Java異常處理：給程式罩一層保險
人這一生，總會遇到一些不可預料的麻煩，這些麻煩可能會讓我們遭受沉重的打擊。為了減輕因此承受的負擔，我們就會買保險。
本著負責任的態度，我們程式設計師在寫程式碼的時候，都非常的嚴謹。但程式在執行的時候，往往會出現一些令人意想不到的錯誤，導致那些不被期望的事件發生，最終，程式沒有按照我們的預期正常地執行下去——異常發生了，是任程式自生自滅，還是將錯誤輸出給使用者？
Java為此提供的解決方案是——異常處理機制。
異常處理機制能夠讓程式在異常發生時，按照程式碼預先設定的異常處理規則，針對性地處理異常——要麼恢復到程式一開始的樣子，要麼停止執行把詳細的錯誤資訊丟擲來，讓我們程式設計師知道哪裡出了錯，然後做出對應的優化。
異常處理機制在一定程度上保證了程式的健壯性，就好像給程式罩了一層保險。
01 異常的分類
在Java中，異常被稱為Throwable，可分為Error和Exception（英文直譯為例外，但通常被稱為真的‘異常’）。
Error：代表了Java虛擬機器（Java Virtual Machine）本身的錯誤，不能通過程式碼進行處理。我們程式設計師最熟悉的Error就是OutOfMemoryError，該錯誤的原因是由於程式不嚴謹，產生了過多的垃圾，導致Java虛擬機器記憶體溢位。
Exception：代表了程式執行時出現的各種例外（不被期望發生的事件），可分為檢查（checked）異常和非檢查（unchecked）異常。
編譯器強制要求程式設計師為檢查異常做預處理工作——捕獲異常並處理或者丟擲異常，否則編譯器就會提示錯誤。常見的這類異常有SQLException、IOException和ClassNotFoundException。
編譯器不會提示非檢查異常，也不要求在程式中處理這些異常。但通常情況下，程式設計師應該對這些異常有所防範 。比如說在進行除法運算的時候要對除數進行檢查，保證其不能為0，否則程式在執行時就會丟擲ArithmeticException，如果這樣的異常發生了，那隻能說明編寫這段程式碼的程式設計師很粗心。
可檢視下圖瞭解Java異常的分類：
02 異常發生了
來看程式清單3-1：
package com.cmower.java_demo.twelve;
public class Cmower {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(2 / 0);
System.out.println("程式已終止執行");
}
}
/*****************************************
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
at com.cmower.java_demo.twelve.Cmower.main(Cmower.java:6)
*****************************************/
當除數為0時，將丟擲ArithmeticException異常，程式不再繼續執行——異常資訊列印得非常詳細，我們可以找到哪一行出了錯，並且知道錯誤是由於除數為0引發的；假如不知道錯誤怎麼解決，可以把第一行的錯誤資訊複製貼上進行搜尋，有不少答案正是你需要的。
03 異常處理
程式清單3-1沒有使用異常處理機制，也可以順利編譯，因為ArithmeticException異常是非檢查異常。那如果遇到檢查異常呢？
編譯器會提醒異常未處理，見下圖：
在這裡插入圖片描述
具體的程式碼如下：
public class Cmower {
public static void main(String[] args) {
FileInputStream fileIn = new FileInputStream("cmower.jpg");
}
}
那該如何處理異常呢？
如果是非檢查異常，就需要在編碼階段對可能發生的錯誤進行規避，比如說，檢查除數是否為0，如果為0就不要再做除法運算了。
如果是檢查異常，做法大致有兩種。
1）直接丟擲錯誤
大學快畢業的時候，我感覺很迷茫，不知道未來要做什麼，於是就打電話向父母求助，他們就勸我去一家軟體培訓園接受培訓——自己決定不了的，就向上級請示。
這種現實的場景在Java中竟然也能找到相似之處。當一個方法不知道該怎麼處理異常時，就可以使用throws關鍵字將編譯器提醒的錯誤丟擲，丟擲的錯誤直接交給方法呼叫者來處理。示例如下：
public class Cmower {
public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
FileInputStream fileIn = new FileInputStream("cmower.jpg");
}
}
2）捕獲錯誤
在軟體培訓園接受了兩個月的培訓後，我就被江蘇富士通錄用了，然後一干就是三年半。這三年多時間，我成長了很多，技術得到了很大的鍛鍊，於是就在五年前回到了洛陽——這一次，我沒再向父母請示，因為我翅膀硬了，可以自己做決定了。
這種現實的場景在Java中仍然能找到相似之處。當一個方法知道自己該怎麼處理異常時，就可以使用try塊將編譯器提醒出錯的程式碼段進行捕獲，然後在catch塊中做出對應的處理。示例如下：
public class Cmower {
public static void main(String[] args) {
try {
FileInputStream fileIn = new FileInputStream("cmower.jpg");
