Java異常處理機制的示例分析

這篇文章給大家分享的是有關Java異常處理機制的示例分析的內(nèi)容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。

1.初識異常

我們在寫代碼的時候都或多或少碰到了大大小小的異常，例如：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3};
        System.out.println(arr[5]);
    }
}

當我們數(shù)組越界時，編譯器會給我們報數(shù)組越界，并提示哪行出了錯。

 再比如：

class Test{    
    int num = 10;
    public static void main(String[] args) {
        Test test = null;
        System.out.println(test.num);
    }
}

當我們嘗試用使用空對象時，編譯器也會報空指針異常：

那么究竟什么是異常?

所謂異常指的就是程序在 運行時 出現(xiàn)錯誤時通知調(diào)用者的一種機制 .

關鍵字 "運行時" ,有些錯誤是這樣的, 例如將 System.out.println 拼寫錯了, 寫成了

system.out.println. 此時編譯過程中就會出 錯, 這是 "編譯期" 出錯.

而運行時指的是程序已經(jīng)編譯通過得到 class 文件了 , 再由 JVM 執(zhí)行過程中出現(xiàn)的錯誤 .  

2.異常的基本用法

Java異常處理依賴于5個關鍵字：try、catch、finally、throws、throw。下面來逐一介紹下。

①try：try塊中主要放置可能會產(chǎn)生異常的代碼塊。如果執(zhí)行try塊里的業(yè)務邏輯代碼時出現(xiàn)異

常，系統(tǒng)會自動生成一個異常對象，該異常對象被提交給運行環(huán)境，這個過程被稱為拋出

（throw）異常。Java環(huán)境收到異常對象時，會尋找合適的catch塊（在本方法或是調(diào)用方

法）。

②catch: catch 代碼塊中放的是出現(xiàn)異常后的處理行為，也可以寫此異常出錯的原因或者打

印棧上的錯誤信息。但catch語句不能為空，因為一旦將catch語句寫為空，就代表忽略了此

異常。如：

空的catch塊會使異常達不到應有的目的，即強迫你處理異常的情況。忽略異常就如同忽略

火警信號一樣——若把火警信號關掉了，當真正的火災發(fā)生時，就沒有人能看到火警信號

了?；蛟S你會僥幸逃過一劫，或許結(jié)果將是災難性的。每當見到空的catch塊時，我們都應該

警鐘長鳴。

當然也有一種情況可以忽略異常，即關閉fileinputstream（讀寫本地文件）的時候。因為你還

沒有改變文件的狀態(tài)，因此不必執(zhí)行任何恢復動作，并且已經(jīng)從文件中讀取到所需要的信

息，因此不必終止正在進行的操作。

③finally：finally 代碼塊中的代碼用于處理善后工作, 會在最后執(zhí)行，也一定會被執(zhí)行。當遇

到try或catch中return或throw之類可以終止當前方法的代碼時，jvm會先去執(zhí)行finally中的語

句，當finally中的語句執(zhí)行完畢后才會返回來執(zhí)行try/catch中的return，throw語句。如果

finally中有return或throw，那么將執(zhí)行這些語句，不會在執(zhí)行try/catch中的return或throw語

句。finally塊中一般寫的是關閉資源之類的代碼。但是我們一般不在finally語句中加入return

語句，因為他會覆蓋掉try中執(zhí)行的return語句。例如：

finally將最后try執(zhí)行的return 10覆蓋了，最后結(jié)果返回了20.

④throws：在方法的簽名中，用于拋出此方法中的異常給調(diào)用者，調(diào)用者可以選擇捕獲或者

拋出，如果所有方法（包括main）都選擇拋出（或者沒有合適的處理異常的方式，即異常類

型不匹配）那么最終將會拋給JVM，就會像我們之前沒使用try、catch語句一樣。JVM打印出

棧軌跡（異常鏈）。

⑤throw：用于拋出一個具體的異常對象。常用于自定義異常類中。

ps：

關于 "調(diào)用棧"，方法之間是存在相互調(diào)用關系的, 這種調(diào)用關系我們可以用 "調(diào)用棧" 來描述.

在 JVM 中有一塊內(nèi)存空間稱為 "虛擬機棧" 專門存儲方法之間的調(diào)用關系. 當代碼中出現(xiàn)異常

的時候, 我們就可以使用 e.printStackTrace() 的方式查看出現(xiàn)異常代碼的調(diào)用棧，一般寫在catch語句中。

異常處理流程

• 程序先執(zhí)行 try 中的代碼

• 如果 try 中的代碼出現(xiàn)異常, 就會結(jié)束 try 中的代碼, 看和 catch 中的異常類型是否匹配.

• 如果找到匹配的異常類型, 就會執(zhí)行 catch 中的代碼

• 如果沒有找到匹配的異常類型, 就會將異常向上傳遞到上層調(diào)用者.

