Java中如何對(duì)異常進(jìn)行處理

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)Java中如何對(duì)異常進(jìn)行處理，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此小編分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后對(duì)相關(guān)知識(shí)有一定的了解。

目前創(chuàng)新互聯(lián)公司已為成百上千的企業(yè)提供了網(wǎng)站建設(shè)、域名、網(wǎng)頁(yè)空間、網(wǎng)站托管、服務(wù)器租用、企業(yè)網(wǎng)站設(shè)計(jì)、滄源網(wǎng)站維護(hù)等服務(wù)，公司將堅(jiān)持客戶導(dǎo)向、應(yīng)用為本的策略，正道將秉承"和諧、參與、激情"的文化，與客戶和合作伙伴齊心協(xié)力一起成長(zhǎng)，共同發(fā)展。

什么是異常？總結(jié)為一句話就是：程序在執(zhí)行過程中產(chǎn)生的異常情況。當(dāng)某些事情出現(xiàn)了錯(cuò)誤異常就會(huì)發(fā)生，比如打開一個(gè)并不存在的文件、嘗試在一個(gè)為null的對(duì)象上調(diào)用方法等等，都會(huì)發(fā)生異常。

異常是不可預(yù)知的，可是一旦它發(fā)生了就需要進(jìn)行異常處理，可謂知錯(cuò)就改善莫大焉！異常處理是一種錯(cuò)誤處理機(jī)制，如果你不對(duì)異常做任何處理，異常將會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用程序崩潰。

一旦你選擇了進(jìn)行處理異常，也就意味著你承認(rèn)問題的發(fā)生，采用必要要的措施去讓應(yīng)用程序從錯(cuò)誤中恢復(fù)，從而讓業(yè)務(wù)繼續(xù)進(jìn)行，阻止應(yīng)用程序崩潰。

實(shí)際上異常處理并不是處理問題的唯一一種方式，如今的高級(jí)語(yǔ)言一般都有異常處理機(jī)制，但比較古老的如C語(yǔ)言是通過返回錯(cuò)誤碼的方式來(lái)處理異常的。比如數(shù)組越界比較常用的返回值是-1。

這種方式的優(yōu)點(diǎn)是代碼邏輯易于推理，沒有中斷和代碼跳轉(zhuǎn)。另一方面，這種處理方式鼓勵(lì)函數(shù)的調(diào)用者總是檢查返回的錯(cuò)誤碼。但是這種檢查容易造成代碼污染，導(dǎo)致代碼的可讀性和可維護(hù)性降低。

錯(cuò)誤代碼的另一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)是缺乏上下文信息，你可能知道錯(cuò)誤碼“-5”代表找不到文件，但究竟找不到哪個(gè)文件呢！錯(cuò)誤碼就無(wú)法表述了。

錯(cuò)誤代碼一般用于面向過程的語(yǔ)言，對(duì)面向?qū)ο蟮母呒?jí)語(yǔ)言，有些場(chǎng)景是無(wú)能為力的，比如構(gòu)造函數(shù)異常，是無(wú)法返回錯(cuò)誤碼的。

當(dāng)異常被拋出時(shí)，應(yīng)用程序的流程就會(huì)被中斷，如果沒能及時(shí)處理異常，應(yīng)用程序?qū)⒈罎?。用戶將看到異常信息，但那些信息大多他們是看不懂的，這將是一個(gè)很糟糕的用戶體驗(yàn)，實(shí)際上異常信息還可以包裝成非常友好的提示。

所以必須進(jìn)行異常處理，哪怕是為了提高用戶體驗(yàn)、記錄問題日志、優(yōu)雅地退出應(yīng)用程序等。

我們可以使用代碼塊(try...catch...)來(lái)進(jìn)行異常處理，當(dāng)發(fā)生異常，通過try執(zhí)行代碼，如果發(fā)生異常，應(yīng)用程序的流程將轉(zhuǎn)移到catch中，catch捕捉到異常并進(jìn)行必要的處理。

