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java 异常分类和处理机制

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加百利
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发布于: 2021 年 06 月 11 日
java异常分类和处理机制

一、背景介绍

java 程序在运行过程中发生错误或异常情况是不可避免的,如果每次错误都由程序员手动控制和处理,其工作量极大,对于程序员来说,如果将过多的精力放在异常的处理上,程序员就可以不用再做其他事情了。


Java 语言定义了很多异常类,将运行错误和异常的信息和处理方法封装在了异常类中,帮助程序员检查和控制异常,这样程序员就可以将时间和精力放在业务逻辑的实现上,而这套机制就是 java 的异常处理机制。

二、异常分类


Java 语言按照错误严重性,从 throwale 根类衍生出 Error 和 Exception 两大派系


Error(错误)


程序在执行过程中所遇到的硬件或操作系统的错误。错误对程序而言是致命的,将导致程序无法运行。常见的错误有内存溢出,jvm 虚拟机自身的非正常运行,calss 文件没有主方法。程序本生是不能处理错误的,只能依靠外界干预。Error 是系统内部的错误,由 jvm 抛出,交给系统来处理。


Exception(异常)


是程序正常运行中,可以预料的意外情况。比如数据库连接中断,空指针,数组下标越界。异常出现可以导致程序非正常终止,也可以预先检测,被捕获处理掉,使程序继续运行。


EXCEPTION(异常)按照性质,又分为编译异常(可检测)和运行时异常(不可检测)。


编译时异常:


又叫可检查异常,通常时由语法错和环境因素(外部资源)造成的异常。比如输入输出异常 IOException,数据库操作 SQLException。其特点是,Java 语言强制要求捕获和处理所有非运行时异常。通过行为规范,强化程序的健壮性和安全性。


运行时异常:


又叫不检查异常 RuntimeException,这些异常一般是由程序逻辑错误引起的,即语义错。比如算术异常,空指针异常 NullPointerException,下标越界 IndexOutOfBoundsException。运行时异常应该在程序测试期间被暴露出来,由程序员去调试,而避免捕获。


所以,java 语言处理运行时错误有三种方式,


  1. 一是程序不能处理的错误,

  2. 二是程序应该避免而可以不去捕获的运行时异常,

  3. 三是必须捕获的非运行时异常。

三、java 异常处理机制

java 默认处理机制:


1 抛出异常

2 终止程序


异常处理程序机制:


1 抛出异常

2try-catch-finally 捕获和处理异常


当 Java 程序运行到某个方法发生异常时,产生一个对应异常类对象,包含异常事件类型,发生异常是应用程序的状态,和调用过程等信息,然后抛出,运行系统开始查找有没又匹配异常处理程序,么有,就中断程序,有就将控制权交个程序处理程序,处理异常。


a.关键字:


try: 异常执行代码catch:  捕获异常finally: 最终执行throws: 声明异常throw: 抛出异常
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b.语法一:


try{  执行代码--可能含有异常}catch(异常类型  e){  异常处理相关操作}//后续操作//问题:如果执行代码中含有多种异常,需要分别处理,如何操作?
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c.语法二:


try{  执行代码}catch(异常类型 e){  异常处理相关操作}finally{  最终执行;}//后续处理//finally中的内容不管程序是否出现异常都需要执行的内容:eg:IO流需要最终关闭流/数据库连接使用完毕需要关闭连接
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(***):不管是否有异常都会执行,即使使用 return 强制结束也会执行,唯一不执行情况 System.exit(status);




d.语法 3:


try{	执行代码}catch(异常类型1 e1){	异常处理}catch(异常类型2 e2){	异常处理}finally{	最终执行代码}
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(***):排列 catch 语句的顺序:先子类后父类,发生异常时按顺序逐个匹配,只执行第一个与异常类型匹配的 catch 语句


e.throws:


1).语法:

throw new Exception();---创建一个需要的异常类型对象

2).后续操作:

抛出异常以后需要后续处理异常;


g.throw:


1).语法:

throw new Exception();---创建一个需要的异常类型对象

2).后续操作:

抛出异常以后需要后续处理异常;

四、如何优雅的设计异常

4.1 如何选择异常


从开发经验来看,如果在一个应用中,需要开发一个方法(如某个功能的 service 方法),这个方法如果中间可能出现异常,那么你需要考虑这个异常出现之后是否调用者可以处理,并且你是否希望调用者进行处理,如果调用者可以处理,并且你也希望调用者进行处理,那么就要抛出受检异常,提醒调用者在使用你的方法时,考虑到如果抛出异常时如果进行处理,相似的,如果在写某个方法时,你认为这是个偶然异常,理论上说,你觉得运行时可能会碰到什么问题,而这些问题也许不是必然发生的,也不需要调用者显示的通过异常来判断业务流程操作的,那么这时就可以使用一个 RuntimeException 这样的非受检异常.


4.2 什么时候才需要抛异常


首先我们需要了解一个问题,什么时候才需要抛异常?异常的设计是方便给开发者使用的,但不是乱用的,笔者对于什么时候抛异常这个问题也问了很多朋友,能给出准确答案的确实不多。其实这个问题很简单,如果你觉得某些”问题”解决不了了,那么你就可以抛出异常了。比如,你在写一个 service,其中在写到某段代码处,你发现可能会产生问题,那么就请抛出异常吧,相信我,你此时抛出异常将是一个最佳时机。


4.3 应该抛出怎样的异常


了解完了什么时候才需要抛出异常后,我们再思考一个问题,真的当我们抛出异常时,我们应该选用怎样的异常呢?究竟是受检异常还是非受检异常呢(RuntimeException)呢?我来举例说明一下这个问题,先从受检异常说起,比如以下案例我们通过 I/O 进行读取文件时,一旦文件地址编写出现错误,则文件获取出现错误,导致配置文件内容获取失败


    //初始化连接参数,从配置文件里获得   	public static void init(){   		Properties params=new Properties();   		String configFile = "database.properties";   		InputStream is=BaseDao.class.getClassLoader().getResourceAsStream(configFile);   		try {   			params.load(is);   		} catch (IOException e) {   			e.printStackTrace();   		}   		driver=params.getProperty("driver");   		url=params.getProperty("url");   		user=params.getProperty("user");   		password=params.getProperty("password");   	}   
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ok,看了以上代码以后,你也许心中有一些想法,原来受检异常可以控制义务逻辑,对,没错,通过受检异常真的可以控制业务逻辑,但是切记不要这样使用,我们应该合理的抛出异常,因为程序本身才是流程,异常的作用仅仅是当你进行不下去的时候找到的一个借口而已,它并不能当成控制程序流程的入口或出口,如果这样使用的话,是在将异常的作用扩大化,这样将会导致代码复杂程度的增加,耦合性会提高,代码可读性降低等问题。那么就一定不要使用这样的异常吗?其实也不是,在真的有这样的需求的时候,我们可以这样使用,只是切记,不要把它真的当成控制流程的工具或手段。那么究竟什么时候才要抛出这样的异常呢?要考虑,如果调用者调用出错后,一定要让调用者对此错误进行处理才可以,满足这样的要求时,我们才会考虑使用受检异常。


4.4 应该选用哪种异常


通过以上的描述和举例,可以总结出一个结论,RuntimeException 异常和受检异常之间的区别就是:是否强制要求调用者必须处理此异常,如果强制要求调用者必须进行处理,那么就使用受检异常,否则就选择非受检异常(RuntimeException)。一般来讲,如果没有特殊的要求,我们建议使用 RuntimeException 异常

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