• 無論是否找到匹配的異常類型, finally 中的代碼都會被執(zhí)行到(在該方法結(jié)束之前執(zhí)行).

• 如果上層調(diào)用者也沒有處理的了異常, 就繼續(xù)向上傳遞.

• 一直到 main 方法也沒有合適的代碼處理異常, 就會交給 JVM 來進行處理, 此時程序就會異常終止.

3.為什么要使用異常？

存在即合理，舉個例子

 //不使用異常
        int[] arr = {1, 2, 3};
 
        System.out.println("before");
 
        System.out.println(arr[100]);
 
        System.out.println("after");

當我們不使用異常時，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)異常程序直接崩潰，后面的after也沒有打印。

   //使用異常
        int[] arr = {1, 2, 3};
 
        try {
 
            System.out.println("before");
 
            System.out.println(arr[100]);
 
            System.out.println("after");
 
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            //	打印出現(xiàn)異常的調(diào)用棧
 
            e.printStackTrace();
 
        }
 
        System.out.println("after try catch");

當我們使用了異常，雖然after也沒有執(zhí)行，但程序并沒有直接崩潰，后面的sout語句還是執(zhí)行了

這不就是異常的作用所在嗎？

再舉個例子，當玩王者榮耀時，突然斷網(wǎng)，他不會讓你直接程序崩潰吧，而是給你斷線重連的機會吧：

我們再用偽代碼演示一把王者榮耀的對局過程：

不使用異常處理
boolean ret = false;
 
ret = 登陸游戲();
 
if (!ret) {
 
處理登陸游戲錯誤;
 
return;
 
}
 
ret = 開始匹配();
 
if (!ret) {
 
處理匹配錯誤;
 
return;
 
}
ret = 游戲確認();
 
if (!ret) {
 
處理游戲確認錯誤;
 
return;
 
}
ret = 選擇英雄();
 
if (!ret) {
 
處理選擇英雄錯誤;
 
return;
 
}
 
ret = 載入游戲畫面();
 
if (!ret) {
 
處理載入游戲錯誤;
 
return;
 
}
 
......

使用異常處理
try {
 
登陸游戲();
 
開始匹配();
 
游戲確認();
 
選擇英雄();
 
載入游戲畫面();
 
...
 
} catch (登陸游戲異常) {
 
處理登陸游戲異常;
 
} catch (開始匹配異常) {
 
處理開始匹配異常;
 
} catch (游戲確認異常) {
 
處理游戲確認異常;
 
} catch (選擇英雄異常) {
 
處理選擇英雄異常;
 
} catch (載入游戲畫面異常) {
 
處理載入游戲畫面異常;
 
}
......

我們能明顯的看到不使用異常時，正確流程和錯誤處理代碼混在一起，不易于分辨，而用了

異常后，能更易于理解代碼。

當然使用異常的好處還遠不止于此，我們可以在try、catch語句中加入信息提醒功能，比如你

開發(fā)了一個軟件，當那個軟件出現(xiàn)異常時，發(fā)個信息提醒你及時去修復。博主就做了一個小

小的qq郵箱信息提醒功能，源碼在碼云，有興趣的可以去看看呀！需要配置qq郵箱pop3服

務，友友們可以去查查怎么開啟呀，我們主旨不是這個所以不教怎么開啟了。演示一下：

別群發(fā)消息哦，不然可能會被封號？？？

異常應只用于異常的情況

try{
   int i = 0;
   while(true)
       System.out.println(a[i++]);
}catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){
 }

這段代碼有什么用？看起來根本不明顯，這正是它沒有真正被使用的原因。事實證明，作為

一個要對數(shù)組元素進行遍歷的實現(xiàn)方式，它的構(gòu)想是非常拙劣的。當這個循環(huán)企圖訪問數(shù)組

邊界之外的第一個數(shù)組元素時，用拋出（throw）、捕獲（catch）、

忽略（ArrayIndexOutOfBoundsException）的手段來達到終止無限循環(huán)的目的。假定它與數(shù)

組循環(huán)是等價的，對于任何一個Java程序員來講，下面的標準模式一看就會明白：

for(int m : a)
   System.out.println(m);

為什么優(yōu)先異常的模式,而不是用行之有效標準模式呢？

可能是被誤導了，企圖利用異常機制提高性能，因為jvm每次訪問數(shù)組都需要判斷下標是否越

界，他們認為循環(huán)終止被隱藏了，但是在foreach循環(huán)中仍然可見，這無疑是多余的,應該避

免。

上面想法有三個錯誤:

1.異常機制設計的初衷是用來處理不正常的情況,所以JVM很少對它們進行優(yōu)化。

2.代碼放在try…catch中反而阻止jvm本身要執(zhí)行的某些特定優(yōu)化。

3.對數(shù)組進行遍歷的標準模式并不會導致冗余的檢查。

這個例子的教訓很簡單：顧名思義，異常應只用于異常的情況下，它們永遠不應該用于正常

的控制流。

總結(jié)：異常是為了在異常情況下使用而設計的，不要用于一般的控制語句。

4. 異常的種類

在Java中提供了三種可拋出結(jié)構(gòu)：受查異常（checked exception）、運行時異常（run-time exception）和錯誤（error）。

