《Thanking in Java》12.异常

12.2 基本异常

与使用java中的其他对象一样，我们总是用new在堆上创建异常对象，这也伴随着存储空间的分配和构造器的调用。所有标准异常类都有两个构造器，一个是某认构造器；另一个是接受字符串作为参数，以便能把相关信息放入异常对象的构造器。

能够抛出任意类型的Throwable对象，它是异常类型的根类。

抛出的异常必须在某处得到处理。

虽然恢复模型开始显得很吸引人，但不是很实用。其中的主要原因可能史它所导致的耦合：恢复性的处理程序需要了解异常抛出的地点，这势必要包含依赖与抛出位置的非通用性代码。这增加了代码编写和维护的困难，对于异常可能会从许多地方抛出的大型程序来说，更是如此。

创建自定义异常

创建简单的自定义异常类，可以使用默认构造器和带有字符串的构造器。

//: exceptions/FullConstructors.java

class MyException extends Exception {
  public MyException() {}
  public MyException(String msg) { super(msg); }
}

public class FullConstructors {
  public static void f() throws MyException {
    System.out.println("Throwing MyException from f()");
    throw new MyException();
  }
  public static void g() throws MyException {
    System.out.println("Throwing MyException from g()");
    throw new MyException("Originated in g()");
  }
  public static void main(String[] args) {
    try {
      f();
    } catch(MyException e) {
      e.printStackTrace(System.out);
    }
    try {
      g();
    } catch(MyException e) {
      e.printStackTrace(System.out);
    }
  }
} /* Output:
Throwing MyException from f()
MyException
        at FullConstructors.f(FullConstructors.java:11)
        at FullConstructors.main(FullConstructors.java:19)
Throwing MyException from g()
MyException: Originated in g()
        at FullConstructors.g(FullConstructors.java:15)
        at FullConstructors.main(FullConstructors.java:24)
*///:~

继承结构：MyException -》Exception -》Throwable

12.5 异常说明

异常说明使用了附加的关键子throws，后面接一个所有潜在异常类型的列表。如果方法里的代码产生了异常却没有处理，编译器会发现这个问题并提醒你：要么处理这个异常，要么就在异常说明中表明这个异常。自顶向下强制执行异常说明机制。

12.6 捕获所有异常

捕获异常类型的基类Exception，就能达到捕获所有异常的情况，但是最好将其放在最后。

e.getStackTrace()可以打印出方法调用栈信息。

//: exceptions/WhoCalled.java
// Programmatic access to stack trace information.

public class WhoCalled {
  static void f() {
    // Generate an exception to fill in the stack trace
    try {
      throw new Exception();
    } catch (Exception e) {
      for(StackTraceElement ste : e.getStackTrace())
        System.out.println(ste.getMethodName());
    }
  }
  static void g() { f(); }
  static void h() { g(); }
  public static void main(String[] args) {
    f();
    System.out.println("--------------------------------");
    g();
    System.out.println("--------------------------------");
    h();
  }
} /* Output:
f
main
--------------------------------
f
g
main
--------------------------------
f
g
h
main
*///:~

重抛异常会把异常抛给上一级环境中的异常处理程序，同一个try块的后续catch子句将被忽略。要想更新这个信息，可以调用fillInStackTrace方法。

//: exceptions/Rethrowing.java
// Demonstrating fillInStackTrace()

public class Rethrowing {
  public static void f() throws Exception {
    System.out.println("originating the exception in f()");
    throw new Exception("thrown from f()");
  }
  public static void g() throws Exception {
    try {
      f();
    } catch(Exception e) {
      System.out.println("Inside g(),e.printStackTrace()");
      e.printStackTrace(System.out);
      throw e;
    }
  }
  public static void h() throws Exception {
    try {
      f();
    } catch(Exception e) {
      System.out.println("Inside h(),e.printStackTrace()");
      e.printStackTrace(System.out);
      throw (Exception)e.fillInStackTrace();
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    try {
      g();
    } catch(Exception e) {
      System.out.println("main: printStackTrace()");
      e.printStackTrace(System.out);
    }
    try {
      h();
    } catch(Exception e) {
      System.out.println("main: printStackTrace()");
      e.printStackTrace(System.out);
    }
  }
} /* Output:
originating the exception in f()
Inside g(),e.printStackTrace()
java.lang.Exception: thrown from f()
        at Rethrowing.f(Rethrowing.java:7)
        at Rethrowing.g(Rethrowing.java:11)
        at Rethrowing.main(Rethrowing.java:29)
main: printStackTrace()
java.lang.Exception: thrown from f()
        at Rethrowing.f(Rethrowing.java:7)
        at Rethrowing.g(Rethrowing.java:11)
        at Rethrowing.main(Rethrowing.java:29)
originating the exception in f()
Inside h(),e.printStackTrace()
java.lang.Exception: thrown from f()
        at Rethrowing.f(Rethrowing.java:7)
        at Rethrowing.h(Rethrowing.java:20)
        at Rethrowing.main(Rethrowing.java:35)
main: printStackTrace()
java.lang.Exception: thrown from f()
        at Rethrowing.h(Rethrowing.java:24)
        at Rethrowing.main(Rethrowing.java:35)
*///:~

