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Java异常处理原理及应用
readLine 方法有时产生 IOException。如何处理潜在的故障?编译器需要“捕获”或“声明”IOException。

  “捕获 (catch)”指当 readLine 方法产生错误时截获该错误,并处理和记录该问题。而“声明 (declare)”指错误可能引发 IOException,并通知调用该方法的任何代码:可能产生异常。

  若要捕获异常,必须添加一个特殊的“处理代码块”,来接收和处理 IOException。于是程序改为如下:

  import java.io.*; public class EchoInputHandle { public static void main(String args[]){ System.out.println(”Enter text to echo:”); InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in); BufferedReader inputReader = new BufferedReader(isr); try{ String inputLine = inputReader.readLine(); System.out.println(”Read:” + inputLine); } catch(IOException exc){ System.out.println(“Exception encountered: ” + exc); } } } 新添的代码块包含关键字 try 和 catch(第 7,10,11,13 行),表示要读取输入。若成功,则正常运行。若读取输入时错误,则捕获问题(由 IOException 对象表示),并采取相应措施。在本例,采用的处理方式是输出异常。

  若不准备捕获 IOException,仅声明异常,则要特别指定 main 方法可能出错,而且特别说明可能产生 IOException。于是程序改为如下:

  import java.io.*; public class EchoInputDeclare { public static void main(String args[]) throws IOException{ System.out.println(”Enter text to echo:”); InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in); BufferedReader inputReader = new BufferedReader(isr); String inputLine = inputReader.readLine(); System.out.println(”Read:” + inputLine); } } 从上面的这个简单的例子中,我们可以看出异常处理在 Java 代码开发中不能被忽视。

  Java 异常以及异常处理

  可将 Java 异常看作是一类消息,它传送一些系统问题、故障及未按规定执行的动作的相关信息。异常包含信息,以将信息从应用程序的一部分发送到另一部分。

  编译语言为何要处理异常?为何不在异常出现位置随时处理具体故障?因为有时候我们需要在系统中交流错误消息,以便按照统一的方式处理问题,有时是因为有若干处理问题的可能方式,但您不知道使用哪一种,此时,可将处理异常的任务委托给调用方法的代码。调用者通常更能了解问题来源的上下文,能更好的确定恢复方式。

  必定在运行的 Java 应用程序的一些类或对象中产生异常。出现故障时,“发送者”将产生异常对象。异常可能代表 Java 代码出现的问题,也可能是 JVM 的相应错误,或基础硬件或操作系统的错误。

  异常本身表示消息,指发送者传给接收者的数据“负荷”。首先,异常基于类的类型来传输有用信息。很多情况下,基于异常的类既能识别故障本因并能更正问题。其次,异常还带有可能有用的数据(如属性)。

  在处理异常时,消息必须有接收者;否则将无法处理产生异常的底层问题。

  在上例中,异常“产生者”是读取文本行的 BufferedReader。在故障出现时,将在 readLine 方法中构建 IOException 对象。异常“接收者”是代码本身。EchoInputHandle 应用程序的 try-catch 结构中的 catch 块是异常的接收者,它以字符串形式输出异常,将问题记录下来。

  Java 异常类的层次结构

  在我们从总体上了解异常后,我们应该了解如何在 Java 应用程序中使用异常,即需要了解 Java 类的层次结构。

  必定在运行的 Java 应用程序的一些类或对象中产生异常。出现故障时,“发送者”将产生异常对象。异常可能代表 Java 代码出现的问题,也可能是 JVM 的相应错误,或基础硬件或操作系统的错误。

  异常本身表示消息,指发送者传给接收者的数据“负荷”。首先,异常基于类的类型来传输有用信息。很多情况下,基于异常的类既能识别故障本因并能更正问题。其次,异常还带有可能有用的数据(如属性)。

  在处理异常时,消息必须有接收者;否则将无法处理产生异常的底层问题。

  在上例中,异常“产生者”是读取文本行的 BufferedReader。在故障出现时,将在 readLine 方法中构建 IOException 对象。异常“接收者”是代码本身。EchoInputHandle 应用程序的 try-catch 结构中的 catch 块是异常的接收者,它以字符串形式输出异常,将问题记录下来。

