1 引子
try…catch…finally恐怕是大家再熟悉不過(guò)的語(yǔ)句了，而且感覺(jué)用起來(lái)也是很簡(jiǎn)單，邏輯上似乎也是很容易理解。不過(guò)，我親自體驗的“教訓”告訴我，這個(gè)東西可不是想象中的那么簡(jiǎn)單、聽(tīng)話(huà)。不信？那你看看下面的代碼，“猜猜”它執行后的結果會(huì )是什么？不要往后看答案、也不許執行代碼看真正答案哦。如果你的答案是正確，那么這篇文章你就不用浪費時(shí)間看啦。
package myExample.testException;
public class TestException {
public TestException() {
}
boolean testEx() throws Exception{
boolean ret = true;
try{
ret = testEx1();
}catch (Exception e){
System.out.println("testEx, catch exception");
ret = false;
throw e;
}finally{
System.out.println("testEx, finally; return value="+ret);
return ret;
}
}
boolean testEx1() throws Exception{
boolean ret = true;
try{
ret = testEx2();
if (!ret){
return false;
}
System.out.println("testEx1, at the end of try");
return ret;
}catch (Exception e){
System.out.println("testEx1, catch exception");
ret = false;
throw e;
}
finally{
System.out.println("testEx1, finally; return value="+ret);
return ret;
}
}
boolean testEx2() throws Exception{
boolean ret = true;
try{
int b=12;
int c;
for (int i=2;i>=-2;i--){
c=b/i;
System.out.println("i="+i);
}
return true;
}catch (Exception e){
System.out.println("testEx2, catch exception");
ret = false;
throw e;
}
finally{
System.out.println("testEx2, finally; return value="+ret);
return ret;
}
}
public static void main(String[] args) {
TestException testException1 = new TestException();
try{
testException1.testEx();
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
你的答案是什么？是下面的答案嗎？
i=2
i=1
testEx2, catch exception
testEx2, finally; return value=false
testEx1, catch exception
testEx1, finally; return value=false
testEx, catch exception
testEx, finally; return value=false
如果你的答案真的如上面所說(shuō)，那么你錯啦。^_^，那就建議你仔細看一看這篇文章或者拿上面的代碼按各種不同的情況修改、執行、測試，你會(huì )發(fā)現有很多事情不是原來(lái)想象中的那么簡(jiǎn)單的。
現在公布正確答案：
i=2
i=1
testEx2, catch exception
testEx2, finally; return value=false
testEx1, finally; return value=false
testEx, finally; return value=false
2 基礎知識
2.1 相關(guān)概念
例外是在程序運行過(guò)程中發(fā)生的異常事件，比如除0溢出、數組越界、文件找不到等，這些事件的發(fā)生將阻止程序的正常運行。為了加強程序的魯棒性，程序設計時(shí)，必須考慮到可能發(fā)生的異常事件并做出相應的處理。C語(yǔ)言中，通過(guò)使用if語(yǔ)句來(lái)判斷是否出現了例外，同時(shí)，調用函數通過(guò)被調用函數的返回值感知在被調用函數中產(chǎn)生的例外事件并進(jìn)行處理。全程變量ErroNo常常用來(lái)反映一個(gè)異常事件的類(lèi)型。但是，這種錯誤處理機制會(huì )導致不少問(wèn)題。
Java通過(guò)面向對象的方法來(lái)處理例外。在一個(gè)方法的運行過(guò)程中，如果發(fā)生了例外，則這個(gè)方法生成代表該例外的一個(gè)對象，并把它交給運行時(shí)系統，運行時(shí)系統尋找相應的代碼來(lái)處理這一例外。我們把生成例外對象并把它提交給運行時(shí)系統的過(guò)程稱(chēng)為拋棄(throw)一個(gè)例外。運行時(shí)系統在方法的調用棧中查找，從生成例外的方法開(kāi)始進(jìn)行回朔，直到找到包含相應例外處理的方法為止，這一個(gè)過(guò)程稱(chēng)為捕獲(catch)一個(gè)例外。
2.2 Throwable類(lèi)及其子類(lèi)
用面向對象的方法處理例外，就必須建立類(lèi)的層次。類(lèi) Throwable位于這一類(lèi)層次的最頂層，只有它的后代才可以做為一個(gè)例外被拋棄。圖1表示了例外處理的類(lèi)層次。
從圖中可以看出，類(lèi)Throwable有兩個(gè)直接子類(lèi)：Error和Exception。Error類(lèi)對象（如動(dòng)態(tài)連接錯誤等），由Java虛擬機生成并拋棄（通常，Java程序不對這類(lèi)例外進(jìn)行處理）；Exception類(lèi)對象是Java程序處理或拋棄的對象。它有各種不同的子類(lèi)分別對應于不同類(lèi)型的例外。其中類(lèi)RuntimeException代表運行時(shí)由Java虛擬機生成的例外，如算術(shù)運算例外ArithmeticException(由除0錯等導致)、數組越界例外ArrayIndexOutOfBoundsException等；其它則為非運行時(shí)例外，如輸入輸出例外IOException等。Java編譯器要求Java程序必須捕獲或聲明所有的非運行時(shí)例外，但對運行時(shí)例外可以不做處理。
圖1 例外處理的類(lèi)層次
2.3 異常處理關(guān)鍵字
Java的異常處理是通過(guò)5個(gè)關(guān)鍵字來(lái)實(shí)現的：try，catch，throw，throws，finally。JB的在線(xiàn)幫助中對這幾個(gè)關(guān)鍵字是這樣解釋的：
Throws: Lists the exceptions a method could throw.
