第七章：软件构造的健壮性

第二章：错误和异常的处理

问题一：Java中的错误和异常

java.lang.Throwable 包含：java.lang.Exception、java.lang.Error。

内部错误（Error）：程序员通常无能为力，一旦发生，想办法让程序优雅的结束

异常（Exception）：你自己程序导致的问题，可以捕获、可以处理

问题二：错误（Error）

    分类：

• User input errors 用户输入错误
  
• Device errors 设备错误
  
• Physical limitations 物理限制
  

    典型的错误:

问题三：异常的处理（既然Error我们无能为力，那就转向关注我们能处理的Exception）

    1.异常：程序执行中的非正常事件，程序无法再按预想的流程执行。

    2.异常处理：

• 将错误信息传递给上层调用者，并报告“案发现场”的信息。
• return之外的第二种退出途径
  
• 若找不到异常处理程序，整个系统完全退出
  

*例：对比使用异常处理和不使用异常处理

    ①不使用异常处理

    ②使用异常处理

    3.异常的分类

• 运行时异常（Exceptions that derive from RuntimeException）：由程序员处理不当造成
• 其他异常：由外部原因造成（是程序员无法完全控制的外在问题导致的）

问题四：Checked and unchecked exceptions（异常被谁check？——编译器、程序员）

    1.Checked exception：编译器可帮助检查你的程序是否已抛出或处理了可能的异常

    **例:

checked exception:

①

②

• throws：声明“可能会发生异常”
• throw：抛出异常
• try，catch，finally：捕获并处理异常

    2.Unchecked exception（Error + RuntimeException）：程序员对此不能做任何是事情，不得不重写你的代码。（不需要在编译的时候用try…catch等机制处理）

    常见的Unchecked exception：

• ArrayIndexOutOfBoundsException: thrown by JVM when yourcode uses an array index, which is outside the array's bounds.
  
• NullPointerException: thrown by the JVM when your codeattempts to use a null reference where an object reference isrequired.
  
• NumberFormatException: Thrown programmatically (e.g., byInteger.parseInt()) when an attempt is made to convert a stringto a numeric type, but the string does not have the appropriateformat.
  
• ClassCastException: thrown by JVMwhen an attempt is made to cast an object reference fails.
  
• IllegalArgumentException: thrown programmatically to indicatethat a method has been passed an illegal or inappropriate argument.You could re-use this exception for your own methods.
  
• IllegalStateException: thrown programmatically when a methodis invoked and the program is not in an appropriate state for thatmethod to perform its task. This typically happens when a method isinvoked out of sequence, or perhaps a method is only allowed to beinvoked once and an attempt is made to invoke it again.
  
• NoClassDefFoundError: thrown by the JVM or class loader whenthe definition of a class cannot be found.
  

    **例：

    unchecked exception：

    

    3.如何决定使用哪种异常处理？

    当要决定是采用checked exception还是Uncheckedexception的时候，问一个问题：“如果这种异常一旦抛出，client会做怎样的补救？”

选用Unchecked exception：客户端代码不能做任何事情

选用Checked exception：客户端代码将基于异常的信息采取一些有用的恢复措施。

• 如果客户端可以通过其他的方法恢复异常，那么采用checked exception；
  
• 如果客户端对出现的这种异常无能为力，那么采用unchecked exception；
  
• （异常出现的时候，要做一些试图恢复它的动作而不要仅仅的打印它的信息。）
• 尽量使用unchecked exception来处理编程错误：因为uncheckedexception不用使客户端代码显式的处理它们，它们自己会在出现的地方挂起程序并打印出异常信息。
  
• 如果client端对某种异常无能为力，可以把它转变为一个unchecked exception，程序被挂起并返回客户端异常信息
  
• 不要创建没有意义的异常，client应该从checked exception中获取更有价值的信息(案发现场具体是什么样子)，利用异常返回的信息来明确操作失败的原因。– 如果client仅仅想看到异常信息，可以简单抛出一个unchecked exception:throw new RuntimeException("Username already taken");
  
• 错误可预料，但无法预防，但可以有手段从中恢复，此时使用checkedexception；如果做不到这一点，则使用unchecked exception

    

总结：– Checked exception应该让客户端从中得到丰富的信息。

          – 要想让代码更加易读，倾向于用unchecked exception来处理程序中的错误。

问题五：通过throws声明Checked Exceptions

•     使用throws声明异常：此时需要告知你的client需要处理这些异常，如果client没有handler来处理被抛出的checked exception，程序就终止执行。
• 程序员必须在方法的spec中明确写清本方法会抛出的所有checked exception，以便于调用该方法的client加以处理
  
• 在使用throws时，方法要在定义和spec中明确声明所抛出的全部checked exception，没有抛出checked异常，编译出错，Unchecked异常和Error可以不用处理。

异常中的LSP原则：

• 如果子类型中override了父类型中的函数，那么子类型中方法抛出的异常不能比父类型抛出的异常类型更广泛
  
• 子类型方法可以抛出更具体的异常，也可以不抛出任何异常
  
• 如果父类型的方法未抛出异常，那么子类型的方法也不能抛出异常。
  
• 其他的参考第五章第二节的LSP

问题六：用throw抛出一个异常

例：你要抛出一个EOFException，你可以：

    

•     利用Exception的构造函数，将发生错误的现场信息充分的传递给client。

    步骤：

1. 找到一个能表达错误的Exception类/或者构造一个新的Exception类
   
2. 构造Exception类的实例，将错误信息写入
   
3. 抛出它

（一旦抛出异常，方法不会再将控制权返回给调用它的client，因此也无需考虑返回错误代码）

问题七：创建异常类（自定义异常）

    如果JDK提供的exception类无法充分描述你的程序发生的错误，可以创建自己的异常类。

    *例：自定义checked异常

*例：自定义Unchecked异常

①

②

*例：自定义异常可以包含更多的信息

问题八：捕获异常

    模式：

    

一般的原则：

• 尽量在自己这里处理，实在不行就往上传——要承担责任！;但有些时候自己不知道如何处理，那么提醒上家，由client自己处理(使用throws关键字）
• 如果父类型中的方法没有抛出异常，那么子类型中的方法必须捕获所有的checked exception
  
• 子类型方法中不能抛出比父类型方法更多的异常！

获取异常的细节:

    e.getMessage()：to get thedetailed error message (if there is one)

    e.getClass().getName()：to get the actual type of theexception object.

问题九：Rethrowing and ChainingExceptions

    含义：本来catch语句下面是用来做exception handling的，但也可以在catch里抛出异常

    目的：更改exception的类型，更方便client端获取错误信息并处理

    *例:

（但这么做最好也要保留跟原因）：

问题十：Finally语句

    场景：当异常抛出时，方法中正常执行的代码被终止；但如果异常发生前曾申请过某些资源，那么异常发生后这些资源要被恰当的清理，所以需要用finally语句。

    ***例：

    ①:

    ②：

    

    ③：

    

也可以没有catch，直接用finally