  Java 异常类的层次结构

  在我们从总体上了解异常后,我们应该了解如何在 Java 应用程序中使用异常,即需要了解 Java 类的层次结构。

  必定在运行的 Java 应用程序的一些类或对象中产生异常。出现故障时,“发送者”将产生异常对象。异常可能代表 Java 代码出现的问题,也可能是 JVM 的相应错误,或基础硬件或操作系统的错误。

  异常本身表示消息,指发送者传给接收者的数据“负荷”。首先,异常基于类的类型来传输有用信息。很多情况下,基于异常的类既能识别故障本因并能更正问题。其次,异常还带有可能有用的数据(如属性)。

  在处理异常时,消息必须有接收者;否则将无法处理产生异常的底层问题。

  在上例中,异常“产生者”是读取文本行的 BufferedReader。在故障出现时,将在 readLine 方法中构建 IOException 对象。异常“接收者”是代码本身。EchoInputHandle 应用程序的 try-catch 结构中的 catch 块是异常的接收者,它以字符串形式输出异常,将问题记录下来。

  Java 异常类的层次结构

  在我们从总体上了解异常后,我们应该了解如何在 Java 应用程序中使用异常,即需要了解 Java 类的层次结构。

  在 Java 中,所有的异常都有一个共同的祖先 Throwable(可抛出)。Throwable 指定代码中可用异常传播机制通过 Java 应用程序传输的任何问题的共性。

  Throwable 有两个重要的子类:Exception(异常)和 Error(错误),二者都是 Java 异常处理的重要子类,各自都包含大量子类。

  Exception(异常)是应用程序中可能的可预测、可恢复问题。一般大多数异常表示中度到轻度的问题。异常一般是在特定环境下产生的,通常出现在代码的特定方法和操作中。在 EchoInput 类中,当试图调用 readLine 方法时,可能出现 IOException 异常。
 
 Error(错误)表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关,而表示代码运行时 JVM(Java 虚拟机)出现的问题。例如,当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时,将出现 OutOfMemoryError。

  Exception 类有一个重要的子类 RuntimeException。RuntimeException 类及其子类表示“JVM 常用操作”引发的错误。例如,若试图使用空值对象引用、除数为零或数组越界,则分别引发运行时异常(NullPointerException、ArithmeticException)和 ArrayIndexOutOfBoundException。

  Java 异常的处理

  在 Java 应用程序中,对异常的处理有两种方式:处理异常和声明异常。

  处理异常:try、catch 和 finally

  若要捕获异常,则必须在代码中添加异常处理器块。这种 Java 结构可能包含 3 个部分,

  都有 Java 关键字。下面的例子中使用了 try-catch-finally 代码结构。

  import java.io.*; public class EchoInputTryCatchFinally { public static void main(String args[]){ System.out.println(”Enter text to echo:”); InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in); BufferedReader inputReader = new BufferedReader(isr); try{ String inputLine = inputReader.readLine(); System.out.println(”Read:” + inputLine); } catch(IOException exc){ System.out.println(”Exception encountered: ” + exc); } finally{ System.out.println(”End. “); } } 其中:

  try 块:将一个或者多个语句放入 try 时,则表示这些语句可能抛出异常。编译器知道可能要发生异常,于是用一个特殊结构评估块内所有语句。

  catch 块:当问题出现时,一种选择是定义代码块来处理问题,catch 块的目的便在于此。catch 块是 try 块所产生异常的接收者。基本原理是:一旦生成异常,则 try 块的执行中止,JVM 将查找相应的 JVM。

  finally 块:还可以定义 finally 块,无论运行 try 块代码的结果如何,该块里面的代码一定运行。在常见的所有环境中,finally 块都将运行。无论 try 块是否运行完,无论是否产生异常,也无论是否在 catch 块中得到处理,finally 块都将执行。

  try-catch-finally 规则:

  必须在 try 之后添加 catch 或 finally 块。try 块后可同时接 catch 和 finally 块,但至少有一个块。

  必须遵循块顺序:若代码同时使用 catch 和 finally 块,则必须将 catch 块放在 try 块之后。

  catch 块与相应的异常类的类型相关。

  一个 try 块可能有多个 catch 块。若如此,则执行第一个匹配块。

  可嵌套 try-catch-finally 结构。

  在 try-catch-finally 结构中,可重新抛出异常。

  除了下列情况,总将执行 finally 做为结束:JVM 过早终止(调用 System.exit(int));在 finally 块中抛出一个未处理的异常;计算机断电、失火、或遭遇病毒攻击。

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