基于Java的異常處理機制及其應(yīng)用的探討
2014-12-31 00:00:00敖勇平
【摘 要】Java語言擁有強大的異常處理機制，正確地使用好異常處理可以增強程序的健壯性和穩(wěn)定性，本文對Java異常引起的原因，對異常處理機制的三個重要環(huán)節(jié)進(jìn)行了深入的探討，最后通過一個實例來說明Java語言的異常處理的具體應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】Java語言；異常處理；應(yīng)用
0.引言
Java異常是描述在代碼段中發(fā)生的運行出錯情況的對象。程序中的錯誤可能來自于如下兩個方面問題：編譯錯誤和運行錯誤。編譯錯誤是由于所編寫的程序存在語法問題，未能通過由源代碼到目標(biāo)代碼的編譯過程而產(chǎn)生的錯誤，它將由Java語言的編譯系統(tǒng)負(fù)責(zé)檢測和報告；運行錯誤是在程序的運行過程中產(chǎn)生的錯誤。在Java語言中，提供了一種獨特的處理異常的機制，通過這種異常處理機制來處理程序中出現(xiàn)的錯誤，從而提高程序的容錯性，使開發(fā)出來的程序更為健壯。
1.Java異常類的種類及引起異常的原因
1.1 Java異常類的種類
Java異常類的種類可分成兩大類：（1）Error類：指的是Java運行環(huán)境出現(xiàn)的錯誤或系統(tǒng)錯誤，這些錯誤一般是很嚴(yán)重的錯誤，即使捕捉到也無法處理，由Java虛擬機生成并拋出，包括系統(tǒng)崩潰、動態(tài)鏈接失敗、虛擬機錯誤等，在Java程序中不做處理。（2）Exception類：指一些可以被捕獲且可能恢復(fù)的異常情況，是一般程序中可預(yù)知的問題。
1.2 Java異常引起原因
Java程序在運行過程中，可能會運行到非正常的執(zhí)行狀態(tài)，這些狀態(tài)可能是由以下原因引起的：第一種情況：表達(dá)式的計算違反了Java 語言的規(guī)則，例如除法運算過程中被整數(shù)為0；在載入或鏈接Java 程序時出錯；超出了某些資源限制，例如使用了太多的內(nèi)存。
第二種情況，Java 程序代碼中的throw 語句被執(zhí)行。第三種情況，異步異常發(fā)生。異步異常的原因可能有：（1）Thread的stop方法被調(diào)用。（2）Java虛擬機內(nèi)部錯誤發(fā)生。
2.Java中異常處理機制的三個重要環(huán)節(jié)
2.1拋出異常
拋出異常就是程序設(shè)計時當(dāng)前代碼中遇到了一個不知道怎么處理的情況，在程序代碼中需要創(chuàng)建一個異常來將這個錯誤描述清楚，并且將這個異常拋出。異常被拋出之后面臨兩個路可走：首先是異常被捕捉并被處理，其次是讓方法繼續(xù)拋出這個異常。
拋出異常的方式有兩種：
（1）在方法代碼中使用throw關(guān)鍵字來拋出實例化的異常對象。
（2）在方法聲明中使用throws關(guān)鍵字拋出方法代碼中throw關(guān)鍵字拋出的異常對象。
2.2傳遞異常
異常實例在方法代碼中使用throw關(guān)鍵字被拋出后，如果是throws關(guān)鍵字后面的異常類列表的某個類型的實例，則方法將繼續(xù)拋出這個異常，異常繼續(xù)傳遞給方法的調(diào)用者，直到被處理掉或到達(dá)main（）方法，異常傳遞main（）方法之后，就會被Java平臺處理掉。
2.3處理異常
處理異常就是根據(jù)異常類型，提供不同的catch語句進(jìn)行處理，Java異常處理機制會將異常類型傳遞給匹配的catch語句，然后catch語句就可以根據(jù)異常對象的信息，具體問題分析，進(jìn)行相應(yīng)的補救措施，使程序可以繼續(xù)運行下去。
Java異常處理機制采用以下三種方法來處理代碼中產(chǎn)生的異常實例：
（1）try...catch語句捕獲并處理異常，使用try…catch語句處理異常可以分為以下兩種方式：
1）多類異常，分類處理；2）多類異常，一并處理。
語法格式如下：
Try{
異常代碼 //根據(jù)異常類型，提供不同的catch語句分類進(jìn)行處理
}catch（Exception1 e）{
處理方法1
}catch（Exception2 e）{
處理方法2
}
1）語法核心：使用try語句標(biāo)記出可能異常的代碼塊，使用catch語句將這些異常按匹配規(guī)則進(jìn)行處理。
2）匹配規(guī)則：異常實例的類型是catch語句的異常類型或是其子類，若一個catch語句的類型是Throwable類型，則可以用它來處理try語句塊中拋出的所有異常。
（2）try…catch…finally語句塊處理異常，其中finally語句塊在正常情況下都會被執(zhí)行，唯一不被執(zhí)行的情況是方法執(zhí)行了System.exit（）方法。若一個異常沒有被處理掉，在拋出之前會先finally之后再被拋出，即使在catch語句中使用return來結(jié)束程序，finally執(zhí)行完后才返回return。Finally語句通常用來釋放程序所占用的資源，如數(shù)據(jù)庫查詢異常的時候，釋放JDBC連接等。
