摘要：Java編程時(shí)會(huì)遇到各種各樣的異常情況，其成因可能是由不正確的用戶輸入、運(yùn)行時(shí)的錯(cuò)誤或其他未知的原因。如果沒(méi)有有效的異常處理機(jī)制，程序很可能會(huì)崩潰或停止工作，引發(fā)不必要的損失。因此，在Java編程中，異常處理是一項(xiàng)非常重要的技能和策略。文章旨在深入探討Java編程中的異常處理方法和技巧，幫助開(kāi)發(fā)人員在程序設(shè)計(jì)中更好地使用異常處理機(jī)制，提高程序的健壯性、可靠性和安全性。

關(guān)鍵詞：Java編程；異常處理；方法；技巧

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

異常是指程序運(yùn)行時(shí)發(fā)生的某些不可預(yù)測(cè)的錯(cuò)誤或異常情況，會(huì)導(dǎo)致程序中斷或失敗。異常處理的目標(biāo)是捕獲和處理程序中的異常，并使程序能夠繼續(xù)運(yùn)行或以適當(dāng)?shù)姆绞浇K止。在異常處理方面，Java提供了多種技術(shù)和方法，如try-catch塊、throws聲明、finally塊等。此外，Java也提供了一些內(nèi)置異常類(lèi)和自定義異常類(lèi)的機(jī)制，使開(kāi)發(fā)人員可以定義自己的異常類(lèi)型，并根據(jù)需要進(jìn)行拋出和捕獲。在設(shè)計(jì)程序時(shí)，合理地使用異常處理可以提高程序健壯性和安全性，并減少程序錯(cuò)誤和異常的影響。因此，異常處理技巧和方法的研究對(duì)Java程序開(kāi)發(fā)十分重要。

1 Java異常處理機(jī)制

Java異常處理機(jī)制是一套在程序運(yùn)行過(guò)程中處理異常的機(jī)制。當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)遇到異常，這個(gè)異常會(huì)被拋出（thrown），Java程序則會(huì)嘗試捕捉（catch）這個(gè)異常，讓程序得以正確執(zhí)行或正常終止。Java的異常處理機(jī)制包括以下幾個(gè)重要的部分。

1.1 異常類(lèi)

Java中的異常類(lèi)是指在程序運(yùn)行中出現(xiàn)的各種異常情況的抽象。Java中定義了一些標(biāo)準(zhǔn)異常類(lèi)，如NullPointerException等。程序員也可以自定義異常類(lèi)，以處理特定的異常情況［1］。

1.2 拋出異常

在Java編程中，可以使用throw語(yǔ)句拋出異常對(duì)象，讓程序在出現(xiàn)異常時(shí)立即停止并且拋出異常［2］。當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)出現(xiàn)異常，Java會(huì)創(chuàng)建一個(gè)異常對(duì)象并將其拋出到函數(shù)堆棧中。如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)漠惓Ｌ幚碚Z(yǔ)句，則會(huì)終止程序。

1.3 捕捉異常

異常處理機(jī)制將異常拋出后，通過(guò)try-catch語(yǔ)句塊來(lái)處理異常，可以捕獲并處理不同類(lèi)型的異常情況［3］。try資源或回收對(duì)象的代碼。示例如下：

public class ExceptionHandlingExample {

public static void main（String［］ args） {

int numerator = 10;

int denominator = 0;

try {

int result = numerator / denominator;

System.out.println（\"The result is \" + result）;

} catch （ArithmeticException e） {

System.out.println（\"Exception caught： \" + e.getMessage（））;

} finally {

System.out.println（\"This will always be executed.\"）;

}

System.out.println（\"Execution continues...\"）;

}

}

在這個(gè)例子中，首先，定義了一個(gè)除數(shù)為0的情況。其次，在try塊中嘗試執(zhí)行除法操作。由于除數(shù)為0，會(huì)引發(fā)一個(gè)ArithmeticException異常。為了避免程序崩潰，使用catch塊來(lái)處理該異常［4］。在catch塊中，打印出異常信息，隨后程序執(zhí)行流程跳轉(zhuǎn)到finally塊中。無(wú)論異常是否發(fā)生，finally塊中的代碼都會(huì)被執(zhí)行。最后，程序繼續(xù)執(zhí)行并打印出“Execution continues...”的信息。

當(dāng)運(yùn)行這個(gè)程序時(shí)，會(huì)得到下面的輸出：

Exception caught： / by zero

This will always be executed.

