《Java從小白到大疟绦牛》紙質(zhì)版已經(jīng)上架了！＝重病砰碴！
很多事件并非總是按照人們自己設計意愿順利發(fā)展的，而是有能夠出現(xiàn)這樣那樣的異常情況板丽。例如：你計劃周末郊游呈枉，你的計劃會安排滿滿的，你計劃可能是這樣的：從家里出發(fā)→到達目的→游泳→燒烤→回家埃碱。但天有不測風云猖辫，當前你準備燒烤時候天降大雨，你只能終止郊游提前回家砚殿】性鳎“天降大雨”是一種異常情況，你的計劃應該考慮到這樣情況似炎，并且應該有處理這種異常的預案辛萍。
為增強程序的健壯性，計算機程序的編寫也需要考慮處理這些異常情況羡藐，Java語言提供了異常處理功能贩毕，本章介紹Java異常處理機制。
從一個問題開始
為了學習Java異常處理機制仆嗦，首先看看下面程序辉阶。
//HelloWorld.java文件
package com.a51work6;
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
int a = 0;
System.out.println(5 / a);
}
}
這個程序沒有編譯錯誤，但會發(fā)生如下的運行時錯誤：
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
at com.a51work6.HelloWorld.main(HelloWorld.java:9)
在數(shù)學上除數(shù)不能為0瘩扼，所以程序運行時表達式（5 / a）會拋出ArithmeticException異常谆甜，ArithmeticException是數(shù)學計算異常，凡是發(fā)生數(shù)學計算錯誤都會拋出該異常邢隧。
程序運行過程中難免會發(fā)生異常店印，發(fā)生異常并不可怕，程序員應該考慮到有可能發(fā)生這些異常倒慧，編程時應該捕獲并進行處理異常按摘，不能讓程序發(fā)生終止，這就是健壯的程序纫谅。
異常類繼承層次
異常封裝成為類Exception炫贤，此外，還有Throwable和Error類付秕，異常類繼承層次如圖14-1所示兰珍。
Throwable類 {#throwable}
從圖14-1可見，所有的異常類都直接或間接地繼承于java.lang.Throwable類询吴，在Throwable類有幾個非常重要的方法：
- String getMessage()：獲得發(fā)生異常的詳細消息掠河。
- void printStackTrace()：打印異常堆棧跟蹤信息亮元。
- String toString()：獲得異常對象的描述。
提示 堆棧跟蹤是方法調(diào)用過程的軌跡唠摹，它包含了程序執(zhí)行過程中方法調(diào)用的順序和所在源代碼行號爆捞。
為了介紹Throwable類的使用，下面修改14.1節(jié)的示例代碼如下：
//HelloWorld.java文件
package com.a51work6;
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
int a = 0;
int result = divide(5, a);
System.out.printf("divide(%d, %d) = %d", 5, a, result);
}
public static int divide(int number, int divisor) {
try {
return number / divisor;
} catch (Throwable throwable) { ①
System.out.println("getMessage() : " + throwable.getMessage()); ②
System.out.println("toString() : " + throwable.toString()); ③
System.out.println("printStackTrace()輸出信息如下：");
throwable.printStackTrace(); ④
}
return 0;
}
}
運行結(jié)果如下：
getMessage() : / by zero
toString() : java.lang.ArithmeticException: / by zero
printStackTrace()輸出信息如下：
java.lang.ArithmeticException: / by zero
at com.a51work6.HelloWorld.divide(HelloWorld.java:17)
at com.a51work6.HelloWorld.main(HelloWorld.java:10)
divide(5, 0) = 0
將可以發(fā)生異常的語句System.out.println(5 / a)放到try-catch代碼塊中勾拉，稱為捕獲異常煮甥，有關(guān)捕獲異常的相關(guān)知識會在下一節(jié)詳細介紹。在catch中有一個Throwable對象throwable藕赞，throwable對象是系統(tǒng)在程序發(fā)生異常時創(chuàng)建成肘，通過throwable對象可以調(diào)用Throwable中定義的方法。
代碼第②行是調(diào)用getMessage()方法獲得異常消息斧蜕，輸出結(jié)果是“/ by zero”双霍。代碼第③行是調(diào)用toString()方法獲得異常對象的描述，輸出結(jié)果是java.lang.ArithmeticException: / by zero批销。代碼第④行是調(diào)用printStackTrace()方法打印異常堆棧跟蹤信息店煞。
提示 堆棧跟蹤信息從下往上，是方法調(diào)用的順序风钻。首先JVM調(diào)用是com.a51work6.HelloWorld類的main方法顷蟀，接著在HelloWorld.java源代碼第10行調(diào)用com.a51work6.HelloWorld類的divide方法，在HelloWorld.java源代碼第17行發(fā)生了異常骡技，最后輸出的是異常信息鸣个。
