Java中異常機制的深入研究

由于本文旨在探討Java"異常機制"的深層原理，因此關于"異常"的使用方法都不做詳細說明。首先看一段非常熟悉的用于打開一個文件的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?？墒侨绻龅揭粋€責任心不強的程序員，他可能認為出現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現上而忘記了處理這種情況。這時程序同樣可以正確編譯，而且一般情況下也不會出現問題。但此時這段程序可以肯定說是不夠健壯的，而且一旦這段程序發生了錯誤也會讓程序員很難發現錯誤出在哪里。在C語言以及其它大多數高級語言中都可以舉出很多這種例子。 


也就是一個函數在使用的時候，可能會出現并沒有達到這個函數的使用目的的情況，哪怕在這段程序的特定使用環境下發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函數時必須充分了解可能會有什么原因導致該函數不能正確執行，然后加入相應的條件判斷語句來進行處理。后面將有一個例子說明這個問題。 


而Java的"異常機制"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使用者來關注該函數可能會出現的異常情況，而java則是把這件事情交給方法(和函數對應的概念，在Java中稱方法)的設計者來做。這對于方法的使用者來說帶來的方便是不會因為責任心不強，或者辦事丟三那四，會忘了在使用方法時處理可能發生的異常情況。而麻煩就是，在使用一個可能會發生異常的方法時，絕對不能視而不見，而必須做出相應的處理。也就是說象上述C程序段中，如果忘了if程序塊，這個程序甚至還能蒙過一個外行上司，但當使用Java來完成這個功能時，只要用到的方法使用了"異常"機制，如果不對可能產生"異常"的方法進行相應處理，java編譯器是不會讓其通過的。 


一、"異常類"的組織形式 


Java系統類中的方法產生的異常都被組織成"異常類"（還有Error類，不在本文討論范圍），此方法和它相關的"異常類"通過throws關鍵字關聯在一起，并且這些類都必須是Exception類的子類。任何一個自己開發的類的方法中如果可能會產生某種異常，也可以將這種異常組織成一個"異常類"，但這個"異常類"同樣必須是Exception的子類，或孫子類等等。 


例1： 



/*isLegal于檢查數據是否合法，當>0時視為合法，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建立了關聯 

if(dt>=0){ 

return data; 

} 

else 

throw new LowZeroException(); 

} 

/*自已寫的異常類，繼承自Exception*/ 

class LowZeroException extends Exception 

{ 

public LowZeroException(){ 

super(); 

} 

} 



仔細觀察方法isLegal()，它體現出的最值得注意的特色是，它有兩種方式的函數出口，一種是通過return語句，返回的是方法本身定義的類型的實例，另一種是通過throw，返回的是"異常類"的對象實例，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;//通過一個特定值來表明出錯 

} 



由于C只能通過return返回函數值，所以在處理異常情況時則可能通過以上方式來處理。當然這就要求isLegal()函數的使用者必須知道函數中使用返回值-1來表明出現不合法數據的情況。 


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


所有這些"異常類"獨立于它具體服務的方法被統一組織成一個類樹。"異常機制"就好比高校的后勤社會化一樣，通過后勤社會化將學校的教學職能和學校的后勤保障分離開來，并且后勤集團的組織形式也是獨立于學校主體的。事實證明，這種組織方式不僅提高了服務效率，也提高了服務質量。整個Java體系中的"異常類"組織形式如圖1所示： 




在例1中的isLegal()方法如果在調用過程中沒有能正常返回整形數，而是在"異常"產生點產生了"異常"對象，那么這個"異常"對象由誰來接收，并處理它呢？以下就來解答這個問題。 

原文轉自：http://www.anti-gravitydesign.com