Java 处理错误与捕获异常

it2025-11-19  19

文章目录

1 异常的分类2 声明受查异常3 抛出异常与自定义异常类4 捕获异常4.1 try-catch语句块捕获异常4.2 捕获多个异常4.3 再次抛出异常与异常链4.4 finally子句4.5 带资源的try语句 5 分析堆栈轨迹元素

1 异常的分类

所有的异常都派生于Throwable类,然后分成两个分支:Error和Excpetion。

Error类层次结构描述Java运行时系统的内部错误和资源耗尽错误。这种情况一般很少出现,应用程序也不用抛出这种类型的对象,出现了这种错误时,一般通告用户并安全终止程序即可。

Exception类是主要需要关注的,分为两个分支:RuntimeException、IOException。

由程序错误导致的异常属于RuntimeException,一般包含:

错误的类型转换数组访问越界访问null指针

程序本身没有问题,但由于像I/O错误导致的异常属于IOException,一般包含:

试图在文件尾部后面读取数据试图打开一个不存在的文件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

Java将派生于Error类或RuntimeException类的所有异常称为非受查(unchecked)异常,所有其他的异常称为受查(checked)异常。受查异常要么方法内部处理,要么通过方法的声明,提示调用方处理(比如文件找不到等情况)。非受查异常要么不可控制,要么避免发生。

2 声明受查异常

方法应该在其首部声明所有可能抛出的异常,例如:

public FileInputStream(String name) throws FileNotFoundException

一般不必将所有可能抛出的异常都进行声明,总的来说,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(Error),要么就应该避免发生(程序编写错误导致的RuntimeException)。

3 抛出异常与自定义异常类

抛出异常的过程一般为:找到合适的异常类 -> 创建这个类的一个对象 -> 将对象抛出,例如:

String readData(Scanner in) throws EOFException { ... while (...) { if (!in.hasNext()) { if (n < len) throw new EOFException(); } ... } return s }

如果JDK中的任何标准异常类都没有能够充分地描述清楚问题,那么就需要自己定义一个派生于Exception类或其子类的异常,例如

class FileFormatException extends IOException { public FileFormatException() {} public FileFormatException(String gripe) { super(gripe); } }

在上面的例子张就可以抛出自己定义的FileFormatException了。

4 捕获异常

对于不知道怎么处理的异常,一般将其抛出传递即可;对于知道如何处理的异常,则应该将其捕获处理。

4.1 try-catch语句块捕获异常

想要捕获一个异常,必须设置try-catch语句块,如下所示:

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

如果try语句块中代码没有抛出任何异常,那么程序将跳过catch子句,否则跳过try语句块后面的部分,执行catch子句中的处理器代码。

4.2 捕获多个异常

try { code that might throw exceptions } catch (FileNotFoundException e) { emergency action for missing files } catch (UnknownHostException e) { emergency action for unknown hosts } catch (IOException e) { emergency action for all other I/O problems }

若捕获的异常类型彼此之间不存在子类关系,可以合并catch子句:

catch (FileNotFoundException | UnknownHostException e) { ... }

4.3 再次抛出异常与异常链

在catch子句中可以抛出一个异常,这样做的目的是改变异常的类型:

try { access the database } catch (SQLException e) { logger.log(level,message,e); Throwable se = new ServletException("database error"); se.initCause(e); throw e; }

将原始异常设置为新异常的原因,并记录原始异常信息,然后将新异常抛出。通过这样的包装技术,可以让用户抛出子系统中的高级异常,而不会丢失原始异常的细节。

4.4 finally子句

当代码抛出异常时,就会终止方法中剩余代码的处理,并退出这个方法的执行,如果方法获得了一些本地资源,并且只有这个方法知道,而这些资源在退出方法之前必须回收,这样就会产生资源回收问题。

在try-catch语句后面添加finally子句,不管是否有异常被捕获,finally子句中的代码都被执行。

InputStream in = new FileInputStream(...); try { code that might throw exceptions } catch (IOException e) { show error message } finally { in.close(); }

不管有没有捕获异常,都会跳转到finally子句中关闭文件读取流。为了达到解耦合的目的,也可以将try/catch和try/finally语句块分开使用:

InputStream in = new FileInputStream(...); try { try { code that might throw exceptions } finally { in.close(); } } catch (IOException e) { show error message }

这样内层try语句块只有确保关闭输入流这一个职责,而外层try语句块还能够报告finally子句中出现的错误。

当try子句和finally子句都包含return语句时,这个返回值有可能会覆盖try语句中的返回值。

4.5 带资源的try语句

仅通过finally子句关闭资源可能会出现这种情况:若try语句块中代码抛出了一些非IOException的异常,而执行到finally语句块中调用close方法也有可能抛出IOException异常。出现这种情况时,原始的异常将会丢失,转而抛出close方法的异常。

通过使用带资源的try语句块(try-with-resources),可以解决以上问题:

try (Resource res = ...) { work with res }

当try语句退出时,会自动调用res.close()。当try语句和关闭资源语句都抛出异常时,关闭资源语句的异常会“被抑制”,原来的异常会重新抛出。被抑制的异常将自动捕获,并由addSuppressed方法增加到原来的异常,如果对这些异常感兴趣,可以调用getSuppressed方法,它会得到从close方法抛出并抑制的异常列表。

带资源的try语句块也可以指定多个资源,例如:

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

5 分析堆栈轨迹元素

堆栈轨迹(stack trace)是一个方法调用过程的列表,当Java程序正常终止,而没有捕获异常时,这个列表就会显示出来。

通过调用Throwable类的printStackTrace方法访问堆栈轨迹的文本描述信息。

void printStackTrace()

或者使用Throwable类的getStackTrace方法获得一个StackTraceElement对象数组,StackTraceElement类含有能够获得文件名和当前执行的代码行号的方法,同时也包含有能够获得类名和方法名的方法。

StackTraceElement[] getStackTrace()

Java核心技术卷1 第10版 程序清单7-1打印了递归阶乘函数的堆栈情况:

/** * A program that displays a trace feature of a recursive method call */ public class StackTraceTest { /** * Computes the factorial of a number * @param n a non-negative integer * @return n! = 1 * 2 * ... * n */ public static int factorial(int n) { System.out.println("factorial(" + n + "):"); Throwable t = new Throwable(); StackTraceElement[] frames = t.getStackTrace(); for (StackTraceElement f : frames) System.out.println(f); int r; if (n <= 1) r = 1; else r = n * factorial(n - 1); System.out.println("return " + r); return r; } public static void main(String[] args) { Scanner in = new Scanner(System.in); System.out.println("Enter n: "); int n = in.nextInt(); factorial(n); Throwable e = new Throwable(); e.printStackTrace(); } }

计算3的阶乘的结果:

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