十二、通过异常处理错误 

Java的基本理念是“结构不佳的代码不能运行”。

Java中的异常处理的目的在于通过使用少于目前数量的代码来简化大型、可靠的程序的生成，并且通过这种方式可以使你更加自信：你的程序中没有未处理的错误。

1.概念

　　C以及其他早期语言常常具有多种错误处理模式，这些模式往往建立在约定俗成的基础上，而并不属于语言的一部分。通常会返回某个特殊值或者设置某个标志，并且假定接收者将对这个返回值或标志进行检查，以判定是否发生了错误。然而，对于构造大型、健壮、可维护的程序而言，这种错误处理模式已经成为了主要障碍。

　　解决的办法是，用强制规定的形式来消除错误处理过程中随心所欲的因素。这种做法由来已久，对异常处理的实现可以追溯到20世纪60年代的操作系统，甚至于BASIC语言中的on error goto语句。而C++的异常处理机制基于Ada，Java中的异常处理则建立在C++的基础之上。

　　使用异常所带来的一个相当明显的好处是，它往往能够降低错误处理代码的复杂度。如果不使用异常，那么就必须检查特定的错误，并在程序中的许多地方去处理它。而如果使用异常，那就不必在方法调用处进行检查，因为异常机制将保证能够捕获这个错误。并且，只需在一个地方处理错误，即所谓的异常处理程序中。这种方式不仅节省代码，而且把“描述在正常执行过程中做什么事”的代码和“出了问题怎么办”的代码相分离。

2.基本异常

　　异常情形是指阻止当前方法或作用域继续执行的问题。把异常情形与普通问题相区分很重要，所谓的普通问题是指，在当前环境下能得到足够的信息，总能处理这个错误。而对于异常情形，就不能继续下去了，因为在当前环境下无法获得必要的信息来解决问题。你所能做的就是从当前问题跳出，并且把问题提交给上一级环境。这就是抛出异常时所发生的事情。

　　当抛出异常后，有几件事会随之发生。首先，同Java中其他对象的创建一样，将使用new在堆上创建异常对象。然后，当前的执行路径将终止，并且从当前环境中弹出对异常对象的引用。此时，异常处理机制接管程序，并开始寻找一个恰当的地方来继续执行程序。这个恰当的地方就是异常处理程序，它的任务是将程序从错误状态中恢复，以使程序能要么换一种方式运行，要么继续运行下去。

　　①异常参数

　　所有标准异常类都有两个构造器：一个是默认构造器；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。

　　通常，异常对象中仅有的信息就是异常类型，除此之外不包含任何有意义的内容。

3.捕获异常

　　要明白异常是如何被捕获的，必须首先理解监控区域的概念。它是一段可能产生异常的代码，并且后面跟着处理这些异常的代码。

　　①try块

　　如果在方法内部抛出了异常，这个方法将在抛出异常的过程中结束。要是不希望方法就此结束，可以在方法内设置一个特殊的块来捕获异常。因为在这个块里“尝试”各种方法调用，所以称为try块。

try {

     //Here's the code

}

　　②异常处理程序 

　　异常处理程序紧跟在try块后面，以关键字catch表示。

4.创建自定义异常

　　要自己定义异常类，必须从已有的异常类继承，最好是选择意思相近的异常类。

　　对异常来说，最重要的部分就是类名。

5.异常说明 

　　异常说明属于方法声明的一部分，紧跟在形式参数列表之后。

6.捕获所有的异常 

　　可以只写一个异常处理程序来捕获所有类型的异常。通过捕获异常类型的基类Exception就可以做到这一点。

　　printStackTrace()方法所提供的信息可以通过getStackTrace()方法来直接访问，这个方法将返回一个由栈轨迹中的元素所构成的数组，其中每一个元素都表示栈中的一帧。元素0是栈顶元素，并且是调用序列中的最后一个方法调用。

　　异常链

　　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去，这被称为异常链。现在所有的Throwable的子类在构造器中都可以接受一个cause对象作为参数。这个cause就用来表示原始异常，这样通过把原始异常传递给新的异常，使得即使在当前位置创建并抛出了新的异常，也能通过这个异常链追踪到异常最初发生的位置。

　　只有三种基本的异常类提供了带cause参数的构造器，分别是Error、Exception和RuntimeException。如果要把其他类型的异常链接起来，应该使用initCause()方法而不是构造器。

7.Java标准异常 

　　Throwable这个类被用来表示任何可以作为异常被抛出的类。Throwable对象可分为两种类型：Error用来表示编译时和系统错误；Exception是可以被抛出的基本类型。Java程序员关心的基类型通常是Exception。

　　异常的基本概念是用名称代表发生的问题，并且异常的名称应该可以望文知意。

　　①特例：RuntimeException 

　　运行时异常会自动被Java虚拟机抛出，被称为“不受检查异常”。

　　如果RuntimeException没有被捕获而直达main()，那么在程序退出前将调用异常的printStackTrace()方法。

　　RuntimeException代表的是编程错误：

　　1）无法预料的错误。例如null引用

　　2）作为程序员，应该在代码中进行检查的错误。

8.使用finally进行清理 

　　无论try块中的异常是否被抛出，finally子句里的代码总能运行。

　　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。这种需要清理的资源包括：已经打开的文件或网络连接，在屏幕上画的图形，甚至可以是外部世界的某个开关。

　　当涉及break和continue语句的时候，finally子句也会得到执行。

　　当用某些特殊的方式使用finally子句，会出现异常丢失的情况。例如在finally子句中return。

9.异常的限制

　　当覆盖方法的时候，只能抛出在基类方法的异常说明里列出的那些异常。这意味着，当基类使用的代码应用到其派生类对象的时候，一样能够工作，异常也不例外。

　　异常限制对构造器不起作用。但派生类构造器的异常说明必须包含基类构造器的异常说明。派生类构造器不能捕获基类构造器抛出的异常。

　　不能基于异常说明来重载方法。一个出现在基类方法的异常说明中的异常，不一定会出现在派生类方法的异常说明中。

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子句。

11.异常匹配

　　抛出异常的时候，异常处理系统会按照代码的书写顺序找出“最近”的处理程序。找到匹配的处理程序之后，它就认为异常将得到处理，查找不再继续。

　　派生类的对象也可以匹配其基类的处理程序。

12.异常使用指南 

　　1）在恰当的级别处理问题。

　　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，以代替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，然后把相同或不同的异常抛到更高层。

　　6）终止程序。

　　7）进行简化。

　　8）让类库和程序更安全。

13.总结 　　以上简略了许多内容，许多更复杂一些的问题不是一言两语。

　　异常可以帮助我们制造出更多健壮的程序，是相当重要又不那么复杂的知识。应该熟练掌握