Java 异常处理

在本教程中，您将借助示例学习如何用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，我们使用异常处理程序组件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代码块放置在可能产生异常的代码周围。finally块是可选的。

try...catch...finally的语法为：

try {
  // 代码
} catch (ExceptionType e) { 
  // 捕获块
} finally {
  //finally块
}

Java try ... catch块

可能会生成异常的代码放在try块中。

每个try块后面应紧跟着catch 或 finally块。发生异常时，它会被catch紧随其后的块捕获。

 catch块不能单独使用，必须紧随try块。

示例1：try ... catch块

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

    try {
      int divideByZero = 5 / 0;
      System.out.println("try块中的其余代码");
    } catch (ArithmeticException e) {
      System.out.println("ArithmeticException => " + e.getMessage());
    }

  }
}

输出结果

ArithmeticException => / by zero

在这个实例中

• 我们在try块中将数字除以0。这产生一个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catch执行块内的语句。

如果该try块中的所有语句均未生成异常，则跳过catch代码块。

多个捕获块

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：多个捕获块

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();
  }
}

输出结果

IndexOutOfBoundsException => Index 10 out of bounds for length 10

在此示例中，我们声明了一个大小为10 的整数数组arrayOfNumbers。

我们知道数组索引总是从0开始。因此，当我们尝试为索引10分配一个值时，就会发生IndexOutOfBoundsException，因为数组arrayOfNumbers的边界是0到9。

当try块中发生异常时，

• 异常被抛出给第一个catch块。第一个catch块不处理IndexOutOfBoundsException异常，因此它被传递给下一个catch块。

• 上面示例中的第二个catch块是适当的异常处理程序，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。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 块
} catch (ExceptionType1 e2) {
 // catch 块
} finally {
  //finally块一直执行
}

示例3：finally块示例

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块总是执行");
    }
  }
}

输出结果

ArithmeticException => / by zero
Finally块总是执行

在此示例中，我们将数字除以0。这引发了一个ArithmeticException被catch块捕获，finally块始终执行。

使用finally块被认为是一种很好的做法。这是因为它包含了重要的清理代码，例如

• 可能被return、continue或break语句意外跳过的代码

• 关闭文件或连接

我们已经提到，finally总是执行，通常是这样的。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

• 线程被终止

示例4：try, catch 和finally示例

让我们举一个实例，我们尝试使用FileWriter创建一个新文件，并使用PrintWriter写入数据。

import java.io.*;

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

  public ListOfNumbers() {
    //在列表数组中存储整数值
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      list[i] = i;
    } 	
  }

}

  public void writeList() {
    PrintWriter out = null;

    try {
      System.out.println("进入try语句");

      //创建一个新文件OutputFile.txt
      out = new PrintWriter(new FileWriter("OutputFile.txt"));

      //将值从列表数组写入新创建的文件
      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 {
      //检查PrintWriter是否被打开
      if (out != null) {
        System.out.println("关闭PrintWriter");
        out.close();
      } else {
        System.out.println("PrintWriter无法打开");
      }
    }

  }
}

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

当您运行此程序时，可能会发生两种可能性：

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。 如果无法创建或写入指定的文件，则抛出IOException。

当发生异常时，我们将获得以下输出。

进入try语句
IOException => OutputFile.txt
PrintWriter无法打开

当未发生异常且该try块正常执行时，我们将获得以下输出。

进入try语句
关闭PrintWriter

将创建一个OutputFile.txt，并包含以下内容

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 详细流程

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。

上图描述了在创建新FileWriter时发生异常时的程序执行流程。

• 为了找到发生异常的方法，主方法调用writeList()方法，该方法随后调用FileWriter()方法来创建一个新的OutputFile.txt文件。

• 发生异常时，运行时系统将跳过try块中的其余代码。

• 它开始以相反的顺序搜索调用堆栈，以找到合适的异常处理程序。

• 这里，FileWriter没有异常处理程序，因此运行时系统检查调用堆栈中的下一个方法，即writeList。

• writeList方法有两个异常处理程序：一个处理IndexOutOfBoundsException，另一个处理IOException。

• 然后，系统依次处理这些处理程序。

• 此示例中的第一个处理程序处理IndexOutOfBoundsException。 这与try块引发的IOException不匹配。

• 因此，检查下一个处理程序是哪个IOException处理程序。如与引发的异常类型匹配，因此将执行对应catch块中的代码。

• 执行异常处理程序后，将执行finally块。

• 在此场景中，由于FileWriter中发生了异常，所以PrintWriter对象out从未打开，因此不需要关闭。

现在，让我们假设在运行该程序时没有发生异常，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，finally块的执行与异常处理无关。由于没有异常发生，因此PrintWriter打开了并且需要关闭。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。

可以由catch块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。

其语法为：

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。

让我们举个实例。

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。