java异常处理机制

Posted 2022-04-16 劲火星空

程序运行时，发生的不被期望的事件，它阻止了程序按照程序员的预期正常执行，这就是异常，那么异常发生之后怎么办，Java提供了更加优秀的解决办法－异常处理机制。异常处理机制能让程序在异常发生时，按照代码的预先设定的异常处理逻辑，针对性地处理异常，让程序尽最大可能恢复正常并继续执行，且保持代码的清晰。

• 异常分类
• 两种异常处理方式
• 异常被吃掉了
• 注意点

异常分类

根据发生原因可分为三类：
（１）用户输入了非法数据
（２）要打开的文件不存在
（３）网络通信时连接中断，或者JVM内存溢出

根据类型可分为三类：
（１）检查性异常：用户错误或问题引起的异常，无法预见的。例如要打开一个不存在文件时，一个异常就发生了
（２）运行时异常： 运行时异常是可能被程序员避免的异常。与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时被忽略
（３）错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。错误在代码中通常被忽略

异常体系结构
Java把异常当作对象来处理，并定义一个基类java.lang.Throwable作为所有异常的超类，在Java API中已经定义了许多异常类，这些异常类分为两大类，错误Error和异常Exception，如下图所示：

java中定义的异常(Exception)和错误(Error)都继承自Throwable类。其中错误的产生大多是由于运行环境jvm导致的，这部分错误我们通过程序很难纠正，而Java的异常分为两种，checked异常（编译时异常）和Runtime异常（运行时异常）

编译时异常：checked异常都是可以再编译阶段被处理的异常，所以它强制程序处理所有的checked异常，java程序必须显式处理checked异常，如果程序没有处理，发生错误，无法通过编译
运行时异常：Runtime异常无须处理也可以通过编译。所有的Runtime异常原则上都可以通过纠正代码来避免

异常处理的几个关键字：

关键字	说明
try	用于监听。将要被监听的代码(可能抛出异常的代码)放在try语句块之内，当try语句块内发生异常时，异常就被抛出
catch	用于捕获异常。catch用来捕获try语句块中发生的异常
finally	finally语句块总是会被执行。只有finally块，执行完成之后，才会回来执行try或者catch块中的return或者throw语句，如果finally中使用了return或者throw等终止方法的语句，则就不会跳回执行，直接停止
throw	用于抛出异常
throws	用在方法签名中，用于声明该方法可能抛出的异常

既然说java的异常都是一些异常类的对象，那么这些异常类也有一些方法我们应该了解：

方法	说明
getMessage()	返回该异常的详细描述字符
printStackTrace()	将该异常的跟踪栈信息输出到标准错误输出（异常链）
printStackTrace()	将该异常的跟踪栈信息输出到指定的输出流
getStackTrace	返回该异常的跟踪栈信息

两种异常处理方式

1. try…catch捕获异常
java提出了一种假设，如果try中的语句一切正常那么将不执行catch语句块，如果try中语句出现异常，则会抛出异常对象，由catch语句块根据自己的类型进行捕获。若没有相应的catch块，则抛出。
所以其执行步骤可以总结为以下两点：
（1） 如果执行try块中的业务逻辑代码时出现异常，系统自动生成一个异常对象，该异常对象被提交给java运行环境，这个过程称为抛出（throw）异常。
（2） 当java运行环境收到异常对象时，会寻找能处理该异常对象的catch块，如果找到合适的cathc块并把该异常对象交给catch块处理，那这个过程称为捕获（catch）异常；如果java运行时环境找不到捕获异常的catch块，则运行时环境终止，java程序也将退出。

private void tryCatchWay() 
    FileInputStream fis=null;
    try 
        fis=new FileInputStream("a.txt");
     catch (FileNotFoundException e) 
        System.out.println(e.getMessage());
        // return语句强制方法返回
        return;
        // 使用exit来退出虚拟机
        //System.exit(1);
    finally
        if(fis!=null)
            try 
                fis.close();
             catch (IOException e) 
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            
            fis=null;
        
        System.out.println("fis资源已被回收");
    

执行结果如下：

I/System.out: a.txt (No such file or directory)
              fis资源已被回收

如果使用exit而不是return，那么将会得到如下结果：

I/System.out: a.txt (No such file or directory)

以上两种情况显示：除非在try块或者catch块中调用了退出虚拟机的方法（即System.exit(1);），否则不管在try块、catch块中执行怎样的代码，出现怎样的情况，异常处理的finally块总是会被执行的。

当程序执行try块，catch块时遇到return语句或者throw语句，这两个语句都会导致该方法立即结束，所以系统并不会立即执行这两个语句，而是去寻找该异常处理流程中的finally块，如果没有finally块，程序立即执行return语句或者throw语句，方法终止。

如果有finally块，系统立即开始执行finally块，只有当finally块执行完成后，系统才会再次跳回来执行try块、catch块里的return或throw语句，如果finally块里也使用了return或throw等导致方法终止的语句，则finally块已经终止了方法，不用再跳回去执行try块、catch块里的任何代码了。所以，一般情况下，不要在finally块中使用return或throw等导致方法终止的语句，因为一旦使用，将会导致try块、catch块中的return、throw语句失效。

