本模塊講述建立在Java編程語(yǔ)言中的錯(cuò)誤處理裝置

1、第七章 異 常 本模塊講述建立在Java編程語(yǔ)言中的錯(cuò)誤處理裝置。第一節(jié) 相關(guān)問(wèn)題 討論下述問(wèn)題與本模塊中的材料相關(guān)：- 在大部分編程語(yǔ)言中，如何解決運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤？第二節(jié) 目 的 本模塊學(xué)習(xí)結(jié)束后，能夠：- 定義異常- 使用try,catch和finally語(yǔ)句- 描述異常分類- 開(kāi)發(fā)程序來(lái)處理自己的異常 第三節(jié) 異 常異 常 異常類定義程序所遇到的輕微錯(cuò)誤 發(fā)生下列情況時(shí)，會(huì)出現(xiàn)異常： 想打開(kāi)的文件不存在 網(wǎng)絡(luò)連接中斷 受控操作數(shù)超出預(yù)定范圍 非常感興趣地正在裝載的類文件丟失 錯(cuò)誤類定義嚴(yán)重的錯(cuò)誤條件 介紹 什么是異常？在Java編程語(yǔ)言中，異常類定義程序中可能遇到的輕微的錯(cuò)誤條件。可以寫(xiě)代碼

2、來(lái)處理異常并繼續(xù)程序執(zhí)行，而不是讓程序中斷。 在程序執(zhí)行中，任何中斷正常程序流程的異常條件就是錯(cuò)誤或異常。例如，發(fā)生下列情況時(shí)，會(huì)出現(xiàn)異常：- 想打開(kāi)的文件不存在- 網(wǎng)絡(luò)連接中斷- 受控操作數(shù)超出預(yù)定范圍- 非常感興趣地正在裝載的類文件丟失 在Java編程語(yǔ)言中，錯(cuò)誤類定義被認(rèn)為是不能恢復(fù)的嚴(yán)重錯(cuò)誤條件。在大多數(shù)情況下，當(dāng)遇到這樣的錯(cuò)誤時(shí)，建議讓程序中斷。 Java編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)C+異常來(lái)幫助建立彈性代碼。在程序中發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的方法能拋出一個(gè)異常到其調(diào)用程序，發(fā)出已經(jīng)發(fā)生問(wèn)題的信號(hào)。然后，調(diào)用方法捕獲拋出的異常，在可能時(shí)，再恢復(fù)回來(lái)。這個(gè)方案給程序員一個(gè)寫(xiě)處理程序的選擇，來(lái)處理異常。 通

3、過(guò)瀏覽API，可以決定方法拋出的是什么樣的異常。7.3.2 實(shí)例 考慮一下HelloWorld.java程序版本的簡(jiǎn)單擴(kuò)展，它通過(guò)信息來(lái)循環(huán)：1. public class HelloWorld 2. public static void main (String args) 3. int i = 0; 4.5. String greetings = 6. "Hello world!",7. "No, I mean it!",8. "HELLO WORLD!"9. ;10.11. while (i < 4) 12.13. i+;

4、14. 15. 16. 正常情況下，當(dāng)異常被拋出時(shí)，在其循環(huán)被執(zhí)行四次之后，程序終止，并帶有錯(cuò)誤信息，就象前面所示的程序那樣。1. c:student> java HelloWorld2. Hello world!3. No, I mean it!4. HELLO WORLD!5.6. at HelloWorld.main(HelloWorld.java:12) 異常處理允許程序捕獲異常，處理它們，然后繼續(xù)程序執(zhí)行。它是分層把關(guān)，因此，錯(cuò)誤情況不會(huì)介入到程序的正常流程中。特殊情況發(fā)生時(shí)，在與正常執(zhí)行的代碼分離的代碼塊中被處理。這就產(chǎn)生了更易識(shí)別和管理的代碼。第四節(jié) 異常處理 Java編程

5、語(yǔ)言提供了一個(gè)來(lái)考慮哪個(gè)異常被拋出以及如何來(lái)恢復(fù)它的機(jī)制。try和catch語(yǔ)句try和catch語(yǔ)句1. try 2. / code that might throw a particular exception3. catch (MyExceptionType e) 4. / code to execute if a MyExceptionType exception is thrown 5. catch (Exception e) 6. / code to execute if a general Exception exception is thrown 7. 要處理特殊的異常，將能夠

6、拋出異常的代碼放入try塊中，然后創(chuàng)建相應(yīng)的catch塊的列表，每個(gè)可以被拋出異常都有一個(gè)。如果生成的異常與catch中提到的相匹配，那么catch條件的塊語(yǔ)句就被執(zhí)行。在try塊之后，可能有許多catch塊，每一個(gè)都處理不同的異常。1. try 2. / code that might throw a particular exception3. catch (MyExceptionType e) 4. / code to execute if a MyExceptionType exception is thrown 5. catch (Exception e) 6. / code to

