异常捕获与处理
本节介绍如何使用三个异常处理程序组件(try、catch 和 finally)来编写异常处理程序。 然后,介绍了 Java SE 7中引入的 try-with-resources 语句。 try-with-resources 语句特别适合于使用Closeable
的资源(例如流)的情况。
本节的最后一部分将通过一个示例来分析在各种情况下发生的情况。
以下示例定义并实现了一个名为ListOfNumbers的类。 构造时,ListOfNumbers 创建一个ArrayList,其中包含10个序列值为0到9的整数元素。ListOfNumbers类还定义了一个名为writeList的方法,该方法将数列表写入一个名为OutFile.txt
的文本文件中。 此示例使用在java.io
中定义的输出类,这些类包含在基本I/O中。
// Note: This class will not compile yet.
import java.io.*;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
public class ListOfNumbers {
private List<Integer> list;
private static final int SIZE = 10;
public ListOfNumbers () {
list = new ArrayList<Integer>(SIZE);
for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
list.add(new Integer(i));
}
}
public void writeList() {
// The FileWriter constructor throws IOException, which must be caught.
PrintWriter out = new PrintWriter(new FileWriter("OutFile.txt"));
for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
// The get(int) method throws IndexOutOfBoundsException, which must be caught.
out.println("Value at: " + i + " = " + list.get(i));
}
out.close();
}
}
构造函数 FileWriter 初始化文件上的输出流。如果文件无法打开,构造函数会抛出一个IOException异常。第二个对ArrayList类的get方法的调用,如果其参数的值太小(小于0)或太大(超过ArrayList当前包含的元素数量),它将抛出 IndexOutOfBoundsException。
如果尝试编译ListOfNumbers类,则编译器将打印有关FileWriter构造函数抛出的异常的错误消息。但是,它不显示有关get抛出的异常的错误消息。原因是构造函数IOException抛出的异常是一个检查异常,而get方法IndexOutOfBoundsException抛出的异常是未检查的异常。
现在,我们已经熟悉ListOfNumbers类,并且知道了其中那些地方可能抛出异常。下一步我们就可以编写异常处理程序来捕获和处理这些异常。
try块
构造异常处理程序的第一步是封装可能在try块中抛出异常的代码。 一般来说,try块看起来像下面这样:
try {
code
}
catch and finally blocks . . .
示例标记 code
中的段可以包含一个或多个可能抛出的异常。
每行可能抛出异常的代码都可以用单独的一个 try 块,或者多个异常放置在一个 try 块中。 以下示例由于非常简短,所有使用一个try块。
private List<Integer> list;
private static final int SIZE = 10;
public void writeList() {
PrintWriter out = null;
try {
System.out.println("Entered try statement");
out = new PrintWriter(new FileWriter("OutFile.txt"));
for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
out.println("Value at: " + i + " = " + list.get(i));
}
}
catch and finally blocks . . .
}
如果在try块中发生异常,那么该异常由与其相关联的异常处理程序将会进行处理。 要将异常处理程序与try块关联,必须在其后面放置一个catch块。
catch块
通过在try块之后直接提供一个或多个catch块,可以将异常处理程序与try块关联。 在try块的结尾和第一个catch块的开始之间没有代码。
try {
} catch (ExceptionType name) {
} catch (ExceptionType name) {
}
每个catch块是一个异常处理程序,处理由其参数指示的异常类型。 参数类型ExceptionType声明了处理程序可以处理的异常类型,并且必须是从Throwable类继承的类的名称。 处理程序可以使用名称引用异常。
catch块包含了在调用异常处理程序时执行的代码。 当处理程序是调用堆栈中第一个与ExceptionType匹配的异常抛出的类型时,运行时系统将调用异常处理程序。 如果抛出的对象可以合法地分配给异常处理程序的参数,则系统认为它是匹配。
以下是writeList方法的两个异常处理程序:
try {
} catch (IndexOutOfBoundsException e) {
System.err.println("IndexOutOfBoundsException: " + e.getMessage());
} catch (IOException e) {
System.err.println("Caught IOException: " + e.getMessage());
}
异常处理程序可以做的不仅仅是打印错误消息或停止程序。 它们可以执行错误恢复,提示用户做出决定,或者使用异常链将错误传播到更高级别的处理程序,如“异常链”部分所述。
在一个异常处理程序中处理多个类型的异常
在Java SE 7和更高版本中,单个catch块可以处理多种类型的异常。 此功能可以减少代码重复,并减少定义过于宽泛的异常。
在catch子句中,多个类型的异常使用竖线(|)分隔每个异常类型:
catch (IOException|SQLException ex) {
logger.log(ex);
throw ex;
}
注意:如果catch块处理多个异常类型,则catch参数将隐式为final。 在本示例中,catch参数ex是final,因此您不能在catch块中为其分配任何值。
finally 块