Execution continues...

可以發(fā)現(xiàn)，程序在捕獲異常后并沒(méi)有崩潰，而是順利地執(zhí)行了finally塊中的代碼和后續(xù)的代碼，并輸出了“Execution continues...”的信息。這個(gè)例子展示了，在Java中如何通過(guò)捕捉異常來(lái)處理程序中的異常情況，且在異常處理完成后依然繼續(xù)執(zhí)行程序［5］。

1.4 異常處理

異常處理機(jī)制對(duì)異常進(jìn)行處理的前提是找到和異常匹配的語(yǔ)句塊。若語(yǔ)句塊未被找到，需將運(yùn)行的程序終止，目的是方便缺省處理異常的順利工作。若異常無(wú)法處理，可將異常拋出，將其交給方法調(diào)用人員處理。這種異常處理機(jī)制可以允許異常對(duì)象通過(guò)方法調(diào)用的方式向上級(jí)傳遞信息，一直到異常被處理；同時(shí)，可以分離產(chǎn)生異常的代碼，并處理異常的代碼，實(shí)現(xiàn)對(duì)異常的集中處理。

2 異常處理原則

2.1 及時(shí)處理異常

在Java編程中，異常是一種不正常的程序狀態(tài)。當(dāng)程序發(fā)生異常時(shí)，如果不及時(shí)地解決它，可能會(huì)導(dǎo)致程序崩潰或結(jié)果錯(cuò)誤。因此，及時(shí)處理異常非常重要的。在程序中，可以使用try-catch-finally塊來(lái)處理異常或使用throws聲明來(lái)向上層拋出異常。

2.2 確保Java對(duì)象狀態(tài)不受異常影響

在Java中，每個(gè)對(duì)象都有一定的狀態(tài)。某些操作可能會(huì)更改對(duì)象的狀態(tài)，但如果操作失敗，則對(duì)象的狀態(tài)可能無(wú)法恢復(fù)。為了確保Java對(duì)象狀態(tài)的完整性和正確性，在捕捉異常時(shí)，需要確保Java對(duì)象狀態(tài)不受異常影響?？梢允褂胒inally塊來(lái)管理資源并執(zhí)行清理操作，以便程序可以正常地繼續(xù)運(yùn)行。

2.3 應(yīng)用finally語(yǔ)句塊釋放資源

在Java編程中，當(dāng)程序使用諸如文件流、數(shù)據(jù)庫(kù)連接等資源時(shí)，需要注意資源的釋放與管理。通常情況下，使用try-catch-finally塊來(lái)保證資源的釋放，finally塊中的代碼在執(zhí)行完try或catch塊后一定會(huì)被執(zhí)行，因此可以在finally塊中釋放資源［6］。這樣可以確保資源的釋放不受異常情況的影響，即使程序出現(xiàn)異常也可以保證資源的正確釋放。

2.4 try關(guān)鍵字語(yǔ)句塊不宜過(guò)大

在Java編程中，try關(guān)鍵字塊是用于捕獲和處理異常的代碼塊。通常情況下，try塊不應(yīng)該過(guò)大，因?yàn)檫^(guò)大的try塊可能導(dǎo)致代碼難以理解和維護(hù)。為了使代碼更加清晰和易于理解，應(yīng)該對(duì)try塊進(jìn)行細(xì)分和拆分，一遍處理出現(xiàn)異常情況的代碼塊，同時(shí)也方便后續(xù)代碼的迭代和維護(hù)。