7、execute if a general Exception exception is thrown 7. 調(diào)用棧機(jī)制 如果方法中的一個(gè)語(yǔ)句拋出一個(gè)沒(méi)有在相應(yīng)的try/catch塊中處理的異常，那么這個(gè)異常就被拋出到調(diào)用方法中。如果異常也沒(méi)有在調(diào)用方法中被處理，它就被拋出到該方法的調(diào)用程序。這個(gè)過(guò)程要一直延續(xù)到異常被處理。如果異常到這時(shí)還沒(méi)被處理，它便回到main()，而且，即使main()不處理它，那么，該異常就異常地中斷程序。 考慮這樣一種情況，在該情況中main()方法調(diào)用另一個(gè)方法（比如，first()），然后它調(diào)用另一個(gè)（比如，second()）。如果在second()中發(fā)生異常，那

8、么必須做一個(gè)檢查來(lái)看看該異常是否有一個(gè)catch；如果沒(méi)有，那么對(duì)調(diào)用棧（first()）中的下一個(gè)方法進(jìn)行檢查，然后檢查下一個(gè)（main()）。如果這個(gè)異常在該調(diào)用棧上沒(méi)有被最后一個(gè)方法處理，那么就會(huì)發(fā)生一個(gè)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤，程序終止執(zhí)行。finally語(yǔ)句finally語(yǔ)句1. try 2. startFaucet();3. waterLawn();4. 5. finally 6. stopFaucet();7. finally語(yǔ)句定義一個(gè)總是執(zhí)行的代碼塊，而不考慮異常是否被捕獲。下述樣板代碼來(lái)自Frank Yellin弗蘭克葉林的白皮書(shū)Java中的低級(jí)安全：1. try 2. startFau

9、cet();3. waterLawn();4. 5. finally 6. stopFaucet();7. 在前面的例子中，即使異常在打開(kāi)開(kāi)關(guān)或給草地澆水時(shí)發(fā)生，開(kāi)關(guān)也能被關(guān)掉。try 后面的括號(hào)中的代碼被稱做保護(hù)碼。 如果終止程序的System.exit()方法在保護(hù)碼內(nèi)被執(zhí)行，那么，這是finally語(yǔ)句不被執(zhí)行的唯一情況。這就暗示，控制流程能偏離正常執(zhí)行順序，比如，如果一個(gè)return語(yǔ)句被嵌入try塊內(nèi)的代碼中，那么，finally塊中的代碼應(yīng)在return前執(zhí)行。 重訪前例 下面的例子是第169頁(yè)main()方法的重寫(xiě)。本程序以前的版本中產(chǎn)生的異常被捕獲，數(shù)組索引重新設(shè)定，使下述程序

10、繼續(xù)運(yùn)行。1. public static void main (String args) 2. int i = 0;3. String greetings = 4. "Hello world!",5. "No, I mean it!",6. "HELLO WORLD!"7. ;8. while (i < 4) 9. try 10.11. catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e)12.13. i = -1;14. finally 15.16. 17. i+;18. / end while(

11、)19. / end main() 當(dāng)循環(huán)被執(zhí)行時(shí)，下述在屏幕上出現(xiàn)的信息將改變。1. Hello world!2. This is always printed3. No, I mean it!4. This is always printed5. HELLO WORLD! 6. This is always printed7. Re-setting Index Value 8. This is always printed 第五節(jié) 異常分類 在Java編程語(yǔ)言中，異常有三種分類。類充當(dāng)所有對(duì)象的父類，可以使用異常處理機(jī)制將這些對(duì)象拋出并捕獲。在Throwable類中定義方法來(lái)檢索與異常相關(guān)

12、的錯(cuò)誤信息，并打印顯示異常發(fā)生的棧跟蹤信息。它有Error和Exception兩個(gè)基本子類，如下圖所示： Throwable類不能使用，而使用子類異常中的一個(gè)來(lái)描述任何特殊異常。每個(gè)異常的目的描述如下：- Error表示恢復(fù)不是不可能但很困難的情況下的一種嚴(yán)重問(wèn)題。比如說(shuō)內(nèi)存溢出。不可能指望程序能處理這樣的情況。- RuntimeException表示一種設(shè)計(jì)或?qū)崿F(xiàn)問(wèn)題。也就是說(shuō)，它表示如果程序運(yùn)行正常，從不會(huì)發(fā)生的情況。比如，如果數(shù)組索引擴(kuò)展不超出數(shù)組界限，那么，ArrayIndexOutOfBoundsException異常從不會(huì)拋出。比如，這也適用于取消引用一個(gè)空值對(duì)象變量。因?yàn)橐粋€(gè)正確

13、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的程序從不出現(xiàn)這種異常，通常對(duì)它不做處理。這會(huì)導(dǎo)致一個(gè)運(yùn)行時(shí)信息，應(yīng)確保能采取措施更正問(wèn)題，而不是將它藏到誰(shuí)也不注意的地方。- 其它異常表示一種運(yùn)行時(shí)的困難，它通常由環(huán)境效果引起，可以進(jìn)行處理。例子包括文件未找到或無(wú)效URL異常（用戶打了一個(gè)錯(cuò)誤的URL），如果用戶誤打了什么東西，兩者都容易出現(xiàn)。這兩者都可能因?yàn)橛脩翦e(cuò)誤而出現(xiàn)，這就鼓勵(lì)程序員去處理它們。第六節(jié) 共同異常共同異常- ArithmeticException- NullPointerException- NegativeArraySizeException- ArrayIndexoutofBoundsException-