以上表述的異常處理原理對(duì)初學(xué)者依然比較抽象，我們來(lái)舉個(gè)例子

package com.zqf;

public class App
{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("First line");
        System.out.println("Second line");
        System.out.println("Third line");
        //初始化具有3個(gè)元素的素組
        int[] myIntArray = new int[]{1, 2, 3};
        print4thItemInArray(myIntArray);
        System.out.println("Fourth line");
        System.out.println("Fith line");
    }

    private static void print4thItemInArray(int[] arr) {
        //獲取第4個(gè)(下標(biāo)3)元素，因?yàn)闆]有所以拋出異常
        System.out.println(arr[3]);
        System.out.println("Fourth element successfully displayed!");
    }
}

分析下這個(gè)程序，在main中初始化有3個(gè)元素的數(shù)組，把這個(gè)數(shù)組傳遞給私有方法print4thItemInArray，在print4thItemInArray中試圖獲取數(shù)組的第4個(gè)元素，由于沒有第4個(gè)元素將拋出“ArrayIndexOutOfBoundsException”異常，應(yīng)用程序只會(huì)打印到“Third line”。

執(zhí)行應(yīng)用輸出結(jié)果如下

First line 

Second line 

Third line 

Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3

   at com.zqf.App.print4thItemInArray(App.java:20) 

   at com.zqf.App.main(App.java:14) 

Process finished with exit code 1

現(xiàn)在我們修改下，增加異常處理

package com.zqf;

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("First line");
        System.out.println("Second line");
        System.out.println("Third line");
        //初始化具有3個(gè)元素的素組
        int[] myIntArray = new int[]{1, 2, 3};

        try {//捕捉異常
            print4thItemInArray(myIntArray);
        }catch (ArrayIndexOutOfBoundsException ex){//異常處理
            System.out.println("Have no four items!");
        }
        System.out.println("Fourth line");
        System.out.println("Fith line");
    }

    private static void print4thItemInArray(int[] arr) {
        //獲取第4個(gè)(下標(biāo)3)元素，因?yàn)闆]有所以拋出異常
        System.out.println(arr[3]);
        System.out.println("Fourth element successfully displayed!");
    }
}

現(xiàn)在運(yùn)行看看輸出

First line 

Second line 

Third line                

Have no four items! 

Fourth line 

Fith line

實(shí)際上這次的異常依然會(huì)發(fā)生，因?yàn)榈?個(gè)元素的確不存在，所以在"Fourth element successfully displayed!"輸出之前就拋出了異常，中斷執(zhí)行流程，但流程跳轉(zhuǎn)到catch語(yǔ)句塊了，catch只打印了一條“Have no four items”，繼續(xù)向下執(zhí)行。

在Java中，所有的異常都有一個(gè)共同的祖先Throwable，它有2個(gè)子類：Exception(異常)和Error(錯(cuò)誤)，它們又各自有大量的子類。Exception(異常)和Error(錯(cuò)誤)的共性和區(qū)別：兩者都可以被捕捉，但前者可以被應(yīng)用程序本身處理，后者是嚴(yán)重的，是無(wú)法恢復(fù)處理的。

我們經(jīng)常在try語(yǔ)句塊使用資源，比如InputStream，使用完后需要關(guān)閉。經(jīng)常犯的錯(cuò)誤是在try語(yǔ)句塊中關(guān)閉資源。如

public void doNotCloseResourceInTry() {
    FileInputStream inputStream = null;
    try {
        File file = new File("./tmp.txt");
        inputStream = new FileInputStream(file);

        // 使用inputStream讀取文件

        // 不要這樣做
        inputStream.close();
    } catch (FileNotFoundException e) {
        log.error(e);
    } catch (IOException e) {
        log.error(e);
    }
}

這種方式看似非常完美，不會(huì)有異常拋出，所有的語(yǔ)句在try中執(zhí)行，關(guān)閉IputStream釋放資源。但試想一下：如果在“inputStream.close()”語(yǔ)句之前就拋出異常，會(huì)怎樣呢？正常的流程會(huì)被中斷并跳轉(zhuǎn)，導(dǎo)致InputStream根本沒關(guān)閉。

因此，應(yīng)該把清理資源的代碼放在finally或try-with-resource語(yǔ)句中。不管是正常執(zhí)行完try語(yǔ)句塊，還是異常處理完畢，都會(huì)執(zhí)行finally語(yǔ)句塊，而你需要確保在finally關(guān)閉所有打開的資源。

public void doNotCloseResourceInTry() {
    FileInputStream inputStream = null;
    try {
        File file = new File("./tmp.txt");
        inputStream = new FileInputStream(file);

