Java異常處理

目錄

• 什麼是Java異常？
• 當一個Exception在程序中發生的時候，JVM是怎麼作的呢？
• 當咱們編寫程序的時候如何對待可能出現的異常呢？

正文

1. 什麼是Java異常？

今天咱們來聊聊java異常，異常是致使程序中斷執行的一種指令流。咱們在提升代碼穩定性和健壯性的時候，經常會花更多的時間去考慮，代碼可能存在的異常。編碼中對可能的發生的異常先一步正確處理，就能夠確保異常不會致使程序不可用。說了這麼多異常，那麼異常是什麼呢？

Java異常是一種致使程序中斷的執行指令流。它存在應用服務器硬件錯誤、程序編寫的時候未考慮數組越界、也多是網絡通訊中網絡抖動的客觀緣由致使的異常等狀況。異常多是主觀代碼設計不周全也多是客觀硬件報錯，那麼認識異常就是避免異常的第一步。咱們先從異常家族的認識開始，下面異常的族譜：

Throwable類做爲全部異常的發源，他是整個Java異常體系的超體，其下面分爲Error和Exception兩大類。

Error與其子類實例表明嚴重系統錯誤，應用程序沒法處理，如硬件層面的錯誤、JVM錯誤或內存不足等問題，這種錯誤發生時Java應用程序自己無力恢復。Error對象拋出時，基本上不用處理，任其傳播至JVM爲止，應用程序能作的最多留下日誌信息。

Exception表明程序運行時發送的各類不指望發生的事件。能夠被Java異常處理機制使用，是異常處理的核心。Exception及其子類能夠被程序處理，也就是所在應用程序中正確的處理了Exception及其子類就能提升代碼的穩定性和健壯性。

Exception類下面分爲檢測異常和非檢測異常：

檢測異常，是JVM強制要求程序員爲可能出現的異常作預備處理工做。JVM規定檢測異常要麼使用try-catch語句捕獲它並進行處理，要麼使用throws子句聲明並拋出它，否者javac在編譯程序會不經過。這類異常通常是程序運行環境致使的，爲了預防未知環境對程序的影響，規定程序員須要處理這類異常。

非檢測異常，javac在編譯時，不會提示和發現異常的存在，JVM不強制要求程序員處理這樣的異常。固然，做爲程序員咱們應該預防這樣的異常致使程序崩潰，因此建議使用try-catch-finally處理它。這類異常緣由多半是代碼寫的邏輯有問題或考慮不周全。

2.當一個Exception在程序中發生的時候，JVM是怎麼作的呢？

對java總體異常家族有了大體的認識以後，那麼當一個Exception在程序中發生的時候，JVM是怎麼作的呢？

認識這個問題，咱們首看看JVM是如何執行java代碼的，JVM將class文件轉換爲JVM的java類。JVM爲java類創建方法表，方法表中的索引能夠引導JVM找到須要執行的方法體和JVM方法執行棧。固然，invokemethod調用執行一個方法的時候，Java虛擬機把描述該方法的棧結構置入方法執行棧棧頂，位於棧頂的方法爲正在執行的方法。 JVM會爲每個方法創建執行的堆和棧用於存放執行中的變量，若是此時程序出現一個Exception，拋出的異常先轉移給合適的異常處理語句。代碼的執行會被相應的Exception執行流接管，將方法表信息、發生異常的位置信息和方法的堆棧信息壓入Exception的堆棧，當程序中斷的時候IDE就會將Exception的堆棧信息打印出來。

若是咱們經過try…..catch….finally語句來處理異常，處理流程又是怎樣的呢？在try代碼塊中拋出的異常，代碼執行流會跳轉到catch代碼塊執行，catch代碼塊能夠對發生的異常進行補救。讓代碼迴歸到正常的執行流程。finally語句，不管在try模塊中是否發生異常，都會執行finally語句，使用finally語句主要是爲了釋放被佔用的資源，好比打開的文件或連接的通訊資源等。

整體來講，Java語言的異常處理流程，從程序中獲取異常信息。根據Java的源文件和用戶調用的包列表，JVM能夠獲取該程序包括Java API所引起的異常在內的異常處理的信息，這些信息包括：異常引起位置、異常拋出順序、引起異常的方法名和類名等。這些異常信息在程序異常的排查和修改的時候很是重要，後面會講到如何正確處理這些異常。

3.當咱們編寫程序的時候如何對待可能出現的異常呢？

一般在發生異常的時候咱們有兩種處理模型：終止與恢復。
終止模型：前提是假設錯誤很是關鍵，以致於程序沒法返回到程序正常運行軌跡，一旦異常拋出就意味着程序將中止提供服務。如：數據庫鏈接異常發生。

恢復模型：也就是異常程序發生錯誤，錯誤能夠被修復而後從新回到正常程序執行的軌跡上。例如，咱們能夠將數據庫鏈接try。。。catch置於循環中，一次鏈接不成功能夠循環下一次進行鏈接。

配合終止和恢復模型，咱們會配合使用throw和throws語法。throws關鍵字主要在方法簽名中使用，用於聲明該方法可能拋出的異常。throws 能夠理解成是一種通知行爲，沒有實際的拋出異常的動做，而僅僅是告訴調用他的上層函數，這裏可能會拋出這個異常;

throw用於在函數體內語句中，表示拋出一個實際的異常的實際動做，若是在函數內沒有捕獲並處理，那麼將會一直向上拋出這個異常直到被main()/Thread.run()拋出。

咱們瞭解了Java的異常內容以後，在程序中遵循怎樣的行業規則和大牛的經驗合理使用異常，提升代碼的穩定性呢？

下面整理了包括Effective Java異常使用指導原則和網上博客內容：

1. 不要講異常處理用於正常的控制流（設計良好的API不該該強迫它的調用者爲了正常的控制流而使用異常）。
2. 對能夠恢復的狀況使用了受檢異常，對編程錯誤使用運行時異常。
3. 避免沒必要要的使用受檢異常（能夠經過一些狀態檢測手段來避免異常的發生）。
4. 優先使用標準異常。
5. 每一個方法拋出的異常都要有文檔。
6. 保持異常的原子性。
7. 不要再catch中忽略掉捕獲到的異常。
8. 處理運行時異常，採用邏輯合理規避同時輔助try…catch處理。
9. 在多重catch快後面，能夠加一個catch(Exception)來處理可能會被遺漏的異常。
10. 對於不肯定的代碼，也能夠加上try…catch，處理潛在的異常。
11. 儘可能去處理異常，切忌只是簡單的調用printStackTrace()打印輸出。
12. 具體如何處理異常，要根據不一樣的業務需求和異常類型去決定。
13. 儘可能添加finally語句塊去釋放佔用的資源。

不要被這麼多規則嚇到了，不須要逐條強記他們。我對異常的理解，首先態度上要謙虛明白代碼中很難避免由於考慮不周出現的異常，因此編碼時應該採用防衛式編碼。其次在編碼處理過程當中使用try…catch…finally語句預防可能的異常，採用合適的異常處理模式對待程序可能的異常。