} catch (FileNotFoundException e) {
System.err.println("讀取的檔案未找到：" + e.getMessage());
}
}
}
在我初學Java的時候，總喜歡直接捕獲通用異常Exception，而不是特定的異常（比如FileNotFoundException），因為這樣做很省事，除了少寫幾個字母之外，還不必擔心其他異常出現時再另外捕獲。
但這樣做是有問題的。因為在日常的開發中，我們希望程式碼能夠直觀地體現出儘量多的資訊，但不具體的Exception會隱藏掉那些應該呈現出來的資訊。
04 異常處理的實戰
1）表單驗證
當我們需要在伺服器端對使用者輸入的內容進行檢查時，就可以利用異常處理機制。怎麼做呢？
第一步，自定義異常類，繼承RuntimeException（那些不受檢查的異常類都繼承自該類）。
public class OrderException extends RuntimeException {
public OrderException() {
super();
}
public OrderException(String message) {
super(message);
}
}
第二步，表單驗證的時候，遇到不符合要求的使用者輸入時使用throw關鍵字丟擲自定義異常。
public static void check(String input) {
if (input == null) {
throw new OrderException("輸入值不能為空");
}
if (input.length() < 10) {
throw new OrderException("字串長度不能少於10個");
}
}
第三步，對自定義異常捕獲，做出對應處理。
public class Cmower {
public static void main(String[] args) {
try {
check(args[0]);
} catch (OrderException e) {
System.err.println("使用者輸入條件有誤：" + e.getMessage());
}
}
}
為什麼要使用自定義異常來處理使用者輸入呢？因為使用者輸入需要檢查很多項，而異常處理機制會在遇到第一項錯誤的時候就停下來，後面的程式碼是不會執行的——很貼合表單驗證的場景。
2）使用日誌記錄異常的堆疊資訊
在之前的例子當中，我們一直把錯誤資訊列印在控制檯，但正式的應用當中，日誌是要被記錄在日誌檔案中的，因為控制檯記錄的資訊是有限的。
限於篇幅原因，日誌相關的元件log4j、slf4j以及他們在專案中的配置請查閱資料。
當配置好日誌元件後，就可以在需要記錄日誌資訊的類中建立Logger，然後在catch塊中使用logger.error(e.getMessage(), e);記錄詳細的異常堆疊資訊。具體示例如下：
package com.cmower.java_demo.twelve;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
public class Cmower {
protected static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(Cmower.class);
public static void check(String input) {
if (input == null) {
throw new OrderException("輸入值不能為空");
}
if (input.length() < 10) {
throw new OrderException("字串長度不能少於10個");
}
}
public static void main(String[] args) {
try {
check(null);
} catch (OrderException e) {
logger.error(e.getMessage(), e);
}
}
}
/*****************************************
ERROR 2019-01-08 21:38:35,696 com.cmower.java_demo.twelve.Cmower: 輸入值不能為空
com.cmower.java_demo.twelve.OrderException: 輸入值不能為空
at com.cmower.java_demo.twelve.Cmower.check(Cmower.java:10)
at com.cmower.java_demo.twelve.Cmower.main(Cmower.java:20)
*****************************************/
05 finally
對於一些程式碼，我們希望無論try塊中的異常是否丟擲，它們都能夠得到執行，這就需要用到finally——不管異常是否發生，只要對應的try執行了，則它一定也執行。
finally塊通常用來做資源釋放操作：關閉檔案、關閉socket連線、關閉資料庫連線等等。示例如下：
try {
Socket socket = new Socket(serverIp, serverPort);
} catch (IOException e) {
logger.error(e.getMessage(), e);
} finally {
socket.close();
}
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