java 异常 【2】

1． 异常是指程序在运行时发生的错误或不正常的状况。在不支持异常处理的计算机语言中，这些状况需要又程序员进行检测和处理。

异常类在java.lang包中。

根据错误性质可将运行错误分为两类：致命性的错误（Error）和非致命的异常（exception）。

2.编程错误的分类

ü编译错误（compilation error）

ü逻辑错误（logic error）

原因：在程序运行过程中，出现了不可能执行的操作。

解决方法：异常处理

原因：程序没有按照预期的方案执行

解决方法：利用调试技巧可以解决此类错误

原因：没有遵循语言的规则

解决方法：由编译程序检查发现

3. 运行时错误（runtime error）

在程序运行时出现的一些非正常的现象被称为运行时错误，如除数为0、数组下标越界、文件不存在、内存不够用等等。

分类：根据错误性质将运行时错误分为两类

（1）致命性的错误（错误处理一般由系统承担，语言本身不提供错误处理机制；灾难性故障，由Java虚拟机生成并抛出给系统。通常，Java程序不对错误进行处理）

例：程序进入了死循环、递归无法结束、内存溢出等，这些运行错误是致命性的错误，只能在编程阶段解决，运行时程序本身无法解决，只能依靠其他程序干预，否则会一直处于非正常状态。

（2）非致命性的异常（是可以检测和处理的，所以产生了相应的异常处理机制；是用户程序能够捕捉到的“异常”情况，由Java程序抛出和处理的 ）

例：除数为0、操作数超出数据范围、文件并不存在、欲装入的类文件丢失、网络连接中断等，这类现象称为非致命性的异常。

4. 异常处理的类层次

Java中预定义了很多异常类，每个异常类代表一种运行错误。

5. 常用Exception类的子类：

异常类	描述
NullPointerException	空指针异常
ArrayIndexOutOfBoundsException	数组越界访问异常
ClassNotFoundException	试图访问一个根本不存在的类
IOException	输入/输出异常
NumberFormatException	错误的类型转换异常
ArrayStoreException	当向数组存入错误类型数据时
ArithmeticException	除数为0的算术异常

6. try语句后面必须跟一个catch语句或finally语句，不能单独存在。

类名、方法名（包括主方法）、文件名和错误行数都会包括在一个简单的堆栈轨迹中。

7.抛出异常throw:

在程序发生异常时，产生一个异常事件、生成一个异常对象，并把它交给运行时系统。再由运行系统寻找相应的代码来进行处理，这个过程称为：抛出异常；一个异常对象可以由java虚拟机生成，也可以由运行的方法生成。异常对象包含了异常事件类型、程序运行状态等必要的信息。

异常捕获

运行时系统从生成对象的代码开始，沿方法的调用栈逐层回溯查找，直到找到包含相应处理代码的方法，并把异常对象交给该方法，来处理这一异常。这一过程称为：捕获异常。

发现异常的代码“抛出”异常

由程序员编写的相应代码“处理”异常

运行时系统“捕获”异常

8. 使用try-catch-finally语句捕获和处理异常

尽管系统提供的默认异常处理程序对于调试非常有用，但多数情况下用户仍然希望能自己处理异常。这样做的好处有：用户能自行修改错误；能有效防止程序的自动终止。

格式：try{

//产生异常的语句(包含可能引发异常的语句)

}catch(异常类1 变量){

//异常处理代码(对异常进行处理的代码)

}catch(异常类2 变量){

//异常处理代码

}[finally{

}

µ try语句块

ü将程序中可能出现异常的代码放入try块中。

ü当try块中有语句引发异常时，系统将不再执行try块中未执行的语句，而执行匹配的catch块。

ü如果try块中没有语句引发异常，则程序执行完try块中的语句后不执行catch块中的语句，即跳过catch语句，继续执行后面的程序。

µ catch块

ü每个try语句后面必须伴随一个或多个catch语句(或finally语句)，用于捕捉try语句块所产生的异常并作相应的处理。

ücatch子句的目标是解决“异常”情况，并像没有出错一样继续运行。

注意：一个try和它的catch语句组成了一个单元。catch子句的范围限制于try语句块中的语句。一个catch语句不能捕获另一个try声明所引发的异常（除非是嵌套的try语句情况）。被try保护的语句声明必须在一个大括号之内。try语句块不能单独使用。

