【從基礎學 Java】異常機制

初識

代碼的世界和現實世界同樣，不會一路順風，起碼不會像咱們想象中的那麼順利。寫代碼的是人，人的思惟存在侷限性，這種侷限性，體如今代碼中，就是漏洞。假若一段程序在生產環境中崩潰，勢必讓人十分惱火。這種讓人頭大的狀況就是異常的一種。

Java 是這樣定義異常的:

異常指的是，那些在程序運行過程當中，中斷正常的指令流程的事件。

實際上，異常還會在如下場景中發生：

• 用戶輸入錯誤，如：輸入不符合程序預期
• 設備錯誤，如：網線斷開鏈接
• 物理限制，如：內存不足

而咱們並不但願程序由於上述狀況掛掉，而是但願程序可以在遇到異常時，巧妙地處理以後，繼續運行下去。

所幸，Java 提供了一套機制，用於在程序程序出錯（出現異常）時，進行：

• 報告錯誤
• 保存工做結果
• 讓用戶以更完善的方式退出程序

亦即：異常處理機制。顧名思義，該機制用於對程序運行中不正常的狀況進行處理。
簡單來講，Java 中的異常處理是：當異常發生時，運行時系統逆着方法的調用棧（call stack）去尋找可以處理這種異常的東西。

以一個把字符串轉換成整數的方法爲例：

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 strToFormat 不能轉化成一個整形數時，就轉化成一個默認的值。NumberFormatException 發生時，方法當即終止。控制權被交由 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 異常處理的通常步驟。

異常分類

在 Java 中，全部的異常派生於 Throwable 接口。這些異常，又被分爲 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，咱們應當把精力放在 RuntimeException 上，由於「全部的運行時異常，都是程序員的問題」。這類異常，又被叫作未檢查異常，一般交由 JVM 處理。相對應的，那些咱們知道可能會出現問題、，被叫作已檢查的異常。這類異常須要開發者手動向上級拋出，直到 JVM 級別，或者在調用方法時使用 try-catch 處理。

通常來講，在寫一個方法時，要儘量聲明全部已檢查異常，經過內部邏輯控制，避免未檢查（運行時）異常。

異常捕獲

在編碼過程當中，若是方法的檢查異常被精心設計，那麼咱們只管拋出異常便可。可是，一旦調用方法的地方沒有對這種可能出現的異常進行處理，那麼程序就會終止。因此，要對異常進行捕獲操做，正如以前的字符串轉數字的方法同樣。

根據經驗，程序中應該捕獲那些知道如何處理的異常，把「職責」外的異常，交給方法的調用者去處理。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 // 某些操做
            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 // 一些操做
            return returnType mockValue;
        }
        
}

在上述代碼中，① 中進行操做，捕獲了 Exeptionx 或者 Exceptiony 時，② 進行異常處理；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；不管有無異常發生，⑤ 都會執行。

上面的代碼還有一個問題，就是 finally 代碼中包含返回值。有如下規則：

• try 代碼塊中包含 return 語句，finally 語句中的代碼也會被執行；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

• 不要過度細分異常，能用一個 try 塊處理的儘可能用一個，而後按層次捕獲異常，下面的代碼是被建議的：

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

• 適當地轉化異常，如：能夠把一個 NumberFormatException 轉化成自定義的異常
• 遇到異常狀況，能夠更加嚴格一點。如：拋出 EmptyStackException 比 NullPointerException 更加語義化
• 學會把異常傳遞，即：「早拋出，晚捕獲」