語法格式如下：
try{
異常代碼
}catch（Exception e）{
處理方法
}finally{
必須要執(zhí)行的代碼
}
（3）用throw語句處理異常，對于處理不了的異常或者要轉(zhuǎn)型的異常，在方法的聲明處通過throws關(guān)鍵字拋出異常或在代碼中用throw關(guān)鍵字來拋出異常對象。
語法格式如下：
Public static void 方法名（參數(shù)）throws 異常對象
If 語句{
throw 異常對象；
}
3.Java異常處理機制在應(yīng)用程序中的具體應(yīng)用
本例設(shè)計一個應(yīng)用程序完成課程成績查詢與輸出工作，在一個數(shù)組中存儲一個學(xué)生的2門課成績，從鍵盤輸入要選擇查詢的課程代碼（1～2），輸出對應(yīng)的課程名稱和成績。為防止用戶輸入輸入數(shù)據(jù)時可能發(fā)生的異常情況，在程序設(shè)計時特設(shè)計了異常處理過程。
3.1應(yīng)用程序主要代碼
import java.util.InputMismatchException；
import java.util.Scanner；
public class four {
public static void main（String[] args）{
int[] classScore={82，87，92}；//聲明一個數(shù)組且初始化值
Scanner input=new Scanner（System.in）；//新建一個鍵盤輸入對象
System.out.println（\"請輸入要查詢的課程代碼：\"）；try{
int i=input.nextInt（）； //輸入一個整數(shù)
int result=score[i-1]；
System.out.println（\"課程名稱＼t成績\"）；
if（i==201）//課程代碼判斷
System.out.println（\"大學(xué)語文：＼t\"）；
else if（i==202）
System.out.println（\"Android應(yīng)用開發(fā)：＼t\"）；
System.out.println（result）；//輸出課程的成績
}catch（InputMismatchException e）{//異常捕獲及處理
System.out.println（\"輸入課程代碼不正確！\"）；
}catch（ArrayIndexOutOfBoundsException e）{
System.out.println（\"數(shù)組下標(biāo)越界！\"）；//異常捕獲及處理
}catch（Exception e）{
System.out.println（\"程序產(chǎn)生異常，原因為：\"+e）；
}finally{
System.out.println（\"程序結(jié)束！\"）；
}
}
}
3.2應(yīng)用程序異常處理分析
在這個應(yīng)用程序中，程序開發(fā)人員設(shè)計了三個catch語句來對可能的異常進(jìn)行處理，增強程序的健壯性。異常處理如下：
（1）能夠自動判斷輸入數(shù)據(jù)是不是合法的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，如果不是，第一個catch語句將捕獲“InputMismatchException”異常，中止程序運行，給出提示信息：“輸入不正確，請檢查！”。
（2）能夠自動判斷輸入的數(shù)據(jù)是否超出了范圍，超出了范圍會導(dǎo)致此程序中數(shù)組下標(biāo)越界，第二個catch語句將捕獲到“ArrayIndexOut
OfBoundsException”異常，中止程序運行，并給出提示信息：“數(shù)組下標(biāo)越界！”。
（3）其他異常檢測，本例中通過“Exception”語句，來捕獲上面兩種之外情況外的其他異常，如果發(fā)生了其他的異常，并給出提示信息：“程序產(chǎn)生異常，原因為：+e”。
4.小結(jié)
異常處理機制是Java語言的重要機制，正確、合理地使用異常處理可以增強程序的可靠性和健壯性。本文從“什么是異常”入手，分析了Java異常引起的原因，對異常處理機制的三個重要環(huán)節(jié)進(jìn)行了較深入的探討，最后以一個簡單的應(yīng)用程序為例，分析了Java語言的異常處理過程，使我們清楚到看到Java語言強大的異常處理機制。
異常處理機制是一種安全高效的編程策略，是開發(fā)應(yīng)用程序必不可少的部分，但在應(yīng)用程序開發(fā)初期往往容易被忽略。 因此，做為一個合格的Java程序員來說，應(yīng)該充分掌握J(rèn)ava語言的異常處理機制，在程序開發(fā)過程中盡可能的控制異常的發(fā)生，盡可能控制拋出大量的異常。
【參考文獻(xiàn)】
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