Java学习之异常处理

时间：2022-12-12 19:44:17

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异常恢复是提高鲁棒性最重要的方法。

前言：这篇文章是我自己的笔记，基本上是我翻译的《Thinking in Java》第12章,翻译不是目的，目的是想写一遍印象深刻，因为有些句子翻译不好，就抄了原文。。。

如果有人觉得文章中夹杂着英文很别扭的话，留言，然后我改。。。

基本概念

异常条件（exceptional conditions）是一个可以阻止程序继续执行的问题。出现了异常条件，你无法继续执行，因为在这个上下文中你没有处理这个问题的足够信息，你只能做的就是跳出当前的上下文环境，并且把问题提交给上一层。这就是抛出异常时所发生的事情。

当抛出一个异常时，会发生这么几件事情 : 首先，就像创建其它对象一样，在堆上用new创建一个异常对象；然后，当前的执行路径被终止，从当前的环境中弹出异常对象的引用；此时，异常处理机制接管过来，并且开始寻找合适的地方执行程序，而这个合适的地方就是异常处理程序（exception handler）,它的工作就是从错误状态中恢复，使程序要么换一种方式运行，要么继续执行。

一个简单的例子，引用没有初始化：

if(t == null) throw new NullPointerException();
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上面这个程序抛出了一个异常，于是在当前环境上就不必再操心了，它会在别的地方得到处理。

异常机制使得我们可以把每件事当作一个事务来处理，而异常机制可以守护这些事务，“……在分布式计算中我们需要异常机制作为最基本的保障，某项事务如果出了什么错误，可以放弃整个计算”。

我们还可以把异常看作是内建的恢复（undo）系统，因为（在细心地使用下）我们在程序中可以拥有各种不同的恢复点，如果程序的某部分失败了，异常将“恢复”到程序中某个已知的稳定点上。

异常最重要的一点是，如果程序发生了什么错误的话，异常会阻止程序沿着原来的路径走下去。这在C和C++中确实是个问题，尤其是C语言中，如果发生了错误，没办法阻止程序继续沿着原来的路走下去，所以有可能忽视这个错误很长时间从而陷入了完全错误的状态中。

异常使得我们（如果没有其他手段）强制程序停止运行，并告诉我们出现了什么问题，或者（理想状态下）强制程序处理问题，并返回到稳定的状态。

异常的参数

创建异常对象有两种：带参和不带参的，不带参的在上面已经见过了，带参的看下面这个例子：

throw new new NullPointerException("t == null");
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也可以从作用域（scope）中抛出异常，throw关键字抛出异常，简单的来看就是从函数或作用域（scope）中“返回”，无论是从哪里抛出异常，都意味着从这个函数或作用域退出。

另外，你可以抛出任何类型的Throwable，这是异常的基类。通常对于不同类型的错误，要抛出相应的异常。错误信息可以保存在异常对象内部或者用异常类的名称来暗示。上一层通过这些消息决定如何处理异常。（通常，把信息只放在异常的类型中，除此之外不包含任何有意义的内容。）

捕获一个异常

要理解如何捕获异常，必须得先理解监控区域（guarded region）的概念，就是可能会产生异常的一段代码并且紧接着一段处理异常的代码。

try块

如果你在方法的内部，并且抛出一个异常（或者你在这个方法中调用了另一个方法，后者抛出异常），你所在的方法会在抛出异常的过程中退出。如果你不想在抛出异常的过程中退出（throw to exit）那个方法，你可以在那个方法中设置一个特殊块来捕获那个异常。因为在这个块里“尝试”各种（可能产生异常的）方法调用，所以称为try块。如下：

try{ //code that might generate exception }
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异常处理程序 Exception handlers

当然，被抛出的异常必须在某地方得到处理。这个地方就是异常处理程序，并且针对你想捕获的每个异常，得有一个。异常处理程序紧跟try块之后，如下：

try{ //code that might generate exception }catch(Type1 id1){ //处理类型Type1的异常 }catch（Type2 id2）{ //…… }
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每个catch子句就像一个接收且仅接收一个特殊类型的参数的方法，可以在处理程序的内部使用标识符（id1, id2),也可以不使用，因为异常的类型已经给出足够的信息了，但是标识符不可以省略。

异常被抛出后，异常机制会搜寻参数与异常类型相匹配的第一个处理程序。然后进入catch子句执行，此时认为异常得到了处理。一旦catch子句结束，则处理程序的查找过程结束。这跟switch不一样，switch语句需要在每个case后面跟一个break，以避免执行后续的case子句。注意在try块的内部，许多不同的方法调用可能会产生类型相同的异常，而你只需要提供一个针对此类型的异常处理程序。

termination vs. resumption
终止与恢复
在异常处理理论中有两种基本的模型，java支持终止模型（java和c++都支持这种模型），这种模型假定发生的错误太严重了，已经到了没办法恢复的地步。另一种是可采取的办法是恢复，这意味着异常处理程序想做点什么来纠正错误，然后再尝试一次刚才发生异常的方法。如果你想恢复，就意味着你在异常处理后再接着执行原来的程序。

在Java中如果想恢复的话，当遇到错误时不要抛出异常，而是，调用一个可以修复这个错误的方法。或者，把try块放到while中，一直尝试直到结果满意。

从历史观点上说，编程人员一开始使用恢复的方法，但是却最终都直接跳过恢复而使用了终止模型。尽管恢复很迷人，但是在实践上并不好用，主要的原因是恢复程序得知道异常是在哪里抛出来的，并且得针对抛出地点做处理。这使得程序很难写同时也很难维护，因为大型程序有很多异常抛出点。

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