        // 使用inputStream讀取文件
    } catch (FileNotFoundException e) {
        log.error(e);
    } catch (IOException e) {
        log.error(e);
    } finally {
        if (inputStream != null) {
            try {
                inputStream.close();
            } catch (Exception e) {
                log.error(e);
            }
        }
    }
}

在JDK7引入了try-with-resource的語(yǔ)法，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)當(dāng)一個(gè)資源對(duì)象(如InputSteam對(duì)象)實(shí)現(xiàn)了AutoCloseable接口，那么就可以在try關(guān)鍵字后的括號(hào)里創(chuàng)建實(shí)例，當(dāng)try-catch語(yǔ)句塊執(zhí)行完畢后，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉資源，代碼也會(huì)簡(jiǎn)潔許多。如下

public void doNotCloseResourceInTry() {
    File file = new File("./tmp.txt");
    try (FileInputStream inputStream = new FileInputStream(file)) {

        // 使用inputStream讀取文件
    } catch (FileNotFoundException e) {
        log.error(e);
    } catch (IOException e) {
        log.error(e);
    }
}

你拋出的異常越具體越好，不熟悉你代碼的同事或者幾個(gè)月之后的你，可能需要調(diào)用你這些方法并進(jìn)行異常處理，所以盡可能多的提供信息，讓你的API更容易理解，比如能用NumberFormatException就不要用 IllegalArgumentException，絕對(duì)避免直接使用不具體的Exception類。

//不建議
public void doNotDoThis() throws Exception { ... }
//建議
public void doThis() throws NumberFormatException { ... }

只要你在方法聲明異常，就需要做好Javadoc的注釋。這點(diǎn)和上一條最佳實(shí)踐有相同的目標(biāo)：提供給調(diào)用者盡可能多的信息，便于避免異?；蜻M(jìn)行異常處理。所以請(qǐng)確保你在Javadoc中添加了"@throws"聲明，并且描述了造成異常的情況。

/**
* This method does something extremely useful ...
*
* @param input
* @throws MyBusinessException if ... happens
*/
public void doSomething(String input) throws MyBusinessException { ... }

這條最佳實(shí)踐和前面兩條有點(diǎn)相似，但這條提供的信息不單是給方法調(diào)用者看的，而更多的是為了給記錄日志或監(jiān)控工具提供的，便于排查異常。實(shí)際上一般的異常類名就已經(jīng)描述了問題的類型，你不必提供大量的附加信息，簡(jiǎn)潔凝練即可。比如NumberFormatException，當(dāng)java.lang.Long構(gòu)造函數(shù)拋出異常時(shí)會(huì)提供一句簡(jiǎn)短且清晰的文本來(lái)描述。

try {
 new Long("xyz");
} catch (NumberFormatException e) {
 log.error(e);
}

NumberFormatException 的名字就已經(jīng)告訴你異常的種類，它攜帶的信息僅告訴你提供的字符串會(huì)導(dǎo)致異常，但如果異常名字不能表達(dá)異常種類，就需要提供更多的信息。上述的異常信息如下

17:17:26,386 ERROR TestExceptionHandling:52 - java.lang.NumberFormatException: For input string: "xyz"

如果你仔細(xì)看下JDK的源碼，就會(huì)清楚java.lang.Long在構(gòu)造器中做了各種校驗(yàn)，當(dāng)某些校驗(yàn)失敗會(huì)調(diào)用NumberFormatException.forInputString，而靜態(tài)方法forInputString會(huì)把java.lang.Long的構(gòu)造參數(shù)格式化后再構(gòu)造一個(gè)新的NumberFormatException實(shí)例并拋出

/**
 * Factory method for making a <code>NumberFormatException</code>
 * given the specified input which caused the error.
 *
 * @param   s   the input causing the error
 */
static NumberFormatException forInputString(String s) {
    return new NumberFormatException("For input string: \"" + s + "\"");
}

很多IDE都會(huì)幫助你進(jìn)行最佳實(shí)踐，如果你先捕捉父類異常再捕捉子類異常，它們會(huì)告訴你后面的代碼不可到達(dá)或者警告已經(jīng)被捕捉，因?yàn)槭前凑誧atch在在代碼中順序執(zhí)行的。

