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【從基礎(chǔ)學(xué) Java】異常機(jī)制

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摘要：所幸，提供了一套機(jī)制，用于在程序程序出錯出現(xiàn)異常時，進(jìn)行報告錯誤保存工作結(jié)果讓用戶以更完善的方式退出程序亦即異常處理機(jī)制。顧名思義，該機(jī)制用于對程序運行中不正常的情況進(jìn)行處理。如拋出比更加語義化學(xué)會把異常傳遞，即早拋出，晚捕獲

初識

代碼的世界和現(xiàn)實世界一樣，不會一帆風(fēng)順，起碼不會像我們想象中的那么順利。寫代碼的是人，人的思維存在局限性，這種局限性，體現(xiàn)在代碼中，就是漏洞。倘若一段程序在生產(chǎn)環(huán)境中崩潰，勢必讓人十分惱火。這種讓人頭大的情況就是異常的一種。

Java 是這樣定義異常的:

異常指的是，那些在程序運行過程中，中斷正常的指令流程的事件。

實際上，異常還會在以下場景中發(fā)生：

用戶輸入錯誤，如：輸入不符合程序預(yù)期

設(shè)備錯誤，如：網(wǎng)線斷開連接

物理限制，如：內(nèi)存不足

而我們并不希望程序因為上述情況掛掉，而是希望程序能夠在遇到異常時，巧妙地處理之后，繼續(xù)運行下去。

所幸，Java 提供了一套機(jī)制，用于在程序程序出錯（出現(xiàn)異常）時，進(jìn)行：

報告錯誤

保存工作結(jié)果

讓用戶以更完善的方式退出程序

亦即：異常處理機(jī)制。顧名思義，該機(jī)制用于對程序運行中不正常的情況進(jìn)行處理。
簡單來說，Java 中的異常處理是：當(dāng)異常發(fā)生時，運行時系統(tǒng)逆著方法的調(diào)用棧（call stack）去尋找能夠處理這種異常的東西。

以一個把字符串轉(zhuǎn)換成整數(shù)的方法為例：

public Integer stringToNumber(String strToFormat){
    Integer targetNum;
    try{
        targetNum = new Integer(strToFormat);
    }catch(NumberFormatException e){
        targetNum = DEFAULT_NUM;
    }
    return targetNum;
}

在上述代碼中，當(dāng) strToFormat 不能轉(zhuǎn)化成一個整形數(shù)時，就轉(zhuǎn)化成一個默認(rèn)的值。NumberFormatException 發(fā)生時，方法立即終止?？刂茩?quán)被交由 catch 代碼塊，也就是異常處理器（exception hanlder）。代碼雖然簡單，卻包含了 Java 異常處理的一般步驟。

異常分類

在 Java 中，所有的異常派生于 Throwable 接口。這些異常，又被分為 Error 和 Exception。這兩類異常，又衍生了一些子類。下面的圖片，描述了 Java 的異常體系圖：

不過，我們應(yīng)當(dāng)把精力放在 RuntimeException 上，因為“所有的運行時異常，都是程序員的問題”。這類異常，又被叫做未檢查異常，通常交由 JVM 處理。相對應(yīng)的，那些我們知道可能會出現(xiàn)問題、，被叫做已檢查的異常。這類異常需要開發(fā)者手動向上級拋出，直到 JVM 級別，或者在調(diào)用方法時使用 try-catch 處理。

一般來說，在寫一個方法時，要盡可能聲明所有已檢查異常，通過內(nèi)部邏輯控制，避免未檢查（運行時）異常。

異常捕獲

在編碼過程中，如果方法的檢查異常被精心設(shè)計，那么我們只管拋出異常即可。但是，一旦調(diào)用方法的地方?jīng)]有對這種可能出現(xiàn)的異常進(jìn)行處理，那么程序就會終止。所以，要對異常進(jìn)行捕獲操作，正如之前的字符串轉(zhuǎn)數(shù)字的方法一樣。

根據(jù)經(jīng)驗，程序中應(yīng)該捕獲那些知道如何處理的異常，把“職責(zé)”外的異常，交給方法的調(diào)用者去處理。下面是一個異常捕獲流程的示例代碼：

    modifier returnType someMethod(type1 param1, type2 param2) throws Exception1, Exceptio2{
    
        try{
            ① // 某些操作
            return returnType value;
        }catch(Exceptionx | Exceptiony e){
            ② // 處理異常
        }catch(Excpetion1 e1){
            ③ throw new Excption1(e1);
        }catch(Exception e2){
            ④ throw e2;
        }finally{
            ⑤ // 一些操作
            return returnType mockValue;
        }
        
}

在上述代碼中，① 中進(jìn)行操作，捕獲了 Exeptionx 或者 Exceptiony 時，② 進(jìn)行異常處理；捕獲了 Exception1 時， ③ 把該異常包裝；捕獲了 Exception 2 時，④ 直接拋出異常；無論有無異常發(fā)生，⑤ 都會執(zhí)行。

上面的代碼還有一個問題，就是 finally 代碼中包含返回值。有以下規(guī)則：

try 代碼塊中包含 return 語句，finally 語句中的代碼也會被執(zhí)行；若 finally 中也包含 return 語句，則會替代 try 中的語句

使用異常的技巧

不要過分細(xì)分異常，能用一個 try 塊處理的盡量用一個，然后按層次捕獲異常，下面的代碼是被建議的：

try{
    // 某些操作
}catch(SomeException1 e1){
    // 異常 1 的處理
}catch(SomeException2 e2){
    // 異常 2 的處理
}

適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)化異常，如：可以把一個 NumberFormatException 轉(zhuǎn)化成自定義的異常

遇到異常情況，可以更加嚴(yán)格一點。如：拋出 EmptyStackException 比 NullPointerException 更加語義化

學(xué)會把異常傳遞，即：「早拋出，晚捕獲」

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