Error和Exception {#error-exception}
從圖14-1可見，Throwable有兩個直接子類：Error和Exception布朦。
- Error
Error是程序無法恢復的嚴重錯誤囤萤，程序員根本無能為力，只能讓程序終止是趴。例如：JVM內(nèi)部錯誤涛舍、內(nèi)存溢出和資源耗盡等嚴重情況。
- Exception
Exception是程序可以恢復的異常唆途，它是程序員所能掌控的富雅。例如：除零異常、空指針訪問肛搬、網(wǎng)絡連接中斷和讀取不存在的文件等没佑。本章所討論的異常處理就是對Exception及其子類的異常處理。
受檢查異常和運行時異常 {#-0}
從圖14-1可見温赔，Exception類可以分為：受檢查異常和運行時異常蛤奢。
- 受檢查異常
如圖14-1所示，受檢查異常是除RuntimeException以外的異常類。它們的共同特點是：編譯器會檢查這類異常是否進行了處理啤贩，即要么捕獲（try-catch語句）待秃，要么不拋出（通過在方法后聲明throws），否則會發(fā)生編譯錯誤痹屹。它們種類很多锥余，前面遇到過的日期解析異常ParseException。
- 運行時異常
運行時異常是繼承RuntimeException類的直接或間接子類痢掠。運行時異常往往是程序員所犯錯誤導致的，健壯的程序不應該發(fā)生運行時異常嘲恍。它們的共同特點是：編譯器不檢查這類異常是否進行了處理足画，也就是對于這類異常不捕獲也不拋出，程序也可以編譯通過佃牛。由于沒有進行異常處理淹辞，一旦運行時異常發(fā)生就會導致程序的終止，這是用戶不希望看到的俘侠。由于14.2.1節(jié)除零示例的ArithmeticException異常屬于RuntimeException異常象缀，見圖14-1所示，可以不用加try-catch語句捕獲異常爷速。
提示 對于運行時異常通常不采用拋出或捕獲處理方式央星，而是應該提前預判，防止這種發(fā)生異常惫东，做到未雨綢繆莉给。例如14.2.1節(jié)除零示例，在進行除法運算之前應該判斷除數(shù)是非零的廉沮，修改示例代碼如下颓遏，從代碼可見提前預判這樣處理要比通過try-catch捕獲異常要友好的多。
//HelloWorld.java文件
package com.a51work6;
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
int a = 0;
int result = divide(5, a);
System.out.printf("divide(%d, %d) = %d", 5, a, result);
}
public static int divide(int number, int divisor) {
//判斷除數(shù)divisor非零滞时，防止運行時異常
if (divisor != 0) {
return number / divisor;
}
return 0;
}
}
除了圖14-1所示異常叁幢，還有很多異常，本書不能一一窮盡坪稽，隨著學習的深入會介紹一些常用的異常曼玩，其他異常讀者可以自己查詢API文檔。
捕獲異常
在學習本內(nèi)容之前窒百，你先考慮一下演训，在現(xiàn)實生活中是如何對待領(lǐng)導交給你的任務呢？當然無非是兩種：自己有能解決的自己處理贝咙；自己無力解決的反饋給領(lǐng)導样悟，讓領(lǐng)導自己處理。
那么對待受檢查異常亦是如此。當前方法有能力解決窟她，則捕獲異常進行處理陈症；沒有能力解決，則拋出給上層調(diào)用方法處理震糖。如果上層調(diào)用方法還無力解決录肯，則繼續(xù)拋給它的上層調(diào)用方法，異常就是這樣向上傳遞直到有方法處理它吊说，如果所有的方法都沒有處理該異常论咏，那么JVM會終止程序運行。
這一節(jié)先介紹一下捕獲異常颁井。
try-catch語句 {#try-catch}
捕獲異常是通過try-catch語句實現(xiàn)的厅贪，最基本try-catch語句語法如下：
try{
//可能會發(fā)生異常的語句
} catch(Throwable e){
//處理異常e
}
- try代碼塊
try代碼塊中應該包含執(zhí)行過程中可能會發(fā)生異常的語句。一條語句是否有可能發(fā)生異常雅宾，這要看語句中調(diào)用的方法养涮。例如日期格式化類DateFormat的日期解析方法parse()，該方法的完整定義如下：
public Date parse(String source) throws ParseException
方法后面的throws ParseException說明：當調(diào)用parse()方法時有可以能產(chǎn)生ParseException異常眉抬。
提示 靜態(tài)方法贯吓、實例方法和構(gòu)造方法都可以聲明拋出異常，凡是拋出異常的方法都可以通過try-catch進行捕獲蜀变，當然運行時異城男常可以不捕獲。一個方法聲明拋出什么樣的異常需要查詢API文檔库北。
- catch代碼塊
每個try代碼塊可以伴隨一個或多個catch代碼塊尊沸，用于處理try代碼塊中所可能發(fā)生的多種異常。catch(Throwable e)語句中的e是捕獲異常對象贤惯，e必須是Throwable的子類洼专，異常對象e的作用域在該catch代碼塊中。
下面看看一個try-catch示例：
//HelloWorld.java文件
package com.a51work6;
import java.text.DateFormat;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
Date date = readDate();
System.out.println("日期 = " + date);
}
// 解析日期
public static Date readDate() { ①
try {
String str = "2018-8-18"; //"201A-18-18"
DateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
// 從字符串中解析日期
Date date = df.parse(str); ②
return date;
} catch (ParseException e) { ③
System.out.println("處理ParseException…");
e.printStackTrace(); ④
}
return null;
}
}
上述代碼第①行定義了一個靜態(tài)方法用來將字符串解析成日期孵构，但并非所有的字符串都是有效的日期字符串屁商，因此調(diào)用代碼第②行的解析方法parse()有可能發(fā)生ParseException異常，ParseException是受檢查異常颈墅，在本例中使用try-catch捕獲蜡镶。代碼第③行的e就是ParseException對象。代碼第④行e.printStackTrace()是打印異常堆棧跟蹤信息恤筛，本例中的"2018-8-18"字符串是有個有效的日期字符串官还，因此不會發(fā)生異常。如果將字符串改為無效的日期字符串毒坛，如"201A-18-18"望伦，則會打印信息林说。
處理ParseException
java.text.ParseException: Unparseable date: "201A-18-18"
日期 = null
at java.text.DateFormat.parse(Unknown Source)
at com.a51work6.HelloWorld.readDate(HelloWorld.java:24)
at com.a51work6.HelloWorld.main(HelloWorld.java:13)
提示 在捕獲到異常之后，通過e.printStackTrace()語句打印異常堆棧跟蹤信息屯伞，往往只是用于調(diào)試腿箩，給程序員提示信息。堆棧跟蹤信息對最終用戶是沒有意義的劣摇，本例中如果出現(xiàn)異常很有可能是用戶輸入的日期無效珠移，捕獲到異常之后給用戶彈出一個對話框，提示用戶輸入日期無效末融，請用戶重新輸入钧惧，用戶重新輸入后再重新調(diào)用上述方法。這才是捕獲異常之后的正確處理方案勾习。
多catch代碼塊 {#catch}
如果try代碼塊中有很多語句會發(fā)生異常浓瞪，而且發(fā)生的異常種類又很多。那么可以在try后面跟有多個catch代碼塊语卤。多catch代碼塊語法如下：
try{
//可能會發(fā)生異常的語句
} catch(Throwable e){
//處理異常e
} catch(Throwable e){
//處理異常e
} catch(Throwable e){
//處理異常e
}
在多個catch代碼情況下，當一個catch代碼塊捕獲到一個異常時酪刀，其他的catch代碼塊就不再進行匹配粹舵。
注意 當捕獲的多個異常類之間存在父子關(guān)系時，捕獲異常順序與catch代碼塊的順序有關(guān)骂倘。一般先捕獲子類眼滤，后捕獲父類，否則子類捕獲不到历涝。
示例代碼如下：
//HelloWorld.java文件
package com.a51work6;
……
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
Date date = readDate();
System.out.println("讀取的日期 = " + date);
}
public static Date readDate() {
FileInputStream readfile = null;
InputStreamReader ir = null;
BufferedReader in = null;
try {
readfile = new FileInputStream("readme.txt"); ①
ir = new InputStreamReader(readfile);
in = new BufferedReader(ir);
// 讀取文件中的一行數(shù)據(jù)
String str = in.readLine(); ②
if (str == null) {
return null;
}
DateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
Date date = df.parse(str); ③
return date;
} catch (FileNotFoundException e) { ④
System.out.println("處理FileNotFoundException...");
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) { ⑤
System.out.println("處理IOException...");
e.printStackTrace();
} catch (ParseException e) { ⑥
System.out.println("處理ParseException...");
e.printStackTrace();
}
return null;
}
}
上述代碼通過Java I/O（輸入輸出）流技術(shù)從文件readme.txt中讀取字符串诅需，然后解析成為日期。由于Java I/O技術(shù)還沒有介紹荧库，讀者先不要關(guān)注I/O技術(shù)細節(jié)堰塌，這考慮調(diào)用它們的方法會發(fā)生異常就可以了。
在try代碼塊中第①行代碼調(diào)用FileInputStream構(gòu)造方法可以會發(fā)生FileNotFoundException異常分衫。第②行代碼調(diào)用BufferedReader輸入流的readLine()方法可以會發(fā)生IOException異常场刑。從圖14-1可見FileNotFoundException異常是IOException異常的子類，應該先FileNotFoundException捕獲蚪战，見代碼第④行牵现；后捕獲IOException，見代碼第⑤行邀桑。
