异常 | 失铭的笔记

异常处理的作用

向用户通报错误。
返回到一个安全的状态，并能执行一些命令。
保存所有工作结果，并以妥善的方式退出。

常见错误

输入错误
设备错误
物理限制
代码错误

Java 中异常对象都是派生于 Throwable 类的一个实例，如果内置的异常不能满足要求，用户可以创建自己的异常类。

异常结构简化示意图

Error 类层级结构描述了 Java 运行时系统的内部错误和资源耗尽错误，应用程序不应该抛出这种类型的对象。

Exception 层次结构又派生为两类：

RuntimeException: 由程序错误导致的异常
- 错误的类型转换ClassCastException
- 数组访问越界java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
- 访问 null 指针java.lang.NullPointerException
- ……
其他异常: 由于像 I/O 错误这类错误导致的异常
- 试图在文件尾部后面读取数据IOException
- 试图打开一个不存在的文件EOFException
- 试图根据给定的字符串查找 Class 对象，而这个字符串表示的类并不存在FileNotFoundException
- ……

“如果出现 RuntimeException 异常，那么就一定是你的问题” 是一条相当有规则的道理

递归-堆栈溢出

int a = new int[2000000000]内存溢出（最简单的内存溢出）

抛出异常

throws 放置到方法头上
throw 直接抛出一个异常

出现异常时判断异常类型，创建一个异常对象然后抛出。例：

1 2	EOFException e = new EOFException(); throw e;

或

1	throw new EOFException()

以下四种情况应当抛出异常

调用一个抛出受查异常的方法
程序运行过程中发现错误，并且利用 throw 语句抛出一个受查异常
程序出现错误
Java 虚拟机和运行时库出现的内部异常

如果会出现前两种情况，应当根据异常规范（exception specification），在方法的首部声明方法可能抛出的异常，如果可能抛出多个受查异常，应全部声明，如：

1
2
3

public Image loadImage(String s) throws FileNotFoundException,EOFException{

}

但是 Java 的内部错误（即从 Error 继承的错误）不需要声明，同样也不应该声明从 RuntimeException 继承的非受查异常，这些运行时错误完全在我们的掌控之中。应当花时间修正错误，而不是说明错误发生的可能性。

总之，一个方法必须声明所有可能抛出的受查异常，而非受查异常要么不可控制，要么就应该避免发生。

catch 语句抛出异常

try{

}catch (SQLException e){
  throw new ServletException("database error: " + e.getMessage());
}

如上，ServletException 用带有异常信息文本的构造器来构造。但是有另一种更好的将原始异常设为新异常”原因”的方法。

try{

}catch(SQLException e){
  Throwable se = new ServletException("database error");
  se.initCause(e);
  throw se;
}

当捕获到异常时，就可以使用Throwable e = se.getCause()重新得到原始异常，这种包装技术可以让用户抛出子系统的高级异常，而不丢失原始异常（Java 核心技术书中推荐）。

捕获异常

try{
  code
  more code
}catch (ExceptionType e){
  handle for this type
}

如果在 try 语句块中的任何代码抛出了一个在 catch 子句中说明的异常，那么

程序将跳过 try 语句块其他代码
程序将执行 catch 子句中的处理器代码

如果没有抛出异常，那么程序将跳过 catch 语句，如果抛出一个没有声明的异常，那么程序将退出。可以使用e.getMessage()可以获取异常信息（如果有的话），或者使用e.getClass().getName()获取异常对象的实际类型。try catch语句可以捕获多个异常，所以应该将异常从子类到父类排序，避免异常类型错误。
注释：捕获多个异常时，异常变量隐含为 final 变量

异常处理

在方法内可以throws exception 而最终调用这个方法的人需要用try catch解决异常 ，通常应该捕获那么知道如何处理的异常，而将那些不知道怎么处理的异常继续进行传递。

finally 语句

finally 语句是一定会执行的方法，无论是否抛出异常（无论是否被 catch 语句声明）一共有三种情况：

代码没有抛出异常：执行 try 语句，然后执行 finally 语句块。
代码抛出一个在 catch 子句捕获的异常：执行 try 语句块中代码，直到报错为止。此刻，程序将跳过 try 语句块中剩余代码，转而去执行于该异常匹配的 catch 语句块中的代码，然后执行 finally 语句块。
代码抛出一个未声明的异常：程序将执行 try 语句块中的代码直至有异常抛出，然后跳过 try 剩余代码执行 finally 子句中的语句，并将异常抛给代码的调用者。

建议解耦合try/catch和try/finally语句块，提高代码清晰度。

Tips:finally 中的 return 语句将替换之前的 return 语句。

带资源的 try 语句

open a resource
try{
  work with the resource
}finally{
  close the resource
}

如果资源属于一个实现了 AutoCloseable 接口的类，Java SE 7 提供了一种快捷方式
void close() throws Exception

try(Scanner in = new Scanner(new FileInputStream("/user/words"),"UTF-8");
 PrintWriter out = new PrintWriter("out.txt")){
  while(in.hasNext()){
    out.println(in.next().toUpperCase());
  }
}

如上，这个块可以调用多个资源，同时在正常退出或者存在一个异常时，都会调用in.close()方法,跟使用 finally 模块一样。

使用异常机制的技巧

异常处理不能代替简单测试：异常处理更慢
不要过分细化异常：提高清晰度，降低代码量
利用异常层次结构
不要压制异常
在检测错误时，“苛刻”比放任好(优先选择抛出异常)
不要羞于传递异常

Tips:5,6 可以归纳为“早抛出，晚收获”。

断言

在编写代码时，我们总是会做出一些假设，如果使用判断语句来验证假设，验证语句将会一直保留在程序中，即使测试完毕也不会自动删除。如果程序中存在大量的这种判断，会严重影响的程序执行速度。

断言（Assertion）是一种调试程序的方式。在 Java 中，使用 assert 关键字来实现断言。当代码发布时，assert 语句将会自动地被移走。

assert 语句有两种形式：

assert 条件;
assert 条件 : 表达式;

这两种形式都会对条件进行检测，如果结果为 false，则抛出一个AssertionError异常。在第二种形式中，表达式将传入AssertionError的构造器，并转换成一个消息字符串。

例如：

public static void main(String[] args) {
    double x = Math.abs(-123.45);
    assert x >= 0;
    System.out.println(x);
}

语句assert x >= 0;即为断言，断言条件x >= 0预期为true。如果计算结果为false，则断言失败，抛出AssertionError。

1	assert x >= 0 : "x must >= 0";

如果如上带上消息，断言失败的时候，AssertionError 会带上消息x must >= 0，更加便于调试。

参考

Java 核心技术
廖雪峰的官方网站

多线程