所以如果先捕捉IllegalArgumentException，將不能捕捉到其子類NumberFormatException，因此最佳時(shí)間是總是先捕捉更多信息的異常(子類)，再捕捉父類。如

public void catchMostSpecificExceptionFirst() {
    try {
        doSomething("A message");
    } catch (NumberFormatException e) {
        log.error(e);
    } catch (IllegalArgumentException e) {
        log.error(e)
    }
}

從Java異常體系的圖中可知，Throwable是所有異常(Exception)和錯(cuò)誤(Error)的祖先，Throwable是可以被捕捉，但請(qǐng)不要捕捉。如果你捕捉了Throwable，那么不僅僅是捕捉了異常，還捕捉了錯(cuò)誤。但錯(cuò)誤是無(wú)法恢復(fù)，它是被JVM拋出的嚴(yán)重錯(cuò)誤，應(yīng)用程序?qū)@類錯(cuò)誤是無(wú)能為力的。

//不要捕捉Throwable
public void doNotCatchThrowable() {
    try {
        // do something
    } catch (Throwable t) {
        // don't do this!
    }
}

你是否記得曾幾何時(shí)，在分析bug時(shí)遇到代碼只執(zhí)行了前半部分，但卻不知為何。有些開發(fā)者經(jīng)常捕捉了異常，但憑經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為異常決定不可能發(fā)生，導(dǎo)致沒有做異常處理。

public void doNotIgnoreExceptions() {
    try {
        // do something
    } catch (NumberFormatException e) {
        // this will never happen,I'm sure!!
    }
}

實(shí)際上在大多數(shù)情況下它都發(fā)生了，因?yàn)殡S著時(shí)間和業(yè)務(wù)邏輯的變更，try代碼塊的內(nèi)容變更了，導(dǎo)致了異常發(fā)生，而你的自信不僅害了你也害了后來(lái)人。建議catch中至少要留一條日志，來(lái)告知異常問題，方便排查。

public void logAnException() {
    try {
        // do something
    } catch (NumberFormatException e) {
        log.error("This should never happen: " 
         + e + ",but I get a mistake!");
    }
}

“不要在僅僅記錄日志后向上拋出異常”，這是最佳實(shí)踐中最容易被忽視的一條。你會(huì)發(fā)現(xiàn)在大量的代碼片段，甚至類庫(kù)中經(jīng)常捕捉異常、記錄日志，然后拋出異常。

try {
 new Long("xyz");
} catch (NumberFormatException e) {
 log.error(e);
 throw e;
}

直觀的感覺是記錄異常，然后拋出異常讓調(diào)用者可以恰當(dāng)?shù)奶幚?，但同一個(gè)異常多處日志記錄，會(huì)讓人迷惑，請(qǐng)參考第4條最佳實(shí)踐：簡(jiǎn)潔凝練。

17:44:28,945 ERROR TestExceptionHandling:65 - java.lang.NumberFormatException: For input string: "xyz"
Exception in thread "main" java.lang.NumberFormatException: For input string: "xyz"
 at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:65)
 at java.lang.Long.parseLong(Long.java:589)
 at java.lang.Long.(Long.java:965)
 at com.stackify.example.TestExceptionHandling.logAndThrowException(TestExceptionHandling.java:63)
 at com.stackify.example.TestExceptionHandling.main(TestExceptionHandling.java:58)

如果你真的需要給調(diào)用者提供更多信息，可以參考下一條最佳實(shí)踐：包裝異常。

比較可取的做法是捕捉到標(biāo)準(zhǔn)異常，根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)自定義包裝異常再向上拋出。在包裝異常時(shí)通常把原始異常作為構(gòu)造參數(shù)傳進(jìn)來(lái)，否則會(huì)丟失棧的跟蹤信息，造成分析困難。

public void wrapException(String input) throws MyBusinessException {
 try {
  // do something
 } catch (NumberFormatException e) {
  throw new MyBusinessException("A message that describes the error.", e);
 }
}

關(guān)于Java中如何對(duì)異常進(jìn)行處理就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，可以學(xué)到更多知識(shí)。如果覺得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到。

網(wǎng)站題目：Java中如何對(duì)異常進(jìn)行處理
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