设计：第七章异常，断言和日志》

201771010135杨蓉庆《面对对象程序设计（java）》第九周学习总结

Java核心技术卷 1（随笔）