Java中異常機(jī)制的深入研究

2019-11-18 14:29:15

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供稿：網(wǎng)友

　　由于本文旨在探討java"異常機(jī)制"的深層原理，因此關(guān)于"異常"的使用方法都不做具體說明。首先看一段非常熟悉的用于打開一個(gè)文件的C程序段：

FILE *fp;
fp=fopen(filename,"rw");
if(fp==NULL){
PRintf("cannot open file/n");
exit(0);
}

在這段程序中，if條件語句中的一段用來處理沒有找到指定文件，或者其它原因無法正確打開指定文件。可是假如碰到一個(gè)責(zé)任心不強(qiáng)的程序員，他可能認(rèn)為出現(xiàn)找不到文件的可能性很小，或者由于思路集中在程序功能的實(shí)現(xiàn)上而忘記了處理這種情況。這時(shí)程序同樣可以正確編譯，而且一般情況下也不會出現(xiàn)問題。但此時(shí)這段程序可以肯定說是不夠健壯的，而且一旦這段程序發(fā)生了錯誤也會讓程序員很難發(fā)現(xiàn)錯誤出在哪里。在C語言以及其它大多數(shù)高級語言中都可以舉出很多這種例子。

也就是一個(gè)函數(shù)在使用的時(shí)候，可能會出現(xiàn)并沒有達(dá)到這個(gè)函數(shù)的使用目的的情況，哪怕在這段程序的特定使用環(huán)境下發(fā)生這種異常情況的可能性只有萬分之一。常用處理的方法就是，程序員在需要使用某個(gè)函數(shù)時(shí)必須充分了解可能會有什么原因?qū)е略摵瘮?shù)不能正確執(zhí)行，然后加入相應(yīng)的條件判定語句來進(jìn)行處理。后面將有一個(gè)例子說明這個(gè)問題。

而Java的"異常機(jī)制"就是在處理上述問題中給了程序員非常簡單而靈活的方式。一般來說，其它高級語言主要是讓函數(shù)使用者來關(guān)注該函數(shù)可能會出現(xiàn)的異常情況，而java則是把這件事情交給方法(和函數(shù)對應(yīng)的概念，在Java中稱方法)的設(shè)計(jì)者來做。這對于方法的使用者來說帶來的方便是不會因?yàn)樨?zé)任心不強(qiáng)，或者辦事丟三那四，會忘了在使用方法時(shí)處理可能發(fā)生的異常情況。而麻煩就是，在使用一個(gè)可能會發(fā)生異常的方法時(shí)，絕對不能視而不見，而必須做出相應(yīng)的處理。也就是說象上述C程序段中，假如忘了if程序塊，這個(gè)程序甚至還能蒙過一個(gè)外行上司，但當(dāng)使用Java來完成這個(gè)功能時(shí)，只要用到的方法使用了"異常"機(jī)制，假如不對可能產(chǎn)生"異常"的方法進(jìn)行相應(yīng)處理，java編譯器是不會讓其通過的。

一、"異常類"的組織形式

Java系統(tǒng)類中的方法產(chǎn)生的異常都被組織成"異常類"（還有Error類，不在本文討論范圍），此方法和它相關(guān)的"異常類"通過throws要害字關(guān)聯(lián)在一起，并且這些類都必須是Exception類的子類。任何一個(gè)自己開發(fā)的類的方法中假如可能會產(chǎn)生某種異常，也可以將這種異常組織成一個(gè)"異常類"，但這個(gè)"異常類"同樣必須是Exception的子類，或?qū)O子類等等。

例1：

/*isLegal于檢查數(shù)據(jù)是否合法，當(dāng)>0時(shí)視為合法，返回合法值，
*否則視為不合法，拋出"異常"。*/
int isLegal(int dt) throws LowZeroException//這種定義本文中均稱為方法與"異常"通
{　　　　　　　　　　　　　　　　　 //過throws建立了關(guān)聯(lián)
if(dt>=0){
return data;
}
else
throw new LowZeroException();
}
/*自已寫的異常類，繼續(xù)自Exception*/
class LowZeroException extends Exception
{
public LowZeroException(){
super();
}
}

仔細(xì)觀察方法isLegal()，它體現(xiàn)出的最值得注重的特色是，它有兩種方式的函數(shù)出口，一種是通過return語句，返回的是方法本身定義的類型的實(shí)例，另一種是通過throw，返回的是"異常類"的對象實(shí)例，Java中稱之為拋出"異常"。對比一下C中如何處理同樣的問題的：

int isLegal(int dt) {
if(dt>=0){
return data;
}
else
return -1;//通過一個(gè)特定值來表明出錯
}

由于C只能通過return返回函數(shù)值，所以在處理異常情況時(shí)則可能通過以上方式來處理。當(dāng)然這就要求isLegal()函數(shù)的使用者必須知道函數(shù)中使用返回值-1來表明出現(xiàn)不合法數(shù)據(jù)的情況。

對比這兩種處理方法，可以知道java的"異常機(jī)制"把處理異常事件的職能和方法本身的職能通過兩個(gè)不同出口分離開來。

所有這些"異常類"獨(dú)立于它具體服務(wù)的方法被統(tǒng)一組織成一個(gè)類樹。"異常機(jī)制"就好比高校的后勤社會化一樣，通過后勤社會化將學(xué)校的教學(xué)職能和學(xué)校的后勤保障分離開來，并且后勤集團(tuán)的組織形式也是獨(dú)立于學(xué)校主體的。事實(shí)證實(shí)，這種組織方式不僅提高了服務(wù)效率，也提高了服務(wù)質(zhì)量。整個(gè)Java體系中的"異常類"組織形式如圖1所示：

在例1中的isLegal()方法假如在調(diào)用過程中沒有能正常返回整形數(shù)，而是在"異常"產(chǎn)生點(diǎn)產(chǎn)生了"異常"對象，那么這個(gè)"異常"對象由誰來接收，并處理它呢？以下就來解答這個(gè)問題。

二、"異常"的處理過程

Java中由try…catch語法來處理"異常"，將關(guān)聯(lián)有"異常類"的方法包含在try{}程序塊中，catch(){}要害字可以使用形參，用于和方法產(chǎn)生的"異常"對象結(jié)合。當(dāng)調(diào)用某個(gè)方法時(shí)，引起異常事件發(fā)生的條件成立，便會拋出"異常"，原來的程序流程將會在此方法處中斷，然后try模塊后緊跟的catch中的"形參"和此異常對象完成了結(jié)合，繼而進(jìn)入了catch模塊中運(yùn)行。具體過程舉例說明：

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