异常,断言和日志

编写程序的时候总会遇到这样那样的错误,为了尽量避免错误或者外部环境造成的数据丢失等情况,Java中至少应该做到以下几点:

·向用户通知错误

·保存所有的工作

·允许用户妥善的退出程序

因此就有了异常处理、断言和日志这些机制。

异常处理

如果由于出现错误而使得操作没有完成,程序应该:

·返回到一种安全状态,并能够让用户执行其他的命令

·或者允许用户保存所有工作的结果,并以妥善的方式种植程序

困难点在于检测(甚至引发)错误条件的代码通常与那些能够让数据恢复到安全状态或者能够保存用户工作并妥善退出的代码相聚很远。

异常处理的任务就是将控制权从产生错误的地方转移到能够处理这种情况的错误处理器。

需要考虑以下这些错误:

·用户输入错误    包括键盘输入错误,还有一些语法错误

·设备错误            硬件出现问题

·物理限制            磁盘已满

·代码错误            程序方法可能没有正确的完成工作

在Java中,如果某个方法不能够采用正常的途经完成它的任务,就会从另一个途径推出方法,这种情况下,方法不会返回任何值,而是抛出(throw)一个封装了错误信息的对象。

这个方法会立刻推出,而且也不会从调用这个方法的程序代码继续执行,而是异常处理机制开始搜索能够处理这种异常状况的异常处理器。

异常有自己的语法和特定的继承层次结构。

异常分类

Java中的异常层次结构

异常对象都是派生Trowable类的一个类实例。

有两个分支,Error和Exception。其中Error类层次结构描述了Java运行时系统的内部错误和资源耗尽错误,这种情况很少发生,但是发生了就没办法。

重点关注Exception层次结构,它又分解为两个分支:一个派生于RuntimeException,另一个是其他异常。

RuntimeException包括:

·错误的强制类型转换

·数组访问越界

·访问null指针

不属于的包括:

·视图超越文件末尾继续读取数据

·试图打开一个不存在的文件

·视图根据给定的字符串查找Class对象,而这个字符串表示的类并不存在。

“如果出现RuntimeException异常,那么就一定是你的问题。”

非检查型异常(unchecked):Error类和RuntimeException类派生的异常

检查型异常:其他异常

编译器要求为所有检查型异常提供异常处理器

声明检查型异常

遇到下面四种情况时会抛出异常:

·调用了一个抛出检查型异常的方法

·检测到一个错误,并利用throw语句抛出一个检查型异常

·程序出现错误

·Java虚拟机或运行时库出现内部错误

为什么要声明检查型异常。例如FileInputStream方法,并不能保证在执行这个方法的时候,外部文件没有被删除或者更改。也就是程序内部不能保证的情况,就需要声明检查型异常,否则一旦出错,所有线程都会终止。

为什么不用声明非检查型异常。如果出现Error类,那么在你的控制之外,无法关注。如果是RuntimeError,编辑器会自动抛出异常,而且更应该关注如何将这个错误避免,而不是声明异常。

如何抛出异常

如下

String readData(Scanner in) throws EOFException{

    ...

    while(...){

        if ( !in.hasNext()){

        if (n < len)    throw new EOFException;

         }

    }

    return s;

}

·找到一个合适的异常类

·创建这个类的一个对象

·将对象抛出

创建异常类

自定义的类应该包括两个构造器,一个是默认的构造器,另一个是包含详细描述信息的构造器。例如

class FileFormatException extends IOException{

    public FileFormatException(){}

    public  FileFormatException(String gripe){ super(gripe); }

}

然后像上面一样抛出就可以


捕获异常

try/catch语句

加入程序抛出了一个异常但是没有捕获,那么就会终止程序,然后在控制台上打印出异常信息。

使用try/catch语句可以捕获异常,如果在try语句中抛出了IOException异常,catch就会捕获并执行catch中的代码

注意执行顺序,是先执行try中的代码,直到抛出异常,然后跳过剩下的代码,去执行catch中的代码。

public static void read(String filename){

    try {

        var in = new FileInputStream(file);

        int b;

    } catch (IOException e) {

        e.printStackTrace();

    }

}

注意,这里没有使用

public static void read(String filename) throws IOException{}

两者的区别在于,throws给整个方法抛出一个异常,也就是说,调用这个方法时可能会抛出这个异常。这是传递异常。

而try/catch在程序内部就解决了异常,调用这个方法并不会抛出异常。这是处理异常。

如果抛出了异常,要么传递异常要么处理异常。否则程序就会终止。

捕获多个异常

try{...}

catch(FileNotFoundException e){...}

catch(UnkonwnHostException e){...}

catch(IOException e){...}

也可以合并

catch(FileNotFoundException | UnkonwnHostException e){...}

再次抛出异常与异常链

·如果想改变异常的类型,就可以再次抛出异常

try{...}

catch{SQLException e}{

    throw new ServletException();

}

·或者一个方法不允许抛出检查型异常但是却发生了,也可以使用这种技术。

·或者在抛出异常之前,想要记录这个异常再抛出。

finally子句

try{...}

catch(Exception e){...}

finally{...}

有好几种情况:try中出现异常,catch中出现异常,异常有没有被捕获等等。但是不管如何,finally子句中的代码最后都会执行。

try-with-Resources语句

假如要打开的资源属于一个实现了AutoCloseable接口的类,就可以用这个语句

try(Resource res = ...){

    do something

}

无论有没有异常,最后都会执行res.close(),等同于finally。

try(var in = new Scanner(new FileInputStream("/usr/share/dict/words"), StandardCharset.UTF_8))

{

    while (in.hasNext())

        out.println(in.next());

}

分析堆栈轨迹(stack trace)元素

当Java程序因为一个未捕获的异常而终止时,就会显示堆栈轨迹。

详情看《Java核心技术·卷一》P295页程序。

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