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Java try catch finally(捕获和处理异常)

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Java 异常处理机制通过五个关键字来实现,分别是 try、catch、throw、throws 和 finally:

  • try 用来捕获异常;
  • catch 用来匹配异常类型;
  • finally 用来“善后”,它就像 default 语句,在任何情况下都会执行;
  • throw 用来抛出异常;
  • throws 用来声明可能会出现的异常。

本节我们我们只讲解 try catch finally 三个关键字,让读者掌握异常处理技能;我们将在《Java声明和抛出异常》一节中继续讲解 throw 和 throws 关键字,让读者再掌握异常抛出技能。

Java try catch 语句

Java try catch 语句的一般格式如下:

try {
    // 可能发生异常的语句
} catch(ExceptionType e) {
    // 处理异常语句
}

在以上语法中,把可能引发异常的语句封装在 try 语句块中,用以捕获可能发生的异常。catch 后面的( )中放的是匹配的异常类,用来指明 catch 语句可以处理的异常类型,也即发生异常时产生异常类的实例化对象。

如果 try 语句块中发生异常,那么一个相应的异常对象就会被拋出,然后 catch 语句就会依据所拋出异常对象的类型进行捕获,并处理。处理之后,程序会跳过 try 语句块中剩余的语句,转到 catch 语句块后面的第一条语句开始执行。

如果 try 语句块中没有异常发生,那么 try 块正常结束,后面的 catch 语句块被跳过,程序将从 catch 语句块后的第一条语句开始执行。

两点注意:

  • try 和 catch 后面的花括号{ }不可以省略,即使 try 块里只有一行代码,也不可省略这个花括号。
  • try 块中声明的变量只是代码块内的局部变量,它只在 try 块内有效,其它地方不能访问该变量。

在 catch 语句块中,我们可以使用以下 3 个方法输出相应的异常信息:

  • printStackTrace() 方法:指出异常的类型、性质、栈层次及出现在程序中的位置(关于 printStackTrace 方法的使用可参考《Java的异常跟踪栈》一节)。
  • getMessage() 方法:输出错误的性质。
  • toString() 方法:给出异常的类型与性质。

【示例1】编写一个录入学生姓名、年龄和性别的程序,要求能捕捉年龄不为数字时的异常。在这里使用 try catch 语句来实现,具体代码如下:

import java.util.Scanner;
public class Demo{
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("----学生信息录入(www.cdsy.xyz)----");
        String name = ""; // 获取学生姓名
        int age = 0; // 获取学生年龄
        String sex = ""; // 获取学生性别
        try {
            System.out.println("请输入学生姓名:");
            name = scanner.next();
            System.out.println("请输入学生年龄:");
            age = scanner.nextInt();
            System.out.println("请输入学生性别:");
            sex = scanner.next();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("输入有误!");
        }
        System.out.println("姓名:" + name);
        System.out.println("年龄:" + age);
    }
}

上述代码在 main() 方法中使用 try catch 语句来捕获异常,将可能发生异常的age = scanner.nextlnt();代码放在了 try 块中,在 catch 语句中指定捕获的异常类型为 Exception,并调用异常对象的 printStackTrace() 方法输出异常信息。

运行结果如下所示:

----学生信息录入(www.cdsy.xyz)----
请输入学生姓名:
魏雪原
请输入学生年龄:
110a
java.util.InputMismatchException
输入有误!
    at java.base/java.util.Scanner.throwFor(Scanner.java:939)
    at java.base/java.util.Scanner.next(Scanner.java:1594)
    at java.base/java.util.Scanner.nextInt(Scanner.java:2258)
    at java.base/java.util.Scanner.nextInt(Scanner.java:2212)
    at Demo.main(Demo.java:14)
姓名:魏雪原
年龄:0

多重 catch 语句

如果 try 代码块中有很多语句会发生异常,而且发生的异常种类又很多。那么可以在 try 后面跟有多个 catch 代码块。多 catch 代码块语法如下:

try {
    // 可能会发生异常的语句
} catch(ExceptionType e) {
    // 处理异常语句
} catch(ExceptionType e) {
    // 处理异常语句
} catch(ExceptionType e) {
    // 处理异常语句
...
}

在多个 catch 代码块的情况下,当一个 catch 代码块捕获到一个异常时,其它的 catch 代码块就不再进行匹配。

注意:当捕获的多个异常类之间存在父子关系时,捕获异常时一般先捕获子类,再捕获父类。所以子类异常必须在父类异常的前面,否则子类捕获不到。

【示例2】多重 catch 的使用:

import java.io.*;
import java.text.*;
import java.util.Date;
public class Demo{
    public static void main(String[] args) {
        Date date = readDate();
        System.out.println("读取的日期 = " + date);
    }
    public static Date readDate() {
        FileInputStream readfile = null;
        InputStreamReader ir = null;
        BufferedReader in = null;
        try {
            readfile = new FileInputStream("www.cdsy.xyz.txt");
            ir = new InputStreamReader(readfile);
            in = new BufferedReader(ir);
            // 读取文件中的一行数据
            String str = in.readLine();
            if (str == null) {
                return null;
            }
            DateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
            Date date = df.parse(str);
            return date;
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("处理FileNotFoundException...");
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("处理IOException...");
            e.printStackTrace();
        } catch (ParseException e) {
            System.out.println("处理ParseException...");
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

上述代码通过 Java I/O(输入输出)流技术从文件 readme.txt 中读取字符串,然后解析成为日期。由于 Java I/O 技术还没有介绍,大家先不要关注 I/O 技术细节,只看调用它们时方法会发生的异常就可以了。