finally块总是在try块退出时执行。这确保即使发生意外异常也会执行finally块。但 finally 的用处不仅仅是异常处理 - 它允许程序员避免清理代码意外绕过 return、continue 或 break 。将清理代码放在finally块中总是一个好的做法,即使没有预期的异常。
注意:如果在执行try或catch代码时JVM退出,则finally块可能无法执行。同样,如果执行try或catch代码的线程被中断或杀死,则finally块可能不执行,即使应用程序作为一个整体继续。
writeList方法的try块打开一个PrintWriter。程序应该在退出writeList方法之前关闭该流。这提出了一个有点复杂的问题,因为writeList的try块可以以三种方式中的一种退出。
- new FileWriter语句失败并抛出IOException。
- list.get(i)语句失败,并抛出IndexOutOfBoundsException。
- 一切成功,try块正常退出。
运行时系统总是执行finally块内的语句,而不管try块内发生了什么。所以它是执行清理的完美场所。
下面的finally块为writeList方法清理,然后关闭PrintWriter。
finally {
if (out != null) {
System.out.println("Closing PrintWriter");
out.close();
} else {
System.out.println("PrintWriter not open");
}
}
重要:finally块是防止资源泄漏的关键工具。 当关闭文件或恢复资源时,将代码放在finally块中,以确保资源始终恢复。
考虑在这些情况下使用try-with-resources语句,当不再需要时自动释放系统资源。
源码
本章例子的源码,可以在 https://github.com/waylau/essential-java 中 com.waylau.essentialjava.exception
包下找到。
try-with-resources 语句
try-with-resources 是 JDK 7 中一个新的异常处理机制,它能够很容易地关闭在 try-catch 语句块中使用的资源。所谓的资源(resource)是指在程序完成后,必须关闭的对象。try-with-resources 语句确保了每个资源在语句结束时关闭。所有实现了 java.lang.AutoCloseable 接口(其中,它包括实现了 java.io.Closeable 的所有对象),可以使用作为资源。
例如,我们自定义一个资源类
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
try(Resource res = new Resource()) {
res.doSome();
} catch(Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
}
class Resource implements AutoCloseable {
void doSome() {
System.out.println("do something");
}
@Override
public void close() throws Exception {
System.out.println("resource is closed");
}
}
执行输出如下:
do something
resource is closed
可以看到,资源终止被自动关闭了。
再来看一个例子,是同时关闭多个资源的情况:
public class Main2 {
public static void main(String[] args) {
try(ResourceSome some = new ResourceSome();
ResourceOther other = new ResourceOther()) {
some.doSome();
other.doOther();
} catch(Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
}
class ResourceSome implements AutoCloseable {
void doSome() {
System.out.println("do something");
}
@Override
public void close() throws Exception {
System.out.println("some resource is closed");
}
}
class ResourceOther implements AutoCloseable {
void doOther() {
System.out.println("do other things");
}
@Override
public void close() throws Exception {
System.out.println("other resource is closed");
}
}
最终输出为:
do something
do other things
other resource is closed
some resource is closed
在 try 语句中越是最后使用的资源,越是最早被关闭。
try-with-resources 在 JDK 9 中的改进
作为 Milling Project Coin 的一部分, try-with-resources 声明在 JDK 9 已得到改进。如果你已经有一个资源是 final 或等效于 final 变量,您可以在 try-with-resources 语句中使用该变量,而无需在 try-with-resources 语句中声明一个新变量。
例如,给定资源的声明
// A final resource
final Resource resource1 = new Resource("resource1");
// An effectively final resource
Resource resource2 = new Resource("resource2");
老方法编写代码来管理这些资源是类似的:
// Original try-with-resources statement from JDK 7 or 8
try (Resource r1 = resource1;
Resource r2 = resource2) {
// Use of resource1 and resource 2 through r1 and r2.
}
而新方法可以是
// New and improved try-with-resources statement in JDK 9
try (resource1;
resource2) {
// Use of resource1 and resource 2.
}
看上去简洁很多吧。对 Java 未来的发展信心满满。
愿意尝试 JDK 9 这种新语言特性的可以下载使用 JDK 9 快照。Enjoy!
源码
本章例子的源码,可以在 https://github.com/waylau/essential-java 中 com.waylau.essentialjava.exception.trywithresources
包下找到。