调用fillInStackTrace就成了异常的新发生地了。

永远不必为清理一个异常对象而担心，或者说为异常对象的清理而担心。它们都是用new在堆上创建的对象，所以垃圾回收器会自动把它们清理掉。

常常会想要在捕获一个异常后抛出另一个异常，并且希望把原始异常的信息保存下来，这被称为异常链。

12.7 java标准异常

Throwable有两种实现类型：Error用来表示编译时和系统错误；Exception可以被抛出的基本类型。

属于运行时异常的类型有很多，它们会自动被java虚拟机抛出，所以不必在异常说明中把它们列出来。如果没有对其进行捕获，那么程序会在退出前将调用异常的printStackTrace方法。

12.8 使用finally进行清理

当java中的异常不允许我们回到异常抛出的地点时，如果把try块方在循环里，就建立了一个“程序继续执行之前必须要达到”的条件。还可以加入一个static类型的计数器或者别的装置，使得循环在放弃以前能尝试一定的次数。这将使程序的健壮性更上一个台阶。

当要把除内存之外的资源恢复到它们的初始状态时，就要用到finally子句。

异常没有被当前的异常处理程序捕获的情况下，异常处理机制也会在跳到更高一层的异常处理程序之前，执行finally子句。

//: exceptions/AlwaysFinally.java
// Finally is always executed.
import static net.mindview.util.Print.*;

class FourException extends Exception {}

public class AlwaysFinally {
  public static void main(String[] args) {
    print("Entering first try block");
    try {
      print("Entering second try block");
      try {
        throw new FourException();
      } finally {
        print("finally in 2nd try block");
      }
    } catch(FourException e) {
      System.out.println(
        "Caught FourException in 1st try block");
    } finally {
      System.out.println("finally in 1st try block");
    }
  }
} /* Output:
Entering first try block
Entering second try block
finally in 2nd try block
Caught FourException in 1st try block
finally in 1st try block
*///:~

//: exceptions/MultipleReturns.java
import static net.mindview.util.Print.*;

public class MultipleReturns {
  public static void f(int i) {
    print("Initialization that requires cleanup");
    try {
      print("Point 1");
      if(i == 1) return;
      print("Point 2");
      if(i == 2) return;
      print("Point 3");
      if(i == 3) return;
      print("End");
      return;
    } finally {
      print("Performing cleanup");
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    for(int i = 1; i <= 4; i++)
      f(i);
  }
} /* Output:
Initialization that requires cleanup
Point 1
Performing cleanup
Initialization that requires cleanup
Point 1
Point 2
Performing cleanup
Initialization that requires cleanup
Point 1
Point 2
Point 3
Performing cleanup
Initialization that requires cleanup
Point 1
Point 2
Point 3
End
Performing cleanup
*///:~

异常丢失，在finally中的方法抛出了另一种异常，则之前的异常信息就会丢失，或者在finally中调用return。解决这个问题需要使用异常链来保存之前抛出的异常。

12.9 异常的限制

当覆盖方法时，只能抛出在基类方法的异常说明里列出的那些异常。

异常限制对构造器不起作用。派生类构造器不能捕获基类构造器抛出的异常。

异常说明本身并不属于方法类型的一部分，方法类型是由方法的名字与参数的类型组成的。不能基于异常说明来重载方法。

12.10 构造器

对于在构造阶段可能会抛出异常，并且要求清理的类，最安全的使用方式是使用嵌套的try语句：

在创建需要清理的对象之后，立即进入一个try-finally语句块。

12.11 异常匹配

异常处理会按照代码顺序找出最近的处理程序，匹配之后就不再继续查找。查找的时候派生类的对象也可以匹配其基类的处理程序。

12.13 异常使用指南

  1. 在恰当的级别处理问题（在知道该如何处理的情况下才捕获异常。）
  2. 解决问题并且重新调用产生异常的方法。
  3. 进行少许修补，然后绕过异常发生的地方继续执行。
  4. 用别的数据进行计算，意替代方法预计会返回的值。
  5. 把当前运行环境下能做的事情尽量做完，然后把相同的异常重抛到更高层。
  6. 把当前运行环境下能做的事情尽量做完，然后把不同的异常抛到更高层。
  7. 终止程序。
  8. 进行简化（如果你的异常模式使问题变得太复杂，那用起来会非常痛苦也很烦人）
  9. 让类库和程序更安全。
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