在 try 代码块中第 16 行代码调用 FileInputStream 构造方法可能会发生 FileNotFoundException 异常。第 20 行代码调用 BufferedReader 输入流的 readLine() 方法可能会发生 IOException 异常。FileNotFoundException 异常是 IOException 异常的子类,应该先捕获 FileNotFoundException 异常,见代码第 27 行;后捕获 IOException 异常,见代码第 30 行。

如果将 FileNotFoundException 和 IOException 捕获顺序调换,那么捕获 FileNotFoundException 异常代码块将永远不会进入,FileNotFoundException 异常处理永远不会执行。 上述代码第 33 行 ParseException 异常与 IOException 和 FileNotFoundException 异常没有父子关系,所以捕获 ParseException 异常位置可以随意放置。

Java try catch finally 语句

在实际开发中,根据 try catch 语句的执行过程,try 语句块和 catch 语句块有可能不被完全执行,而有些处理代码则要求必须执行。例如,程序在 try 块里打开了一些物理资源(如数据库连接、网络连接和磁盘文件等),这些物理资源都必须显式回收。

Java的垃圾回收机制不会回收任何物理资源,垃圾回收机制只回收堆内存中对象所占用的内存。

所以为了确保一定能回收 try 块中打开的物理资源,异常处理机制提供了 finally 代码块,并且 Java 7 之后提供了自动资源管理(Automatic Resource Management)技术。

finally 语句可以与上面介绍的 try catch 语句块匹配使用,语法格式如下:

try {
    // 可能会发生异常的语句
} catch(ExceptionType e) {
    // 处理异常语句
} finally {
    // 清理代码块
}

对于以上格式,无论是否发生异常(除特殊情况外),finally 语句块中的代码都会被执行。此外,finally 语句也可以和 try 语句匹配使用,其语法格式如下:

try {
    // 逻辑代码块
} finally {
    // 清理代码块
}

使用 try-catch-finally 语句时需注意以下几点:

  1. 异常处理语法结构中只有 try 块是必需的,也就是说,如果没有 try 块,则不能有后面的 catch 块和 finally 块;
  2. catch 块和 finally 块都是可选的,但 catch 块和 finally 块至少出现其中之一,也可以同时出现;
  3. 可以有多个 catch 块,捕获父类异常的 catch 块必须位于捕获子类异常的后面;
  4. 不能只有 try 块,既没有 catch 块,也没有 finally 块;
  5. 多个 catch 块必须位于 try 块之后,finally 块必须位于所有的 catch 块之后。
  6. finally 与 try 语句块匹配的语法格式,此种情况会导致异常丢失,所以不常见。

一般情况下,无论是否有异常拋出,都会执行 finally 语句块中的语句,执行流程如图 1 所示。


图 1  try catch finally 语句执行流程图

try catch finally 语句块的执行情况可以细分为以下 3 种情况:

  1. 如果 try 代码块中没有拋出异常,则执行完 try 代码块之后直接执行 finally 代码块,然后执行 try catch finally 语句块之后的语句。
  2. 如果 try 代码块中拋出异常,并被 catch 子句捕捉,那么在拋出异常的地方终止 try 代码块的执行,转而执行相匹配的 catch 代码块,之后执行 finally 代码块。如果 finally 代码块中没有拋出异常,则继续执行 try catch finally 语句块之后的语句;如果 finally 代码块中拋出异常,则把该异常传递给该方法的调用者。
  3. 如果 try 代码块中拋出的异常没有被任何 catch 子句捕捉到,那么将直接执行 finally 代码块中的语句,并把该异常传递给该方法的调用者。

除非在 try 块、catch 块中调用了退出虚拟机的方法System.exit(int status),否则不管在 try 块或者 catch 块中执行怎样的代码,出现怎样的情况,异常处理的 finally 块总会执行。

【示例3】当 Windows 系统启动之后,即使不作任何操作,在关机时都会显示“谢谢使用”。下面编写 Java 程序使用 try catch finally 语句这个过程,具体代码如下:

import java.util.Scanner;
public class Demo{
    public static void main(String[] args) {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        System.out.println("Windows 系统已启动!");
        String[] pros = { "记事本", "计算器", "浏览器" };
        try {
            // 循环输出pros数组中的元素
            for (int i = 0; i < pros.length; i++) {
                System.out.println(i + 1 + ":" + pros[i]);
            }
            System.out.println("是否运行程序:");
            String answer = input.next();
            if (answer.equals("y")) {
                System.out.println("请输入程序编号:");
                int no = input.nextInt();
                System.out.println("正在运行程序[" + pros[no - 1] + "]");
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println("www.cdsy.xyz 谢谢您的使用!");
        }
    }
}

上述代码在 main() 方法中使用 try catch finally 语句模拟了系统的使用过程。当系统启动之后显示提示语,无论是否运行了程序,或者在运行程序时出现了意外,程序都将执行 finally 块中的语句,即显示“谢谢使用!”。输出时的结果如下所示。

Windows 系统已启动!
1:记事本
2:计算器
3:浏览器
是否运行程序:
y
请输入程序编号:
2
正在运行程序[计算器]
www.cdsy.xyz 谢谢您的使用!
Windows 系统已启动!
1:记事本
2:计算器
3:浏览器
是否运行程序:
y
请输入程序编号:
5
www.cdsy.xyz 谢谢您的使用!
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 4
    at text.text.main(text.java:23)
Windows 系统已启动!
1:记事本
2:计算器
3:浏览器
是否运行程序:
asdfasd
www.cdsy.xyz 谢谢您的使用!
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