以下四种情况将会导致finally块不执行：
（１）在finally语句块中发生了异常
（２）在前面的代码中使用了System.exit()退出虚拟机
（３）程序所在线程死亡
（４）关闭cpu
重点： 如果catch块或finally块中没有throw语句或者return语句，那么try…catch之后的语句就一定会执行，因为这个异常已经被正常捕获了。

2. throw(s)处理异常
如果当前出现的异常在本方法中无法处理，我们只能抛出异常。 如果每个方法都是简单的抛出异常，那么在方法调用方法的多层嵌套调用中，Java虚拟机会从出现异常的方法代码块中往回找，直到找到处理该异常的代码块为止。然后将异常交给相应的catch语句处理（异常没有在本地处理，逻辑上throw之后的程序不会在进行）。如果Java虚拟机追溯到方法调用栈最底部main()方法时，如果仍然没有找到处理异常的代码块（这属于异常没有得到处理，将终止出现异常的线程），将按照下面的步骤处理：
（１）调用异常的对象的printStackTrace()方法，打印方法调用栈的异常信息。
（２）如果出现异常的线程为主线程，则整个程序运行终止；如果非主线程，则终止该线程，其他线程继续运行。
关于throw的用法我们有几点注意事项要注意：
重点： throw语句后不允许有紧跟其他语句，因为这些没有机会执行（块外也不行，因为不会执行，无论是否被调用方捕获。如果异常是在本方法内部throw直接捕获，那是可以执行块后面的代码的，记住只要throw异常，throw之后的代码都不会在执行），以一段程序来说明这个问题：

private void throwWay() 
    caexc();

public static void exc() throws ArithmeticException
    int a =1;
    int b=4;
    for (int i=-2;i<3;i++)
        a=4/i;
        System.out.println("i="+i);
    

public static void caexc()
    try 
        exc();
     catch (ArithmeticException e) 
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
    

执行结果如下：

I/System.out: i=-2
              i=-1
W/System.err: java.lang.ArithmeticException: divide by zero
                  at com.tt.test.phototest.activity.ExceptionActivity.exc(ExceptionActivity.java:88)
                  at com.tt.test.phototest.activity.ExceptionActivity.caexc(ExceptionActivity.java:94)

可以看到当 i 为０的时候抛出了异常，同时程序也不再往下执行，中断并打印异常信息

异常被吃掉了

正常的情况是我们在一个方法中抛出异常，在调用他的方法中捕获异常，并且异常的类型是相同的才可以正确捕获，例如两个都是IO异常，抛出和捕获的异常的类型不同也是不能正常捕获的，例如throw出的是IO异常，而在调用他的方法中捕获的是空指针异常，是不能正常捕获的，及时调用方捕获了也是属于java的原生异常捕获。最典型的吃掉异常就是在catch中不做任何处理，这样肯定是不行的，需要对捕获的异常进行正确处理，最简单的就是打印堆栈信息，下面是一种比较好的处理方式，可以参考：

map.put("status", 500);   
try
    //代码省略
    map.put("message", "success！");   
    map.put("status", 200);   
 catch (UnknownHostException e) 
    //域名错误
    map.put("message", "请输入正确的网址");
    LoggerUtils.fmtError(e, "网址异常[%s]", url);
 catch (SocketTimeoutException e) 
    //超时
    map.put("message", "请求地址超时");
    LoggerUtils.fmtError(e, "请求地址超时[%s]", url);
 
 catch (Exception e) 
    //其他异常
    map.put("message", "请求出现未知异常，请重试！\\r\\n" + e.getMessage());
    LoggerUtils.fmtError(e, "请求出现未知异常，请重试！[%s]", url);

return map;

或者我们继续将异常抛出也可以：

try
    //代码省略
 catch (UnknownHostException e) 
    throw new HNException("xxx处理失败。",e);

注意点

（１）catch块尽量保持一个块捕获一类异常，不要忽略捕获的异常，捕获到后要么处理，要么重新抛出新类型的异常
（２）不要用try…catch参与控制程序流程，异常控制的根本目的是处理程序的非正常情况
（３）避免过大的try块，不要把不会出现异常的代码放到try块里面，尽量保持一个try块对应一个或多个异常
（４）细化异常的类型，不要不管什么类型的异常都写成Excetpion
（５）不要捕获unchecked Exception
（６）finally块不能抛出异常，如果抛出，外部捕捉到的异常就是finally块中的异常信息，而try，catch块中发生的真正的异常堆栈信息则丢失了
（７）抛出自定义异常异常时带上原始异常信息
（８）不要使用同时使用异常机制和返回值来进行异常处理

尊重作者，尊重原创，参考文章：
https://blog.csdn.net/zx64881926/article/details/52300271
https://blog.csdn.net/csdnliuxin123524/article/details/78657118
https://blog.csdn.net/jakezhang1990/article/details/72880700
https://www.cnblogs.com/liuwt0911/articles/3730438.html
https://www.jianshu.com/p/49d2c3975c56
https://www.sojson.com/blog/251.html