如果將FileNotFoundException和IOException捕獲順序調(diào)換瞎疼，代碼如下：
try{
//可能會發(fā)生異常的語句
} catch (IOException e) {
// IOException異常處理
} catch (FileNotFoundException e) {
// FileNotFoundException異常處理
}
那么第二個catch代碼塊永遠不會進入，F(xiàn)ileNotFoundException異常處理永遠不會執(zhí)行壁畸。
由于上述代碼第⑥行ParseException異常與IOException和FileNotFoundException異常沒有父子關(guān)系贼急，捕獲ParseException異常位置可以隨意放置茅茂。
try-catch語句嵌套 {#try-catch-0}
Java提供的try-catch語句嵌套是可以任意嵌套，修改14.3.2節(jié)示例代碼如下：
//HelloWorld.java文件
package com.a51work6;
… …
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
Date date = readDate();
System.out.println("讀取的日期 = " + date);
}
public static Date readDate() {
FileInputStream readfile = null;
InputStreamReader ir = null;
BufferedReader in = null;
try {
readfile = new FileInputStream("readme.txt");
ir = new InputStreamReader(readfile);
in = new BufferedReader(ir);
try { ①
String str = in.readLine(); ②
if (str == null) {
return null;
}
DateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
Date date = df.parse(str); ③
return date;
} catch (ParseException e) {
System.out.println("處理ParseException...");
e.printStackTrace();
} ④
} catch (FileNotFoundException e) { ⑤
System.out.println("處理FileNotFoundException...");
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) { ⑥
System.out.println("處理IOException...");
e.printStackTrace();
}
return null;
}
}
上述代碼第①~④行是捕獲ParseException異常try-catch語句竿裂，可見這個try-catch語句就是嵌套在捕獲IOException和FileNotFoundException異常的try-catch語句中玉吁。
程序執(zhí)行時內(nèi)層如果會發(fā)生異常，首先由內(nèi)層catch進行捕獲腻异，如果捕獲不到进副，則由外層catch捕獲。例如：代碼第②行的readLine()方法可能發(fā)生IOException異常悔常，該異常無法被內(nèi)層catch捕獲影斑，最后被代碼第⑥行的外層catch捕獲。
注意 try-catch不僅可以嵌套在try代碼塊中机打，還可以嵌套在catch代碼塊或finally代碼塊矫户，finally代碼塊后面會詳細介紹。try-catch嵌套會使程序流程變的復雜残邀，如果能用多catch捕獲的異常皆辽，盡量不要使用try-catch嵌套。特別對于初學者不要簡單地使用Eclipse的語法提示不加區(qū)分地添加try-catch嵌套芥挣，要梳理好程序的流程再考慮try-catch嵌套的必要性驱闷。
多重捕獲 {#-0}
多catch代碼塊客觀上提高了程序的健壯性，但是程序代碼量大大增加空免。如果有些異常雖然種類不同空另，但捕獲之后的處理是相同的，看如下代碼蹋砚。
try{
//可能會發(fā)生異常的語句
} catch (FileNotFoundException e) {
//調(diào)用方法methodA處理
} catch (IOException e) {
//調(diào)用方法methodA處理
} catch (ParseException e) {
//調(diào)用方法methodA處理
}
三個不同類型的異常扼菠，要求捕獲之后的處理都是調(diào)用methodA方法。是否可以把這些異常合并處理坝咐，Java 7推出了多重捕獲（multi-catch）技術(shù)循榆，可以幫助解決此類問題，上述代碼修改如下：
try{
//可能會發(fā)生異常的語句
} catch (IOException | ParseException e) {
//調(diào)用方法methodA處理
}
在catch中多重捕獲異常用“|”運算符連接起來墨坚。
注意 有的讀者會問什么不寫成FileNotFoundException | IOException | ParseException 呢冯痢？這是因為由于FileNotFoundException屬于IOException異常，IOException異晨蚨牛可以捕獲它的所有子類異常了浦楣。
配套視頻
http://www.zhijieketang.com/classroom/6/courses
配套源代碼
http://www.zhijieketang.com/group/5