Throw: Transfers control of the method to the exception handler.
Try： Opening exception-handling statement.
Catch： Captures the exception.
Finally： Runs its code before terminating the program.
2.3.1 try語(yǔ)句
try語(yǔ)句用大括號{}指定了一段代碼，該段代碼可能會(huì )拋棄一個(gè)或多個(gè)例外。
2.3.2 catch語(yǔ)句
catch語(yǔ)句的參數類(lèi)似于方法的聲明，包括一個(gè)例外類(lèi)型和一個(gè)例外對象。例外類(lèi)型必須為T(mén)hrowable類(lèi)的子類(lèi)，它指明了catch語(yǔ)句所處理的例外類(lèi)型，例外對象則由運行時(shí)系統在try所指定的代碼塊中生成并被捕獲，大括號中包含對象的處理，其中可以調用對象的方法。
catch語(yǔ)句可以有多個(gè)，分別處理不同類(lèi)的例外。Java運行時(shí)系統從上到下分別對每個(gè)catch語(yǔ)句處理的例外類(lèi)型進(jìn)行檢測，直到找到類(lèi)型相匹配的catch語(yǔ)句為止。這里，類(lèi)型匹配指catch所處理的例外類(lèi)型與生成的例外對象的類(lèi)型完全一致或者是它的父類(lèi)，因此，catch語(yǔ)句的排列順序應該是從特殊到一般。
也可以用一個(gè)catch語(yǔ)句處理多個(gè)例外類(lèi)型，這時(shí)它的例外類(lèi)型參數應該是這多個(gè)例外類(lèi)型的父類(lèi)，程序設計中要根據具體的情況來(lái)選擇catch語(yǔ)句的例外處理類(lèi)型?！?br>
2.3.3 finally語(yǔ)句
try所限定的代碼中，當拋棄一個(gè)例外時(shí)，其后的代碼不會(huì )被執行。通過(guò)finally語(yǔ)句可以指定一塊代碼。無(wú)論try所指定的程序塊中拋棄或不拋棄例外，也無(wú)論catch語(yǔ)句的例外類(lèi)型是否與所拋棄的例外的類(lèi)型一致，finally所指定的代碼都要被執行，它提供了統一的出口。通常在finally語(yǔ)句中可以進(jìn)行資源的清除工作。如關(guān)閉打開(kāi)的文件等。
2.3.4 throws語(yǔ)句
throws總是出現在一個(gè)函數頭中，用來(lái)標明該成員函數可能拋出的各種異常。對大多數Exception子類(lèi)來(lái)說(shuō)，Java 編譯器會(huì )強迫你聲明在一個(gè)成員函數中拋出的異常的類(lèi)型。如果異常的類(lèi)型是Error或 RuntimeException， 或它們的子類(lèi)，這個(gè)規則不起作用， 因為這在程序的正常部分中是不期待出現的。 如果你想明確地拋出一個(gè)RuntimeException，你必須用throws語(yǔ)句來(lái)聲明它的類(lèi)型。
2.3.5 throw語(yǔ)句
throw總是出現在函數體中，用來(lái)拋出一個(gè)異常。程序會(huì )在throw語(yǔ)句后立即終止，它后面的語(yǔ)句執行不到，然后在包含它的所有try塊中（可能在上層調用函數中）從里向外尋找含有與其匹配的catch子句的try塊。
3 關(guān)鍵字及其中語(yǔ)句流程詳解
3.1 try的嵌套
你可以在一個(gè)成員函數調用的外面寫(xiě)一個(gè)try語(yǔ)句，在這個(gè)成員函數內部，寫(xiě)另一個(gè)try語(yǔ)句保護其他代碼。每當遇到一個(gè)try語(yǔ)句，異常的框架就放到堆棧上面，直到所有的try語(yǔ)句都完成。如果下一級的try語(yǔ)句沒(méi)有對某種異常進(jìn)行處理，堆棧就會(huì )展開(kāi)，直到遇到有處理這種異常的try語(yǔ)句。下面是一個(gè)try語(yǔ)句嵌套的例子。
class MultiNest {
static void procedure() {
try {
int a = 0;
int b = 42/a;
} catch(java.lang.ArithmeticException e) {
System.out.println("in procedure, catch ArithmeticException: " + e);
}
}
public static void main(String args[]) {
try {
procedure();
} catch(java.lang. Exception e) {
System.out.println("in main, catch Exception: " + e);
}
}
}
這個(gè)例子執行的結果為：
in procedure, catch ArithmeticException: java.lang.ArithmeticException: / by zero
成員函數procedure里有自己的try/catch控制，所以main不用去處理 ArrayIndexOutOfBoundsException；當然如果如同最開(kāi)始我們做測試的例子一樣，在procedure中catch到異常時(shí)使用throw e;語(yǔ)句將異常拋出，那么main當然還是能夠捕捉并處理這個(gè)procedure拋出來(lái)的異常。例如在procedure函數的catch中的System.out語(yǔ)句后面增加throw e;語(yǔ)句之后，執行結果就變?yōu)椋?br>