（補充）

 4.1 受查異常

什么是受查異常？只要不是派生于error或runtime的異常類都是受查異常。舉個例子：

我們自定義兩個異常類和一個接口，以及一個測試類

interface IUser {
    void changePwd() throws SafeException,RejectException;
}
 
class SafeException extends Exception {//因為繼承的是execption，所以是受查異常類
 
    public SafeException() {
 
    }
 
    public SafeException(String message) {
        super(message);
    }
 
}
 
class RejectException extends Exception {//因為繼承的是execption，所以是受查異常類
 
    public RejectException() {
 
    }
    public RejectException(String message) {
        super(message);
    }
}
 
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        IUser user = null;
        user.changePwd();
    }
}

我們發(fā)現(xiàn)test測試類中user使用方法報錯了，因為java認為checked異常都是可以再編譯階

段被處理的異常，所以它強制程序處理所有的checked異常，java程序必須顯式處checked

異常，如果程序沒有處理，則在編譯時會發(fā)生錯誤，無法通過編譯。

解決方案：

①try、catch包裹

 IUser user = null;
        try {
            user.changePwd();
        }catch (SafeException e){
            e.printStackTrace();
        }
        catch (RejectException e){
            e.printStackTrace();
        }

②拋出異常，將處理動作交給上級調(diào)用者，調(diào)用者在調(diào)用這個方法時還是要寫一遍try、catch

包裹語句的，所以這個其實是相當于聲明，讓調(diào)用者知道這個函數(shù)需要拋出異常

public static void main(String[] args) throws SafeException, RejectException {
        IUser user = null;
        user.changePwd();
    }

4.2非受查異常

派生于error或runtime類的所有異常類就是非受查異常。

可以這么說，我們現(xiàn)在寫程序遇到的異常大部分都是非受查異常，程序直接崩潰，后面的也

不執(zhí)行。

像空指針異常、數(shù)組越界異常、算術異常等，都是非受查異常。由編譯器運行時給你檢查出

來的，所以也叫作運行時異常。

5.如何使用異常

避免不必要的使用受查異常

如果不能阻止異常條件的產(chǎn)生，并且一旦產(chǎn)生異常，程序員可以立即采取有用的動作，這種

受查異常才是可取的。否則，更適合用非受查異常。這種例子就是

CloneNotSuppportedException（受查異常）。它是被Object.clone拋出來的，Object.clone

只有在實現(xiàn)了Cloneable的對象上才可以被調(diào)用。

 被一個方法單獨拋出的受查異常，會給程序員帶來非常高的額外負擔，如果這個方法還有其

他的受查異常，那么它被調(diào)用是一定已經(jīng)出現(xiàn)在一個try塊中，所以這個異常只需要另外一個

catch塊。但當只拋出一個受查異常時，僅僅一個異常就會導致該方法不得不處于try塊中，也

就導致了使用這個方法的類都不得不使用try、catch語句，使代碼可讀性也變低了。

受查異常使接口聲明脆弱，比如一開始一個接口只有一個聲明異常

interfaceUser{  
    //修改用戶名，拋出安全異常  
    publicvoid changePassword() throws MySecurityExcepiton; 
}

但隨著系統(tǒng)開發(fā)，實現(xiàn)接口的類越來越多，突然發(fā)現(xiàn)changePassword還需要拋出另一個異

常，那么實現(xiàn)這個接口的所有類也都要追加對這個新異常的處理，這個工程量就很大了。

總結(jié)：如果不是非用不可，盡量使用非受查異常，或?qū)⑹懿楫惓＾D(zhuǎn)為非受查異常。

6.自定義異常

我們用自定義異常來實現(xiàn)一個登錄報錯的小應用

class NameException extends RuntimeException{//用戶名錯誤異常
    public NameException(String message){
        super(message);
    }
}
class PasswordException extends RuntimeException{//密碼錯誤異常
    public PasswordException(String message){
        super(message);
    }
}

test類來測試運行

public class Test {
    private static final String name = "bit";
    private static final String password ="123";
 
    public static void Login(String name,String password) throws NameException,PasswordException{
        try{
            if(!Test.name.equals(name)){
                throw new NameException("用戶名錯誤！");
            }
        }catch (NameException e){
            e.printStackTrace();
        }
        try {
            if(!Test.password.equals(password)){
                throw new PasswordException("密碼錯誤");
            }
        }catch (PasswordException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String name = scanner.nextLine();
        String password = scanner.nextLine();
        Login(name,password);
    }
}

關于異常就到此為止了，怎么感覺還有點意猶未盡呢？

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