3 Java編程中異常處理的方法及技巧

3.1 分析檢查型異常與非檢查型異常

Java中異常分為檢查性異常和非檢查性異常。

（1）檢查性異常。檢查性異常是指需要在編譯時(shí)處理的異常。這類(lèi)異常包括IOException、SQLException等。通常情況下，在編寫(xiě)Java程序時(shí)必須處理這類(lèi)異常，否則編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)。對(duì)于檢查性異常，可以使用try-catch塊來(lái)捕獲并處理異常或在代碼中使用throws語(yǔ)句來(lái)聲明該方法可能拋出的異常，將異常拋給調(diào)用方處理［7］。在捕獲檢查性異常時(shí)，應(yīng)使用最具體的異常類(lèi)型來(lái)捕獲異常。在處理異常時(shí)，需要做出恰當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤處理，包括提供錯(cuò)誤信息、記錄錯(cuò)誤信息等。

（2）非檢查性異常。該類(lèi)型異常指不需要在編譯時(shí)處理的異常，包括NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException等。這類(lèi)異常通常是由程序員的錯(cuò)誤引起，如對(duì)Null對(duì)象進(jìn)行調(diào)用等。在Java編程中，非檢查性異常不是必須處理的，但程序應(yīng)該盡量避免出現(xiàn)這類(lèi)異常，同時(shí)需要將異常信息記錄下來(lái)，便于開(kāi)發(fā)人員對(duì)程序進(jìn)行完善。在避免非檢查性異常方面，應(yīng)對(duì)程序中的變量和引用進(jìn)行充分的檢查和驗(yàn)證。在出現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)使用類(lèi)似Log4j的日志框架來(lái)記錄異常信息，以便于開(kāi)發(fā)人員定位和修復(fù)問(wèn)題。

第17期2023年9月無(wú)線互聯(lián)科技·軟件開(kāi)發(fā)No.17September，2023

第17期2023年9月無(wú)線互聯(lián)科技·軟件開(kāi)發(fā)No.17September，2023

3.2 靈活運(yùn)用finally

在Java編程中，finally塊是一種非常重要的異常處理方式。它可以確保在任何情況下都能夠執(zhí)行某些必要的清理操作。在異常處理中需靈活運(yùn)用finally語(yǔ)句。一是利用finally塊釋放文件流、數(shù)據(jù)庫(kù)連接等資源。在try-catch塊中使用finally塊可以保證即使程序出現(xiàn)異常時(shí)，資源也能夠得到釋放，避免了資源泄漏。二是利用finally塊關(guān)閉打開(kāi)的流。打開(kāi)的流會(huì)占用系統(tǒng)資源，影響系統(tǒng)性能。在finally塊中關(guān)閉打開(kāi)的流可以確保即使程序出現(xiàn)異常時(shí)，打開(kāi)的流也能獲得適當(dāng)?shù)仃P(guān)閉。三是利用finally塊清理對(duì)象。如清理緩存、清理臨時(shí)目錄等，保證對(duì)象狀態(tài)的正確性和完整性。四是利用finally塊記錄日志。程序會(huì)運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)異常的情況，此時(shí)記錄日志是一種非常好的方式。記錄日志可以幫助開(kāi)發(fā)人員更好地理解程序發(fā)生的異常情況，并且可以使調(diào)試更加簡(jiǎn)便。使用finally塊記錄日志可以確保在任何情況下都會(huì)記錄異常信息，保證程序的健壯性。

