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Java 异常处理

原文： https://www.programiz.com/java-programming/exception-handling

在本教程中，您将借助示例学习使用 Java 处理异常。 为了处理异常，我们将使用try...catch...finally 块。

在上一教程中，我们了解了异常。 异常是程序执行期间发生的意外事件。

捕捉和处理异常

在 Java 中，我们使用异常处理器组件try，catch和finally块来处理异常。

为了捕获和处理异常，我们将try...catch...finally块放置在可能生成异常的代码周围。finally块是可选的。

try...catch...finally的语法为：

try {
  // code
} catch (ExceptionType e) { 
  // catch block
} finally {
  // finally block
}

Java try...catch块

可能产生异常的代码位于try块中。

每个try块后应紧跟catch或finally块。 发生异常时，它会被紧随其后的catch块捕获。

catch块不能单独使用，并且必须始终在try块之前。

示例 1：try...catch块

class Main {
  public static void main(String[] args) {

    try {
      int divideByZero = 5 / 0;
      System.out.println("Rest of code in try block");
    } catch (ArithmeticException e) {
      System.out.println("ArithmeticException => " + e.getMessage());
    }

  }
}

输出

ArithmeticException => / by zero

在这个例子中

  • 我们在try块中将数字除以 0。 这产生了ArithmeticException。
  • 发生异常时，程序将跳过try块中的其余代码。
  • 在这里，我们创建了一个catch块来处理ArithmeticException。 因此，将执行catch块中的语句。

如果try块中的所有语句均未生成异常，则将跳过catch块。

多个catch块

对于每个try块，可以有零个或多个catch块。

每个catch块的参数类型指示可以处理的异常类型。 多个catch块使我们能够以不同方式处理每个异常。

示例 2：多个catch块

class ListOfNumbers {
  public int[] arrayOfNumbers = new int[10];

  public void writeList() {

    try {
      arrayOfNumbers[10] = 11;
    } catch (NumberFormatException e1) {
      System.out.println("NumberFormatException => " + e1.getMessage());
    } catch (IndexOutOfBoundsException e2) {
      System.out.println("IndexOutOfBoundsException => " + e2.getMessage());
    }

  }
}

class Main {
  public static void main(String[] args) {
    ListOfNumbers list = new ListOfNumbers();
    list.writeList();
  }
}

输出：

IndexOutOfBoundsException => Index 10 out of bounds for length 10

在此示例中，我们声明了大小为 10 的整数arrayOfNumbers数组。

我们知道数组索引始终从 0 开始。因此，当我们尝试为索引 10 分配值时，会出现IndexOutOfBoundsException，因为arrayOfNumbers的数组范围是 0 到 9。

当try块中发生异常时，

  • 异常被引发到第一个catch块。 第一个catch块不处理IndexOutOfBoundsException，因此将其传递到下一个catch块。
  • 上面示例中的第二个catch块是适当的异常处理器，因为它处理IndexOutOfBoundsException。 因此，它被执行。

Java finally块

对于每个try块，只能有一个finally块。

finally块是可选的。 但是，如果已定义，它将始终执行（即使不会发生异常）。

如果发生异常，则在try...catch块之后执行该异常。 如果没有异常发生，则在try块之后执行。

finally块的基本语法为：

try {
  //code
} catch (ExceptionType1 e1) { 
  // catch block
} catch (ExceptionType1 e2) {
 // catch block
} finally {
  // finally block always executes
}

示例 3：finally块

class Main {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      int divideByZero = 5 / 0;
    } catch (ArithmeticException e) {
      System.out.println("ArithmeticException => " + e.getMessage());
    } finally {
      System.out.println("Finally block is always executed");
    }
  }
}

输出：

ArithmeticException => / by zero
Finally block is always executed

在此示例中，我们将数字除以 0。这将引发ArithmeticException，该ArithmeticException被catch块捕获。finally块始终执行。

拥有finally块被认为是一个好习惯。 这是因为它包含重要的清除代码，例如：

  • return，continue或break语句可能意外跳过的代码
  • 关闭文件或连接

我们已经提到，最后总是执行，通常就是这种情况。 但是，在某些情况下，finally块不执行：

  • 使用System.exit()方法
  • finally块中发生异常
  • 线程的死亡

示例 4：try-catch-finally

让我们举一个例子，我们尝试使用FileWriter创建一个新文件，然后使用PrintWriter向其中写入数据。

import java.io.*;

class ListOfNumbers {
  private int[] list = new int[10];

  public ListOfNumbers() {
    // storing integer values in the list array
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      list[i] = i;
    } 	
  }

