Java異常處理機制 —— 深刻理解與開發應用

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　　Java異常處理機制在平常開發中應用頻繁，其最主要的不外乎幾個關鍵字：try、catch、finally、throw、throws，以及各類各樣的Exception。本篇文章主要在基礎的使用方法上，進一步分析在開發中如何使用異常機制更合理。

• try-catch-finally

　　　　try-catch-finally塊的用法比較簡單，使用頻次也最高。try塊中包含可能出現異常的語句(固然這是人爲決定的，try理論上能夠包含任何代碼)，catch塊負責捕獲可能出現的異常，finally負責執行必須執行的語句，這裏的代碼不管是否發生了異常，都會被執行。

　　　　針對這部分，由於很基礎，因此就提幾點比較關鍵的建議：

　　　　　　一、當你在寫try-catch語句的時候，腦子裏是知道本身要去針對哪一種異常進行處理的，不要只是以防萬一，加了個catch(Exception e)，這是毫無心義的。而且，一個try塊中可能有多個異常，對於每一類異常，要分別寫一個catch進行捕獲。　　　　　　　

　　　　　　二、針對可能出現異常的語句進行try-catch，大段代碼的try-catch會很是不利於維護代碼時定位異常可能發生的位置，對於確定不會發生異常的穩定的代碼，不須要放在try塊中。

　　　　　　三、try-catch雖然在功能上，能夠成爲流程控制的工具，達到條件分支的效果。但相比於if-else語句，java的異常處理機制基於面向對象的思想，使用過程當中須要更多的時間與空間的開銷，因此不要用異常機制去作基本的條件判斷，只有在程序會由於異常而中斷時進行捕獲和處理。

　　　　　　四、finally塊中永遠不要寫return語句，由於finally塊中老是最後執行，他會改變預期在try和catch塊中的返回值（舉個例子，你在catch中捕獲了一個異常並拋出e，又在finally語句中return true,這樣你拋出的異常就"消失"了，由於當前函數的執行結果已經從拋出異常 轉變成 return true）。另外，在使用資源對象與流對象時，finally塊必須對資源對象、流對象進行關閉。

• Java異常體系結構

　　　　Java異常體系的基類是Throwable，它主要有兩個子類：Error 和 Exception。其結構以下圖：

　　　　　　

　　　　上圖中，Error是指程序沒法處理的錯誤，多指系統內部比較嚴重的錯誤。大多數這類錯誤與開發人員無關，咱們關注的主要是Exception。

　　　　Exception主要分爲兩塊：運行時異常和非運行時異常。RuntimeException及其子類都稱爲運行時異常；除此以外， 全部Exception的子類異常都是非運行時異常。

　　　　運行時異常多指程序邏輯上出現問題（也就是咱們本身寫代碼邏輯出了問題），常見的錯誤包括 ClassCastException：類型轉換異常、NullPointerException：空指針異常、IndexOutOfBoundsException：越界異常...這些異常均可以經過程序邏輯處理來避免(好比加一個判斷語句判斷是否越界、是否屬於某類型、是否爲null)，因此編譯器把這些工做交給了程序員來把控，在編譯期即便手動拋出了一個運行時異常不去捕獲，編譯器也會經過。於是這類異常也叫作"未檢查異常"(uncheck)。一樣屬於未檢查異常的還有全部的Error。即上圖中，全部藍色框表示未檢查異常，橙色框表示"檢查異常"(check)。對於檢查異常，在可能發生異常的位置須要用try-catch塊去捕獲並處理，若是不處理它，就會一直向上層調用拋出，直到被處理爲止。

• throw 與 throws

　　　　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。

　　　　當一個函數throws聲明函數可能拋出一個非運行時異常（檢查異常）時，那麼即便這個函數內部不顯示使用throw，調用它的上層函數也必須包含處理這個異常的代碼。舉個例子：

public class Main {

    public static void main(String[] args){

        exceptionTest();
    }
    static int exceptionTest() throws IOException {
        
        return 0;    
    }
}

　　　　上述代碼中調用的exceptionTest函數聲明拋出一個IOException屬於檢查異常，哪怕exceptionTest函數中不可能拋出這個異常，調用它的函數也必須對此異常作出捕獲處理。如今main函數中沒有相關的處理邏輯，因此會編譯錯誤，以下圖：

　　　　而對運行時異常，就是另外一種狀況了：

 1 public class Main {
 2 
 3     public static void main(String[] args){
 4 
 5         int i = divideTest(0);
 6         System.out.println(i);
 7     }
 8     static int divideTest(int b) throws ArithmeticException {  
 9         
10         int i = 5/b;
11         return i;    
12     }
13 }

　　　　一樣在main函數沒有處理異常的邏輯，此次聲明拋出的異常是ArithmeicException，他屬於運行時異常(RuntimeException)，因此編譯器對聲明的拋出置之不理：

　　　　    

　　　　雖然編譯期經過，但在運行時程序仍然會自動拋出運行時異常，並一直向上拋出到Main函數。而Main()中沒有對該異常的捕獲處理，因此主線程終止。

　　　　結論：我目前的理解是，throws一個運行時異常是沒有任何實際意義的，除非你爲了遵循某個統一的規範而這樣作。throws 存在的意義主要是將可能的非運行時異常交給編譯器把關，讓編譯器監督開發人員對這些異常進行捕獲處理。

　　　　另外，當你須要自定義一個異常時，若是須要在編譯期檢查，並在上層統一處理，那麼直接繼承Exception成爲一個檢查異常；若是不須要編譯期檢查，拋出異常表示程序異常須要直接中斷，那麼繼承RuntimeException成爲一個運行時異常便可。