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[01] 異常的概念和處理

阿新 • • 發佈：2017-09-01
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1、異常和錯誤

Java作為面向對象的語言，自然把系統發生的不正確的事件也封裝成了Java對象。比如一個不存在的對象，我們卻試圖調用它的方法，自然是行不通的，這個不正確的事件，也就被封裝成為了我們常見的NullPointerException對象。
即是說，在Java程序的運行過程中，如果發生了意外事件（發生了錯誤或異常），則該意外會被封裝成為一個對象，並把它提交給運行時的系統，尋求相應的代碼來處理。意外事件在Java中分為兩類，即錯誤和異常；而把這個意外對象的生成和提交過程，我們稱之為拋出。
在Java中：
  • 錯誤 - 不受控的，程序無法處理的
  • 異常 - 容易排查的，可以處理的
技術分享

2、異常的體系

技術分享萬物皆可拋，Throwable就是Java語言中所有錯誤和異常的父類，其兩個子類：Error（錯誤）、Exception（異常）
Error是程序無法處理的，比如OutOfMemoryError、ThreadDeath等，出現如此情況我們往往無能為力，只能交給JVM自行處理，大多數情況下，JVM會選擇終止線程（真是簡單粗暴...）；而Exception就是程序可以處理的異常，也是我們重點要理解的部分。

Exception的分類

在異常中，又分為兩種，CheckedException（受檢異常）和UncheckedExcpeiton（不受檢異常），其中：
  • CheckedException 要求我們必須處理（要不然為什麽叫CheckedExcpetion呢），使用 try catch 語句塊，否則在編譯階段就無法通過（所以稱之為編譯期異常）
    • 如大名鼎鼎的 IOException，要求我們必須捕捉處理

  • UncheckedException 發生在運行期（所以稱之為運行期異常 RuntimeException），具有不確定性，主要是程序的邏輯問題所引起的，難以排查
    • 如 NullPointerException（空指針異常）、IndexOutOfBoundsException（數組越界異常）


3、異常的處理

3.1 try catch

對於可能發生異常的代碼，我們要使用 try 語句塊來進行包裹，與 try 相呼應的還要有 catch 語句塊。即 try 用來檢測不安全的代碼，用來發現異常，而一旦某條語句出現了異常，則從此處中止，後面的代碼不再執行，而是直接跳轉到異常處理的代碼塊中，即提到的 catch 語句塊。
所以：
  • try 包括需要檢測的代碼
  • catch 發生異常時進行捕獲，並進行處理

  1. public static void main(String[] args) {
  2.     Date date = null;
  3.    
  4.     try {
  5.         long time = date.getTime
     
    ();
  6.         System.out.println(time);
  7.        
  8.     } catch (NullPointerException e) {
  9.         System.out.println("空指針異常發生了，好像我應該做些什麽");
  10.     }
  11. }

（註意：這裏只是使用運行期異常作為示例，實際上RuntimeException是不需要在編譯階段專門進行異常處理的，即不寫try catch也行）

如上例：因為 line5 試圖調用空對象的一個方法，所以會發生 NullPointerException，所以 line6 會跳過不執行，而直接執行 catch 塊中的內容，即 line9，打印輸出 “空指針異常發生了，好像我應該做些什麽”
整個過程就像打棒球，發生異常就像投手丟出了棒球，這個棒球就是異常；而捕獲異常就像接住棒球。技術分享技術分享

3.2 多個catch

catch 緊跟在 try 語句之後，也就是用來進行異常處理的部分，實際上 catch 可以寫多個，分別用來捕獲不同類型的異常，必須從小到大（即從子類到父類）的順序進行捕獲，否則會出現編譯錯誤，且某異常只被捕捉一次，即第一個符合的 catch 處捕獲。
  1. public static void main(String[] args) {
  2.     Date date = null;
  3.     int[] arr = new int[]{0, 1, 2};
  5.     try {
  6.         int i = arr[5];
  7.         System.out.println(i);
  8.         long time = date.getTime();
  9.         System.out.println(time);
  11.     } catch (NullPointerException e) {
  12.         System.out.println("空指針異常發生了，好像我應該做些什麽");
  13.     } catch (IndexOutOfBoundsException e) {
  14.         System.out.println("數組越界了");
  15.     } catch (Exception e) {
  16.         System.out.println("發生了異常");
  17.     }
  18. }