µ多个catch块

一个catch块只能处理一类异常，当try块中的语句组可能抛出多种异常时，就需要有多个catch块来分别处理各种异常。

ü一个异常对象能否被一个catch块接收主要看该异常对象与catch块中声明的异常类的匹配情况，当它们满足下面条件中的任一条时，异常对象将被接受：

异常对象是catch块中声明的异常类的实例；

异常对象是catch块中声明的异常类的子类的实例；

异常对象实现了catch块中声明的异常类的接口。

ü当使用多个catch块时，需注意catch子句排列顺序--先特殊到一般，也就是子类在父类前面。如果子类在父类后面，子类将永远不会到达。

9. try语句的嵌套
一个try语句可以在另一个try块内部----try语句的嵌套。

ü每次进入try语句，异常的前后关系都会被压入堆栈。如果一个内部的try语句不含特殊异常的catch处理程序，堆栈将弹出，下一个try语句的catch处理程序将检查是否与之匹配。

ü这个过程将继续直到一个catch语句匹配成功，或者是直到所有的嵌套try语句被检查耗尽。

ü如果没有catch语句匹配，Java的运行时系统将处理这个异常。

10.finally语句块

ü某些情况下，不管异常是否发生，都需要处理某些语句，那么就将这些语句放到finally语句块中。finally语句所包含的代码在任何情况下都会被执行。

ü一个try语句至少有一个catch语句或finally语句与之匹配，但匹配的catch可以有多个，而finally语句只能有一个，并且finally语句并非必须有的。

finally语句总被执行，不管有没有return语句跳出。

1. 抛出异常

Java运行时系统引发的异常

根据需要人工创建并抛出

人工抛出异常(被抛出的必须是Throwable或其子类的对象)

语法格式：throw 异常类对象；

例如：IOException e = new IOException();

throw e;( 程序执行throw语句后立即终止，然后在包含它的所有try块中从里向外寻找含有与其类型匹配的catch子句。)

2. 声明抛弃异常

µ如果一个方法中的代码在运行时可能生成某种异常，但是在本方法中不必要，或者不能确定如何处理此类异常时，则可以使用throws声明抛弃异常；

µ表明该方法中将不对此类异常进行处理，而由该方法的调用者负责处理；

µ即系统将在调用该方法的上层方法体内寻找合适的异常处理代码，而不再继续执行该方法的正常处理流程。

µ声明抛弃异常的格式
类型 方法名([参数表]) throws 异常类型，…{
//方法体；
}

3. 虽然Java的内置异常处理能够处理大多数常见错误，但用户仍需建立自己的异常类型来处理特殊情况。这时可以通过创建Exception的子类来定义自己的异常类。

格式：class 类名 extendsException{

… … }

分析：Exception类自己没有定义任何方法。但它继承了Throwable提供的一些方法。 例如，

public StringgetMessage(); public voidprintStackTrace();

4. 在Java中，对异常进行处理需要考虑以下因素：

µ如果异常事件是在运行时产生的，并且在JDK API中没有与该异常事件相对应的异常对象，则应创建用户自定义类型的异常对象。

µ如果可以预测异常对象的类型并且该异常是在程序运行时发生的，则建议应用JDKAPI中定义的系统异常类型，并且可以抛出这种类型的异常对象由JVM处理。

µ如果不能确定异常对象的类型以及异常发生的时机，则应该采用系统类型异常对象并由JVM处理。

µ对应用程序设计失误导致的数组越界、非法变量等类型的异常，如果要全部捕获所有类型的异常对象，会增加系统开销，导致程序的运行效率降低，建议应用程序可以不对此类异常进行捕获，而交由JVM进行处理。

