Java异常 | huihui

异常

之前我们介绍的基本类型、类、接口、枚举都是在表示和操作数据，操作的过程中可能有很多出错的情况，出错的原因可能是多方面的，有的是不可控的内部原因，比如内存不够了、磁盘满了，有的是不可控的外部原因，比如网络连接有问题，更多的可能是程序的编程错误，比如引用变量未初始化就直接调用实例方法。

java使用异常机制统一来处理，内容较多

NullPointerException (空指针异常)

public class ExceptionTest {
    public static void main(String[] args) {
        String s = null;
        s.indexOf("a");
        System.out.println("end");
    }
}
变量s没有初始化就调用其实例方法indexOf，
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
    at ExceptionTest.main(ExceptionTest.java:5)

NumberFormatException (数字格式异常)

public class ExceptionTest {
    public static void main(String[] args) {
        if(args.length<1){
            System.out.println("请输入数字");
            return;
        }
        int num = Integer.parseInt(args[0]);
        System.out.println(num);
    }
}

所有的类都可用捕获”是指使用try/catch关键字

异常类

Throwable

NullPointerException和NumberFormatE

xception都是异常类，所有异常类都有一个共同的父类Throwable，它有4个public构造方法：

1. public Throwable()
2. public Throwable(String message)
3. public Throwable(String message, Throwable cause)
4. public Throwable(Throwable cause)

有两个主要参数，一个是message，表示异常消息，另一个是cause，表示触发该异常的其他异常。异常可以形成一个异常链，上层的异常由底层异常触发，cause表示底层异常。

Throwable还有一个public方法用于设置cause：

Throwable initCause(Throwable cause)

Throwable的某些子类没有带cause参数的构造方法，就可以通过这个方法来设置，这个方法最多只能被调用一次。

所有构造方法中都有一句重要的函数调用：

fillInStackTrace();

它会将异常栈信息保存下来，这是我们能看到异常栈的关键。

Throwable有一些常用方法用于获取异常信息：

void printStackTrace()

打印异常栈信息到标准错误输出流，它还有两个重载的方法：

void printStackTrace(PrintStream s)
void printStackTrace(PrintWriter s)

打印栈信息到指定的流，关于PrintStream和PrintWriter我们后续文章介绍。

String getMessage()
Throwable getCause()

获取设置的异常message和cause

StackTraceElement[] getStackTrace()

获取异常栈每一层的信息，每个StackTraceElement包括文件名、类名、函数名、行号等信息。

异常类体系

以Throwable为根，Java API中定义了非常多的异常类，表示各种类型的异常，部分类示意如下：

自定义异常

除了Java API中定义的异常类，我们也可以自己定义异常类，一般通过继承Exception或者它的某个子类，如果父类是RuntimeException或它的某个子类，则自定义异常也是unchecked exception，如果是Exception或Exception的其他子类，则自定义异常是checked exception。

我们通过继承Exception来定义一个异常，代码如下：

public class AppException extends Exception {
    public AppException() {
        super();
    }

    public AppException(String message,
            Throwable cause) {
        super(message, cause);
    }

    public AppException(String message) {
        super(message);
    }

    public AppException(Throwable cause) {
        super(cause);
    }
}

和很多其他异常类一样，我们没有定义额外的属性和代码，只是继承了Exception，定义了构造方法并调用了父类的构造方法。

throws

异常机制中，还有一个和throw很像的关键字throws，用于声明一个方法可能抛出的异常，语法如下所示：

public void test() throws AppException, SQLException, NumberFormatException {
    //....
}

finally

异常机制中还有一个重要的部分，就是finally, catch后面可以跟finally语句，语法如下所示：

try{
    //可能抛出异常
}catch(Exception e){
    //捕获异常
}finally{
    //不管有无异常都执行
}

Checked对比Unchecked Exception

以上，可以看出RuntimeException(unchecked exception)和checked exception的区别，checked exception必须出现在throws语句中，调用者必须处理，Java编译器会强制这一点，而RuntimeException则没有这个要求。

Java被广泛应用于服务器程序中，不能因为一个逻辑错误就使程序退出。所以，目前一种更被认同的观点是，Java中的这个区分是没有太大意义的，可以统一使用RuntimeException即unchcked exception来代替。

这个观点的基本理由是，无论是checked还是unchecked异常，无论是否出现在throws声明中，我们都应该在合适的地方以适当的方式进行处理，而不是只为了满足编译器的要求，盲目处理异常，既然都要进行处理异常，checked exception的强制声明和处理就显得啰嗦，尤其是在调用层次比较深的情况下。

异常处理的目标

异常大概可以分为三个来源：用户、程序员、第三方。用户是指用户的输入有问题，程序员是指编程错误，第三方泛指其他情况如I/O错误、网络、数据库、第三方服务等。每种异常都应该进行适当的处理。

处理的目标可以分为报告和恢复。恢复是指通过程序自动解决问题。报告的最终对象可能是用户，即程序使用者，也可能是系统运维人员或程序员。报告的目的也是为了恢复，但这个恢复经常需要人的参与。

对用户，如果用户输入不对，可能提示用户具体哪里输入不对，如果是编程错误，可能提示用户系统错误、建议联系客服，如果是第三方连接问题，可能提示用户稍后重试。

对系统运维人员或程序员，他们一般不关心用户输入错误，而关注编程错误或第三方错误，对于这些错误，需要报告尽量完整的细节，包括异常链、异常栈等，以便尽快定位和解决问题。

对于用户输入或编程错误，一般都是难以通过程序自动解决的，第三方错误则可能可以，甚至很多时候，程序都不应该假定第三方是可靠的，应该有容错机制。比如说，某个第三方服务连接不上(比如发短信)，可能的容错机制是，换另一个提供同样功能的第三方试试，还可能是，间隔一段时间进行重试，在多次失败之后再报告错误。

异常处理的一般逻辑

如果自己知道怎么处理异常，就进行处理，如果可以通过程序自动解决，就自动解决，如果异常可以被自己解决，就不需要再向上报告。

如果自己不能完全解决，就应该向上报告。如果自己有额外信息可以提供，有助于分析和解决问题，就应该提供，可以以原异常为cause重新抛出一个异常。

总有一层代码需要为异常负责，可能是知道如何处理该异常的代码，可能是面对用户的代码，也可能是主程序。如果异常不能自动解决，对于用户，应该根据异常信息提供用户能理解和对用户有帮助的信息，对运维和程序员，则应该输出详细的异常链和异常栈到日志。

这个逻辑与在公司中处理问题的逻辑是类似的，每个级别都有自己应该解决的问题，自己能处理的自己处理，不能处理的就应该报告上级，把下级告诉他的，和他自己知道的，一并告诉上级，最终，公司老板必须要为所有问题负责。每个级别既不应该掩盖问题，也不应该逃避责任

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