我們把之前的例子改一下，如上，按照剛才我們提到的，這裏可能出現數組越界和空指針異常，所以我們寫了兩個catch，可能還有其他我們沒想到的異常，所以我們再捕捉了一個異常的父類Exception。這個例子最後只會輸出 "數組越界了"，因為異常只被捕捉一次，且後面的代碼不再執行。
  1. public static void main(String[] args) {
  2.     Date date = null;
  3.     int[] arr = new int[]{0, 1, 2};
  5.     try {
  6.         int i = arr[5];
  7.         System.out.println(i);
  8.         long time = date.getTime();
  9.         System.out.println(time);
  10.     } catch (Exception e) { //錯誤的寫法，異常捕獲的順序只能從子類到父類
  11.         System.out.println("發生了異常");
  12.     } catch (NullPointerException e) {
  13.         System.out.println("空指針異常發生了，好像我應該做些什麽");
  14.     } catch (IndexOutOfBoundsException e) {
  15.         System.out.println("數組越界了");
  16.     } 
  17. }

註意catch異常的順序，如上例中的寫法是無法通過編譯的，因為Exception是所有異常的父類，而catch塊必須按照從子類到父類的順序進行編寫。

3.3 finally

在異常處理中，還有一個語句塊叫 finally，可以不寫，一旦寫上，那麽有且只能有一個finally語句塊，該部分的代碼內容總是會執行的。一般是跟在最後的catch塊之後。
  1. public static void main(String[] args) {
  2.     Date date = null;
  3.     int[] arr = new int[]{0, 1, 2};
  5.     try {
  6.         int i = arr[5];
  7.         System.out.println(i);
  8.         long time = date.getTime();
  9.         System.out.println(time);
  10.     } catch (NullPointerException e) {
  11.         System.out.println("空指針異常發生了，好像我應該做些什麽");
  12.     } catch (IndexOutOfBoundsException e) {
  13.         System.out.println("數組越界了");
  14.     } catch (Exception e) {
  15.         System.out.println("發生了異常");
  16.     } finally {
  17.         System.out.println("我總是要執行的");
  18.     }
  19. }

如上例中，除了輸出 “數組越界了”，還始終會輸出 “我總是要執行的”。不論程序是否發生異常，finally代碼塊總是會執行，所以finally一般也用來關閉資源。
需要註意的是，之前提到finally是可選的，即可以只有try和catch，同時要知道的是：
  • 可以只有try和finally
  • 可以只有try和catch
  • 不能只有try

3.4 異常處理中的return

在Java語言的異常處理中，finally塊的作用就是為了保證無論出現什麽情況，finally塊裏的代碼一定會執行。而return意味著結束了對當前函數的調用並跳出這個函數體，那麽如果try塊中或者catch塊中出現了return，finally又如何是好？
我們看這樣一道題，下面的函數最終會返回多少？
  2. 鏈接：https://interview.nowcoder.com/questionTerminal/5a6ea98ed42347fe81c950a1a206dc7e?toCommentId=77575
  3. 來源：牛客網
  5. public static int func (){
  6.     try{
  7.         return 1;
  8.     }catch (Exception e){
  9.         return 2;
  10.     }finally{
  11.         return 3;
  12.     }
  13. }

只需要記住，無論如何finally語句都要執行（除非調用了System.exit()方法）。同時，如果：
  • finally中沒有return，那麽不會影響try或catch中return的結果，但是finally還是會執行的
  • finally中有return語句，那麽會覆蓋掉try或catch中的return的結果，再進行返回

  1. public static int fun() {
  2.     int i = 0;
  4.     try {
  5.         return i;
  6.     } catch (Exception e) {
  7.         return -1;
  8.     } finally {
  9.         ++i;
  10.     }
  11. }

如上例，（前提是finally中沒有return，否則會覆蓋值）當執行到return時，結果會被保存等待finally執行完畢後返回，這個時候無論finally內部如何改變這個值，都不會影響返回結果。最終返回0。


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