in procedure, catch ArithmeticException: java.lang.ArithmeticException: / by zero
in main, catch Exception: java.lang.ArithmeticException: / by zero
3.2 try-catch程序塊的執行流程以及執行結果
相對于try-catch-finally程序塊而言，try-catch的執行流程以及執行結果還是比較簡(jiǎn)單的。
首先執行的是try語(yǔ)句塊中的語(yǔ)句，這時(shí)可能會(huì )有以下三種情況：
1． 如果try塊中所有語(yǔ)句正常執行完畢，那么就不會(huì )有其他的“動(dòng)做”被執行，整個(gè)try-catch程序塊正常完成。
2． 如果try語(yǔ)句塊在執行過(guò)程中碰到異常V，這時(shí)又分為兩種情況進(jìn)行處理：
² 如果異常V能夠被與try相應的catch塊catch到，那么第一個(gè)catch到這個(gè)異常的catch塊（也是離try最近的一個(gè)與異常V匹配的catch塊）將被執行；如果catch塊執行正常，那么try-catch程序塊的結果就是“正常完成”；如果該catch塊由于原因R突然中止，那么try-catch程序塊的結果就是“由于原因R突然中止（completes abruptly）”。
² 如果異常V沒(méi)有catch塊與之匹配，那么這個(gè)try-catch程序塊的結果就是“由于拋出異常V而突然中止（completes abruptly）”。
3． 如果try由于其他原因R突然中止（completes abruptly），那么這個(gè)try-catch程序塊的結果就是“由于原因R突然中止（completes abruptly）”。
3.3 try-catch-finally程序塊的執行流程以及執行結果
try-catch-finally程序塊的執行流程以及執行結果比較復雜。
首先執行的是try語(yǔ)句塊中的語(yǔ)句，這時(shí)可能會(huì )有以下三種情況：
1． 如果try塊中所有語(yǔ)句正常執行完畢，那么finally塊的居于就會(huì )被執行，這時(shí)分為以下兩種情況：
² 如果finally塊執行順利，那么整個(gè)try-catch-finally程序塊正常完成。
² 如果finally塊由于原因R突然中止，那么try-catch-finally程序塊的結局是“由于原因R突然中止（completes abruptly）”
2． 如果try語(yǔ)句塊在執行過(guò)程中碰到異常V，這時(shí)又分為兩種情況進(jìn)行處理：
² 如果異常V能夠被與try相應的catch塊catch到，那么第一個(gè)catch到這個(gè)異常的catch塊（也是離try最近的一個(gè)與異常V匹配的catch塊）將被執行；這時(shí)就會(huì )有兩種執行結果：
² 如果catch塊執行正常，那么finally塊將會(huì )被執行，這時(shí)分為兩種情況：
² 如果finally塊執行順利，那么整個(gè)try-catch-finally程序塊正常完成。
² 如果finally塊由于原因R突然中止，那么try-catch-finally程序塊的結局是“由于原因R突然中止（completes abruptly）”
² 如果catch塊由于原因R突然中止，那么finally模塊將被執行，分為兩種情況：
² 如果如果finally塊執行順利，那么整個(gè)try-catch-finally程序塊的結局是“由于原因R突然中止（completes abruptly）”。
² 如果finally塊由于原因S突然中止，那么整個(gè)try-catch-finally程序塊的結局是“由于原因S突然中止（completes abruptly）”，原因R將被拋棄。
（注意，這里就正好和我們的例子相符合，雖然我們在testEx2中使用throw e拋出了異常，但是由于testEx2中有finally塊，而finally塊的執行結果是complete abruptly的（別小看這個(gè)用得最多的return，它也是一種導致complete abruptly的原因之一啊——后文中有關(guān)于導致complete abruptly的原因分析），所以整個(gè)try-catch-finally程序塊的結果是“complete abruptly”，所以在testEx1中調用testEx2時(shí)是捕捉不到testEx1中拋出的那個(gè)異常的，而只能將finally中的return結果獲取到。
如果在你的代碼中期望通過(guò)捕捉被調用的下級函數的異常來(lái)給定返回值，那么一定要注意你所調用的下級函數中的finally語(yǔ)句，它有可能會(huì )使你throw出來(lái)的異常并不能真正被上級調用函數可見(jiàn)的。當然這種情況是可以避免的，以testEx2為例：如果你一定要使用finally而且又要將catch中throw的e在testEx1中被捕獲到，那么你去掉testEx2中的finally中的return就可以了。
這個(gè)事情已經(jīng)在OMC2.0的MIB中出現過(guò)啦：服務(wù)器的異常不能完全被反饋到客戶(hù)端。）
² 如果異常V沒(méi)有catch塊與之匹配，那么finally模塊將被執行，分為兩種情況：
² 如果finally塊執行順利，那么整個(gè)try-catch-finally程序塊的結局就是“由于拋出異常V而突然中止（completes abruptly）”。