14、SecurityException Java編程語(yǔ)言提供幾種預(yù)定義的異常。下面是可能遇到的更具共同性的異常中的幾種：- ArithmeticException整數(shù)被0除，運(yùn)算得出的結(jié)果。- int I =12 / 0；- NullPointerException當(dāng)對(duì)象沒(méi)被實(shí)例化時(shí)，訪問(wèn)對(duì)象的屬性或方法的嘗試：- Date d= null;- NegativeArraySizeException創(chuàng)建帶負(fù)維數(shù)大小的數(shù)組的嘗試。- ArrayIndexoutofBoundsException訪問(wèn)超過(guò)數(shù)組大小范圍的一個(gè)元素的嘗試。- SecurityException典型地被拋出到瀏覽器中，Secur

15、ityManager類將拋出applets的一個(gè)異常，該異常企圖做下述工作（除非明顯地得到允許）：- 訪問(wèn)一個(gè)本地文件- 打開(kāi)主機(jī)的一個(gè)socket，這個(gè)主機(jī)與服務(wù)于applet的主機(jī)不是同一個(gè)。- 在運(yùn)行時(shí)環(huán)境中執(zhí)行另一個(gè)程序第七節(jié) 處理或聲明規(guī)則處理或聲明規(guī)則- 用try-catch-finally塊來(lái)處理異常- 使用throws子句聲明代碼能引起一個(gè)異常 為了寫(xiě)出健壯的代碼，Java編程語(yǔ)言要求，當(dāng)一個(gè)方法在棧（即，它已經(jīng)被調(diào)用）上發(fā)生Exception（它與Error或RuntimeException不同）時(shí)，那么，該方法必須決定如果出現(xiàn)問(wèn)題該采取什么措施。 程序員可以做滿足該要求的兩

16、件事： 第一，通過(guò)將Trycatch（）塊納入其代碼中，在這里捕獲給被命名為屬于某個(gè)超類的異常，并調(diào)用方法處理它。即使catch塊是空的，這也算是處理情況。 第二，讓被調(diào)用的方法表示它將不處理異常，而且該異常將被拋回到它所遇到的調(diào)用方法中。它是按如下所示通過(guò)用throws子句標(biāo)記的該調(diào)用方法的聲明來(lái)實(shí)現(xiàn)的： public void troublesome() throws IOException 關(guān)鍵字throws之后是所有異常的列表，方法可以拋回到它的調(diào)用程序中。盡管這里只顯示了一個(gè)異常，如果有成倍的可能的異?？梢酝ㄟ^(guò)該方法被拋出，那么，可以使用逗號(hào)分開(kāi)的列表。 是選擇處理還是選擇聲明一個(gè)異

17、常取決于是否給你自己或你的調(diào)用程序一個(gè)更合適的候選的辦法來(lái)處理異常。注由于異常類象其它類一樣被組編到層次中，而且由于無(wú)論何時(shí)想要使用超類都必須使用子類， 因此，可以捕獲異?！敖M”并以相同的捕獲代碼來(lái)處理它們。例如，盡管IOExceptions（EOFException,FileNotFoundException等等）有幾種不同的類型，通過(guò)俘獲IOException，也可以捕獲IOException任何子類的實(shí)例。第八節(jié) 創(chuàng)建自己的異常 介紹 用戶定義異常是通過(guò)擴(kuò)展Exception類來(lái)創(chuàng)建的。這種異常類可以包含一個(gè)“普通”類所包含的任何東西。下面就是一個(gè)用戶定義異常類例子，它包含一個(gè)構(gòu)造函數(shù)、

18、幾個(gè)變量以及方法：1. public class ServerTimedOutException extends Exception 2. private String reason;3. private int port;4. public ServerTimedOutException (String reason,int port) 5. this.reason = reason;6. this.port = port;7. 8. public String getReason() 9. return reason;10. 11. public int getPort() 12. ret

19、urn port;13. 14. 使用語(yǔ)句來(lái)拋出已經(jīng)創(chuàng)建的異常：throw new ServerTimedOutException("Could not connect", 80); 實(shí)例 考慮一個(gè)客戶服務(wù)器程序。在客戶代碼中，要與服務(wù)器連接，并希望服務(wù)器在5秒鐘內(nèi)響應(yīng)。如果服務(wù)器沒(méi)有響應(yīng)，那么，代碼就如下所述拋出一個(gè)異常（如一個(gè)用戶定義的ServerTimedOutException）。1. public void connectMe(String serverName) throws ServerTimedOutException 2. int success;3. int portToConnect = 80;4. success = open(serverName, portToConnect);5. if (success = -1) 6. throw new ServerTimedOutException(7. "Could not connect", 80);8. 9. 要捕獲異常，使用try語(yǔ)句：1. public void findServer() 2. . . .3. try 4. connectMe(defaultServer);5. catch(ServerTimedOutExcep