µ对于实现输入/输出处理、网络通讯和数据库访问功能的代码，必须进行异常对象的捕获和处理 。

5. 从JDK1.4版本开始，Java语言引入了断言（assert）机制。

目的：程序调试(测试代码或者调试程序时，总会做出一些假设，断言就是用于在代码中捕捉这些假设 )

表现形式：断言就是程序中的一条语句，它对一个boolean表达式进行检查(一个正确程序必须保证这个boolean表达式的值为true；如果该值为false，说明程序已经处于不正确的状态，系统给出警告或退出)

6. 如果没有断言机制，Java程序通常使用if-else或switch语句进行变量状态检查。缺点：

µ由于检查的数据类型不完全相同，这样的语句形式不会统一。

µ因为检查仅仅是应用在测试阶段，而if-else或switch语句在发布以后仍然将起作用，如果消除这些代码就意味着要注释或者删除这些代码，如果这些代码量很大就意味着工作很繁重并存在风险。

使用断言的优点：

µJava程序员用统一的方式处理状态检查问题；

µ断言只需在发行的时候关闭该功能即可。

7. 断言的开启和关闭

µ在默认情况下断言是关闭的，因此在使用断言以前，需要先开启断言功能，方法：
java–eaMyClass 或者
java –enableassertions MyClass

µ关闭断言功能的方法：
java–daMyClass 或者
java –disableassertions MyClass

µ注意：断言检查通常在开发和测试时开启。为了提高性能，在软件发布后，断言检查通常是关闭的。

8. 断言的使用

Java中使用关键字assert标记断言，语法格式为：

µassert Expression1

执行到assert语句时，如果Expression1的值为true，则程序正常执行，如果值为false，该语句创建一个Assertion Error对象，并抛出该对象。

µassert Expression1:Expression2

当断言失败时，系统会自动将Expression2的值传递给新建的AssertionError对象，进而将其转换为一个消息字符串保存起来，可以获得更多、更有针对性的检查失败细节信息。

注意：这两种格式都必须是boolean表达式

9. 什么时候使用断言

µ通常来说，断言用于检查一些关键的值，并且这些值对整个程序，或者局部功能的完成有很大的影响。

µ断言表达式应该短小、易懂，如果需要评估复杂的表达式，应该使用函数计算。

µ使用断言的情况

ü检查控制流：在if-else和switch语句中，可以在不应该发生的控制支流上加上assert语句。如果这种情况发生了，assert能够检查出来。

ü在私有方法计算前，检查输入参数是否有效
对于一些private的方法，要求输入满足一些特定的条件，可以在方法开头使用assert进行参数检查；对于公共方法，通常不使用断言检查

ü在方法计算后，检查方法结果是否有效

ü检查程序不变量

有些程序存在一些不变量，可能是一个简单表达式，也可能是一个复杂表达式。在程序的运行声明周期，这些不变量的值都是不变的，对于一些关键得不变量，可以通过assert进行检查。
private boolean isBalance() {
……
}//assert isBalance():"balance is destoried";

10. ThrowableInstance是Thowable或Thowable子类的一个对象，简单类（如int、char）以及非Throwable类（如String、Object）不能再thow语句中。

程序执行到thow语句后会立即终止，后面的语句不再被执行，然后在包含它的try块中从里向外寻找含有与其类型匹配的catch子句。

Java内置的运行异常都有两个构造方法，一个没有参数，一个带有一个字符串参数。当使用第二种形式时，参数指定描述异常的字符串。如果异常对象用作print（）或println（）的参数，则该字符串被显示。

如果一个方法可能导致，某个异常但不准备处理它时，就必须指定某种行为以使方法的调用者可以保护他们，要做到这点，必须在方法声明中包含一个throw子句。throw子句通常列举了一个方法可能引发的所有异常类型。这对于除Error、RuntimeException及其子类之外的所有其他异常都是很重要的。这些其他类型的异常必须在throw子句中声明，如果不这样做，将会导致编译错误。