² 如果finally塊由于原因S突然中止，那么整個(gè)try-catch-finally程序塊的結局是“由于原因S突然中止（completes abruptly）”，異常V將被拋棄。
3． 如果try由于其他原因R突然中止（completes abruptly），那么finally塊被執行，分為兩種情況：
² 如果finally塊執行順利，那么整個(gè)try-catch-finally程序塊的結局是“由于原因R突然中止（completes abruptly）”。
² 如果finally塊由于原因S突然中止，那么整個(gè)try-catch-finally程序塊的結局是“由于原因S突然中止（completes abruptly）”，原因R將被拋棄。
3.4 try-catch-finally程序塊中的return
從上面的try-catch-finally程序塊的執行流程以及執行結果一節中可以看出無(wú)論try或catch中發(fā)生了什么情況，finally都是會(huì )被執行的，那么寫(xiě)在try或者catch中的return語(yǔ)句也就不會(huì )真正的從該函數中跳出了，它的作用在這種情況下就變成了將控制權（語(yǔ)句流程）轉到finally塊中；這種情況下一定要注意返回值的處理。
例如，在try或者catch中return false了，而在finally中又return true，那么這種情況下不要期待你的try或者catch中的return false的返回值false被上級調用函數獲取到，上級調用函數能夠獲取到的只是finally中的返回值，因為try或者catch中的return語(yǔ)句只是轉移控制權的作用。
3.5 如何拋出異常
如果你知道你寫(xiě)的某個(gè)函數有可能拋出異常，而你又不想在這個(gè)函數中對異常進(jìn)行處理，只是想把它拋出去讓調用這個(gè)函數的上級調用函數進(jìn)行處理，那么有兩種方式可供選擇：
第一種方式：直接在函數頭中throws SomeException，函數體中不需要try/catch。比如將最開(kāi)始的例子中的testEx2改為下面的方式，那么testEx1就能捕捉到testEx2拋出的異常了。
boolean testEx2() throws Exception{
boolean ret = true;
int b=12;
int c;
for (int i=2;i>=-2;i--){
c=b/i;
System.out.println("i="+i);
}
return true;
}
第二種方式：使用try/catch，在catch中進(jìn)行一定的處理之后（如果有必要的話(huà)）拋出某種異常。例如上面的testEx2改為下面的方式，testEx1也能捕獲到它拋出的異常：
boolean testEx2() throws Exception{
boolean ret = true;
try{
int b=12;
int c;
for (int i=2;i>=-2;i--){
c=b/i;
System.out.println("i="+i);
}
return true;
}catch (Exception e){
System.out.println("testEx2, catch exception");
Throw e;
}
}
第三種方法：使用try/catch/finally，在catch中進(jìn)行一定的處理之后（如果有必要的話(huà)）拋出某種異常。例如上面的testEx2改為下面的方式，testEx1也能捕獲到它拋出的異常：
boolean testEx2() throws Exception{
boolean ret = true;
try{
int b=12;
int c;
for (int i=2;i>=-2;i--){
c=b/i;
System.out.println("i="+i);
throw new Exception("aaa");
}
return true;
}catch (java.lang.ArithmeticException e){
System.out.println("testEx2, catch exception");
ret = false;
throw new Exception("aaa");
}finally{
System.out.println("testEx2, finally; return value="+ret);
}
}
4 關(guān)于abrupt completion
前面提到了complete abruptly（暫且理解為“突然中止”或者“異常結束”吧），它主要包含了兩種大的情形：abrupt completion of expressions and statements，下面就分兩種情況進(jìn)行解釋。
4.1 Normal and Abrupt Completion of Evaluation
每一個(gè)表達式（expression）都有一種使得其包含的計算得以一步步進(jìn)行的正常模式，如果每一步計算都被執行且沒(méi)有異常拋出，那么就稱(chēng)這個(gè)表達式“正常結束（complete normally）”；如果這個(gè)表達式的計算拋出了異常，就稱(chēng)為“異常結束（complete abruptly）”。異常結束通常有一個(gè)相關(guān)聯(lián)的原因（associated reason），通常也就是拋出一個(gè)異常V。
與表達式、操作符相關(guān)的運行期異常有：