3.3 避免過(guò)度使用檢查型異常

Java編程異常處理中過(guò)度使用檢查型異常是一個(gè)非常常見(jiàn)的問(wèn)題，因?yàn)檫@會(huì)使代碼變得復(fù)雜，難以理解和維護(hù)。為了保證異常處理的有效性，需盡可能使用非檢查型異常。因?yàn)榉菣z查型異常不需要在編譯時(shí)處理，這樣可以減少異常處理的負(fù)擔(dān)。在程序中，應(yīng)盡可能使用非檢查型異常，并且在使用檢查型異常時(shí)，應(yīng)該使用最具體的異常類(lèi)型來(lái)捕獲異常。在設(shè)計(jì)API時(shí)，應(yīng)該盡可能避免過(guò)度使用檢查型異常。API應(yīng)該設(shè)計(jì)得簡(jiǎn)單、易于理解和使用，應(yīng)明確規(guī)定哪些異常是必須處理的，且提供針對(duì)每種異常的有效方案。在Java中，通常使用RuntimeException來(lái)代替檢查型異常來(lái)提高API的可用性和可靠性。

3.4 保證catch塊非空

保證catch塊非空是異常處理的重要技巧之一。首先，在Java編程異常處理中，僅需在必要情況下捕獲異常。不同的異常類(lèi)型具有不同的作用和功能。開(kāi)發(fā)人員不應(yīng)該在任何情況下把所有異常都捕獲，而應(yīng)該只在必要的情況下捕獲異常。同時(shí)，在捕獲異常時(shí)，應(yīng)該使用最具體的異常類(lèi)型來(lái)捕獲異常，而不是使用異?；?lèi)來(lái)捕獲所有類(lèi)型的異常。其次，處理異常時(shí)提供有意義的錯(cuò)誤消息。除了捕獲和處理異常外，還應(yīng)該為捕獲的異常提供有意義的錯(cuò)誤消息。這可以幫助其他開(kāi)發(fā)人員更好地理解和解決異常，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。再次，在異常處理代碼中添加注釋?zhuān)屍渌_(kāi)發(fā)人員更好地理解代碼執(zhí)行的流程和目的。注釋可以包括處理異常的方法和策略、異常觸發(fā)點(diǎn)以及異常的預(yù)期行為等信息。最后，正確處理異常，幫助開(kāi)發(fā)人員識(shí)別和解決問(wèn)題。在異常處理代碼中，可以使用finally塊來(lái)確保程序正常執(zhí)行，并清理資源和關(guān)閉文件等操作。在Java編程中，保證catch塊非空是異常處理的重點(diǎn)內(nèi)容，了解如何拋出和捕獲異常是關(guān)鍵，提供有意義的錯(cuò)誤消息、在異常處理代碼中添加注釋并正確處理異常都是好的實(shí)踐。這些方法和技巧可以幫助程序員編寫(xiě)可讀性、可維護(hù)性和高質(zhì)量的代碼。

4 結(jié)語(yǔ)

在Java編程中，異常處理是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)。適當(dāng)處理異?？梢蕴岣叱绦虻姆€(wěn)定性和健壯性，而無(wú)序或者處理不當(dāng)?shù)漠惓？赡軙?huì)導(dǎo)致程序崩潰或出現(xiàn)安全漏洞。本研究探討了Java編程中如何處理異常及其技巧和方法，包括如何靈活運(yùn)用finally塊、避免過(guò)度使用檢查型異常、完整拋出異常信息等方面。希望這些總結(jié)可以幫助讀者更好地處理Java編程中遇到的異常，提高代碼的可讀性、可維護(hù)性和安全性。

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Research on methods and techniques of exception handling in Java programming

XueWenqian

（Duolun Technology Co.， Ltd.， Nanjing 211112， China）

Abstract：Java programming can encounter various abnormal situations， which may be caused by incorrect user input， runtime errors， or other unknown reasons. If there is no effective exception handling mechanism， the program is likely to crash or stop working， causing unnecessary losses. Therefore， in Java programming， exception handling is a very important skill and strategy. This study aims to explore in depth the methods and techniques of exception handling in Java programming， helping developers better utilize exception handling mechanisms in program design， and improving the robustness， reliability， and security of programs.

Key words： Java programming; exception handling; method; skill