异常

Posted 2022-09-18 huangwenjie

第十五章 异常

要想创建健壮的系统，它的每一个构件都必须是健壮的。

异常概念

C++的异常处理机制基于 Ada，Java 中的异常处理则建立在 C++的基础之上（尽管看上去更像 Object Pascal）。

基本异常

异常参数

所有标准异常类都有两个构造器：一个是无参构造器；另一个是接受字符串作为参数，以便能把相关信息放入异常对象的构造器。

Throwable 是异常类型的根类。

自定义异常

对异常来说，最重要的部分就是类名。

异常与记录日志

对于异常类来说，getMessage() 方法有点类似于 toString() 方法。

异常声明

不过还是有个能“作弊”的地方：可以声明方法将抛出异常，实际上却不抛出。编译器相信了这个声明，并强制此方法的用户像真的抛出异常那样使用这个方法。这样做的好处是，为异常先占个位子，以后就可以抛出这种异常而不用修改已有的代码。在定义抽象基类和接口时这种能力很重要，这样派生类或接口实现就能够抛出这些预先声明的异常。

捕获所有异常

多重捕获

通过 Java 7 的多重捕获机制，可以将不同类型的异常使用“或”将它们组合起来，只在一个 catch 块中使用：

try 
    x();
 catch (Except1 | Except2 | Except3 | Except4 e) 
    process();

栈轨迹

printStackTrace() 方法所提供的信息可以通过 getStackTrace() 方法来直接访问，这个方法将返回一个由栈轨迹中的元素所构成的数组，其中每一个元素都表示栈中的一桢。元素 0 是栈顶元素，并且是调用序列中的最后一个方法调用（这个 Throwable 被创建和抛出之处）。数组中的最后一个元素和栈底是调用序列中的第一个方法调用。

重新抛出异常

只是把当前异常对象重新抛出，那么 printStackTrace() 方法显示的将是原来异常抛出点的调用栈信息，而并非重新抛出点的信息。要想更新这个信息，可以调用 filInStackTrace() 方法，这将返回一个 Throwable 对象，它是通过把当前调用栈信息填入原来那个异常对象而建立的。调用 fillInStackTrace() 的那一行就成了异常的新发生地了。

精准的重新抛出异常

从 Java 7 开始，允许抛出更具体的异常，即 catch 中捕捉的是父类，catch 块中可以抛出子类。

异常链

在 Throwable 的子类中，只有三种基本的异常类提供了带 cause 参数的构造器。它们是 Error（用于 Java 虚拟机报告系统错误）、Exception 以及 RuntimeException。如果要把其他类型的异常链接起来，应该使用 initCause0 方法而不是构造器。

DynamicFieldsException dfe = new DynamicFieldsException();
dfe.initCause(new NullPointerException());
throw dfe;

Java 标准异常

Throwable 这个 Java 类被用来表示任何可以作为异常被抛出的类。Throwable 对象可分为两种类型（指从 Throwable 继承而得到的类型）：Error 用来表示编译时和系统错误（除特殊情况外，一般不用你关心）；Exception 是可以被抛出的基本类型，在 Java 类库、用户方法以及运行时故障中都可能抛出 Exception 型异常。所以 Java 程序员关心的基类型通常是 Exception。

异常的基本的概念是用名称代表发生的问题，并且异常的名称应该可以望文知意。异常并非全是在 java.lang 包里定义的；有些异常是用来支持其他像 util、net 和 io 这样的程序包，这些异常可以通过它们的完整名称或者从它们的父类中看出端倪。

特例：RuntimeException

RuntimeException 类型的异常（或者任何从 RuntimeException 继承的异常），也被称为“不受检查异常”。这种异常属于错误， 代表的是编程错误，将被自动捕获。

只能在代码中忽略 RuntimeException（及其子类）类型的异常，因为所有受检查类型异常的处理都是由编译器强制实施的。

异常限制

当覆盖方法的时候，只能抛出在基类方法的异常说明里列出的那些异常。

异常限制对构造器不起作用。

一个出现在基类方法的异常说明中的异常，不一定会出现在派生类方法的异常说明里。这点同继承的规则明显不同，在继承中，基类的方法必须出现在派生类里，换句话说，在继承和覆盖的过程中，某个特定方法的“异常说明的接口”不是变大了而是变小了——这恰好和类接口在继承时的情形相反。

Try-With-Resources 用法

Java 7 引入了 try-with-resources 语法。

在 try-with-resources 定义子句中创建的对象（在括号内）必须实现 java.lang.Autocloseable 接口，这个接口有一个方法，close()。当在 Java 7 中引入 AutoCloseable 时，许多接口和类被修改以实现它；查看 Javadocs 中的 AutoCloseable，可以找到所有实现该接口的类列表，其中包括 Stream 对象。

规范头中定义的每个对象都会在 try 语句块运行结束之后调用 close() 方法。

Java 5 中的 Closeable 已经被修改，修改之后的接口继承了 AutoCloseable 接口。所以所有实现了 Closeable 接口的对象，都支持了 try-with-resources 特性。

不能在资源规范头中定义了一个不是 AutoCloseable 的对象。

异常匹配

抛出异常的时候，异常处理系统会按照代码的书写顺序找出“最近”的处理程序。找到匹配的处理程序之后，它就认为异常将得到处理，然后就不再继续查找。

查找的时候并不要求抛出的异常同处理程序所声明的异常完全匹配。派生类的对象也可以匹配其基类的处理程序。

其他可选方式

异常处理的一个重要原则是“只有在你知道如何处理的情况下才捕获异常"。

所有模型都是错误的，但有些是能用的。

好的程序设计语言能帮助程序员写出好程序，但无论哪种语言都避免不了程序员用它写出了坏程序。

异常指南

应该在下列情况下使用异常：

1. 尽可能使用 try-with-resource。
2. 在恰当的级别处理问题。（在知道该如何处理的情况下才捕获异常。）
3. 解决问题并且重新调用产生异常的方法。
4. 进行少许修补，然后绕过异常发生的地方继续执行。
5. 用别的数据进行计算，以代替方法预计会返回的值。
6. 把当前运行环境下能做的事情尽量做完，然后把相同的异常重抛到更高层。
7. 把当前运行环境下能做的事情尽量做完，然后把不同的异常抛到更高层。
8. 终止程序。
9. 进行简化。（如果你的异常模式使问题变得太复杂，那用起来会非常痛苦也很烦人。）
10. 让类库和程序更安全。（这既是在为调试做短期投资，也是在为程序的健壮性做长期投资。）