² A class instance creation expression, array creation expression , or string concatenation operatior expression throws an OutOfMemoryError if there is insufficient memory available.
² An array creation expression throws a NegativeArraySizeException if the value of any dimension expression is less than zero.
² A field access throws a NullPointerException if the value of the object reference expression is null.
² A method invocation expression that invokes an instance method throws a NullPointerException if the target reference is null.
² An array access throws a NullPointerException if the value of the array reference expression is null.
² An array access throws an ArrayIndexOutOfBoundsException if the value of the array index expression is negative or greater than or equal to the length of the array.
² A cast throws a ClassCastException if a cast is found to be impermissible at run time.
² An integer division or integer remainder operator throws an ArithmeticException if the value of the right-hand operand expression is zero.
² An assignment to an array component of reference type throws an ArrayStoreException when the value to be assigned is not compatible with the component type of the array.
4.2 Normal and Abrupt Completion of Statements
正常情況我們就不多說(shuō)了，在這里主要是列出了abrupt completion的幾種情況：
² break, continue, and return 語(yǔ)句將導致控制權的轉換，從而使得statements不能正常地、完整地執行。
² 某些表達式的計算也可能從java虛擬機拋出異常，這些表達式在上一小節中已經(jīng)總結過(guò)了；一個(gè)顯式的的throw語(yǔ)句也將導致異常的拋出。拋出異常也是導致控制權的轉換的原因（或者說(shuō)是阻止statement正常結束的原因）。
如果上述事件發(fā)生了，那么這些statement就有可能使得其正常情況下應該都執行的語(yǔ)句不能完全被執行到，那么這些statement也就是被稱(chēng)為是complete abruptly.
導致abrupt completion的幾種原因：
² A break with no label
² A break with a given label
² A continue with no label
² A continue with a given label
² A return with no value
² A return with a given value A
² throw with a given value, including exceptions thrown by the Java virtual machine
5 關(guān)于我們的編程的一點(diǎn)建議
弄清楚try-catch-finally的執行情況后我們才能正確使用它。
如果我們使用的是try-catch-finally語(yǔ)句塊，而我們又需要保證有異常時(shí)能夠拋出異常，那么在finally語(yǔ)句中就不要使用return語(yǔ)句了（finally語(yǔ)句塊的最重要的作用應該是釋放申請的資源），因為finally中的return語(yǔ)句會(huì )導致我們的throw e被拋棄，在這個(gè)try-catch-finally的外面將只能看到finally中的返回值（除非在finally中拋出異常）。（我們需要記?。翰粌Hthrow語(yǔ)句是abrupt completion 的原因，return、break、continue等這些看起來(lái)很正常的語(yǔ)句也是導致abrupt completion的原因。） 本欄文章均來(lái)自于互聯(lián)網(wǎng)，版權歸原作者和各發(fā)布網(wǎng)站所有，本站收集這些文章僅供學(xué)習參考之用。任何人都不能將這些文章用于商業(yè)或者其他目的。( ProgramFan.Com )
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