}

  public void writeList() {
    PrintWriter out = null;

    try {
      System.out.println("Entering try statement");

      // creating a new file OutputFile.txt
      out = new PrintWriter(new FileWriter("OutputFile.txt"));

      // writing values from list array to the new created file
      for (int i = 0; i < 10; i++) {
        out.println("Value at: " + i + " = " + list[i]);
      }
    } catch (IndexOutOfBoundsException e1) {
      System.out.println("IndexOutOfBoundsException => " + e1.getMessage());
    } catch (IOException e2) {
      System.out.println("IOException => " + e2.getMessage());
    } finally {
      // checking if PrintWriter has been opened
      if (out != null) {
        System.out.println("Closing PrintWriter");
        out.close();
      } else {
        System.out.println("PrintWriter not open");
      }
    }

  }
}

class Main {
  public static void main(String[] args) {
    ListOfNumbers list = new ListOfNumbers();
    list.writeList();
  }
}

运行此程序时，可能会发生两种情况：

  1. try块中发生异常
  2. try块正常执行

创建新的FileWriter时可能会发生异常。 如果指定的文件无法创建或写入，则抛出IOException。

当发生异常时，我们将获得以下输出。

Entering try statement
IOException => OutputFile.txt
PrintWriter not open

当没有异常发生并且try块正常执行时，我们将获得以下输出。

Entering try statement
Closing PrintWriter

创建了OutputFile.txt，它将具有以下内容：

Value at: 0 = 0
Value at: 1 = 1
Value at: 2 = 2
Value at: 3 = 3
Value at: 4 = 4
Value at: 5 = 5
Value at: 6 = 6
Value at: 7 = 7
Value at: 8 = 8
Value at: 9 = 9

try...catch...finally的详细原理

让我们尝试在上述示例的帮助下详细了解异常处理的流程。

Working of try...catch...finally in Java

上图描述了在创建新的FileWriter时发生异常时的程序执行流程。

  • 为了进入发生异常的方法，main方法调用writeList()方法，然后调用FileWriter()方法来创建新的OutputFile.txt文件。
  • 发生异常时，运行系统将跳过try块中的其余代码。
  • 它开始以相反的顺序搜索调用栈，以找到合适的异常处理器。
  • 这里FileWriter没有异常处理器，因此运行时系统检查调用栈中的下一个方法，即writeList。
  • writeList方法有两个异常处理器：一个处理IndexOutOfBoundsException，另一个处理IOException。
  • 然后，系统依次处理这些处理器。
  • 此示例中的第一个处理器处理IndexOutOfBoundsException。 这与try块引发的IOException不匹配。
  • 因此，检查下一个处理器是IOException处理器。 这与引发的异常类型匹配，因此将执行catch块中的代码。
  • 执行异常处理器后，将执行finally块。
  • 在这种情况下，由于FileWriter中发生异常，因此中的PrintWriter对象从未被打开，因此不需要关闭。`

现在，让我们假设在运行该程序时未发生异常，并且try块正常执行。 在这种情况下，将创建并写入一个OutputFile.txt。

众所周知，无论异常处理如何，都会执行finally块。 由于没有异常发生，因此PrintWriter是打开的，需要关闭。 这是通过finally块中的out.close()语句完成的。

捕获多个异常

从 Java SE 7 和更高版本开始，我们现在可以使用一个catch块捕获不止一种类型的异常。

这样可以减少代码重复并提高代码的简单性和效率。

catch块可以处理的每种异常类型都使用竖线|分隔。

其语法为：

try {
  // code
} catch (ExceptionType1 | Exceptiontype2 ex) { 
  // catch block
}

要了解更多信息，请访问 Java 捕获多个异常。

try-with-resources语句

try-with-resources语句是一种try语句，具有一个或多个资源声明。

它的语法是：

try (resource declaration) {
  // use of the resource
} catch (ExceptionType e1) {
  // catch block
}

资源是在程序结束时要关闭的对象。 必须在try语句中声明和初始化它。

让我们举个例子。

try (PrintWriter out = new PrintWriter(new FileWriter("OutputFile.txt")) {
  // use of the resource
}

try-with-resources语句也称为自动资源管理。 该语句在语句末尾自动关闭所有资源。

要了解更多信息，请访问 Java try-with-resources语句。