Java異常捕捉陷阱（記憶體洩漏，finally塊，catch塊，繼承得到的異常）

執筆記憶的空白發表於2016-03-28
Java記憶體繼承
 
1.    異常捕捉的陷阱
 異常處理機制是java語言的特色之一，尤其是java語言的Checked異常，更是體現了java語言的嚴謹性：沒有完善錯誤處理的程式碼根本不會被執行。對於Checked異常，java程式要麼宣告丟擲，要麼使用try……catch進行捕獲。
1.1  正確關閉資源的方式
 在實際開發中，經常需要在程式中開啟一些物理資源，如資料庫連線，網路連線，磁碟檔案等，開啟這些物理資源之後必須顯示關閉，否則將會導致資源洩漏。因為垃圾回收機制屬於java記憶體管理的一部分，它只是負責會受堆記憶體中分配出來的記憶體，至於程式中開啟的物理資源，垃圾回收機制是無能為力的。
 為了正常關閉程式中開啟的物理資源，應該使用finally塊來保證回收。比如下面三種關閉資源的方式，哪種更好些？
[java] view plain?
  1. public static void main(String args[]) throws Exception {  
  2.                    Student student_new = new Student("liyafang");  
  3.                    Student student_recover = null;  
  4.                    ObjectOutputStream oos = null;  
  5.                    ObjectInputStream ois = null;  
  6.                    try {  
  7.                             oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("liyafang.txt"));  
  8.                             ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("liyafang.txt"));  
  9.                             oos.writeObject(student_new);  
  10.                             oos.flush();  
  11.                             student_recover = (Student) ois.readObject();  
  12.                             System.out.println(student_recover.equals(student_new));  
  13.                             System.out.println(student_recover == student_new);  
  14.                    } finally {  
  15. //1.第一種關閉資源的方式（不夠安全）：程式剛開始指定oos = null；ois = null；完全有可能在程式執行過程中初始化oos之前就引發了異常，那麼oos，ois還沒有來得及初始化，因此oos，ois根本無需關閉。  
  16.                             oos.close();  
  17.                             ois.close();  
  18. //2.第二種關閉資源的方式（還是不夠安全）：假如程式開始已經正常初始化了oos，ois兩個IO流，在關閉oos是出現了異常，那麼程式將在關閉oos時非正常退出，這樣就導致ois得不到關閉，從而導致資源洩漏。為了保證關閉各資源時出現的異常不會相互影響，應該在關閉每個資源時分開使用try catch塊來保證關閉操作不會導致程式非正常退出。  
  19.                             if(oos != null){  
  20.                                      oos.close();  
  21.                             }  
  22.                             if(ois != null){  
  23.                                      ois.close();  
  24.                             }  
  25. //3.第三種關閉資源的方式（比較安全）：主要保證一下幾點：  
  26. //（1）使用finally塊來關閉物理資源，保證關閉操作始終會被執行；  
  27. //（2）關閉每個資源之前首先保證引用該資源的引用變數不為null；  
  28. //（3）為每個物理資源使用單獨的trycatch塊關閉資源，保證關閉資源時引發的異常不會影響其他資源的關閉。  
  29.                             if(oos != null){  
  30.                                      try{  
  31.                                                oos.close();  
  32.                                      }catch (Exception ex){  
  33.                                                ex.printStackTrace();  
  34.                                      }  
  35.                             }  
  36.                             if(ois != null){  
  37.                                      try{  
  38.                                                ois.close();  
  39.                                      }catch (Exception ex){  
  40.                                                ex.printStackTrace();  
  41.                                      }  
  42.                             }                 }  
  43.          }  


1.2  finally塊的陷阱
 當程式在finally之前使用System.exit(0),finally將不執行。呼叫System.exit(0)將使JVM退出，只要JVM不退出，finally就一定會得到執行。
 在java程式執行try塊、catch塊時遇到了return語句，return語句會導致該方法立即結束。系統執行完return語句之後，並不會立即結束該方法，而是去尋找該異常處理流程中是否包含Finally塊，如果沒有Finally塊，方法終止，返回相應的返回值。如果有Finally塊，系統立即開始執行Finally塊，只有當Finally執行完成後，系統才會再次跳回來根據return語句結束方法。如果Finally塊使用了return語句來導致方法的結束，則finally塊已經結束了方法，系統不會跳回去執行trycatch裡的任何程式碼。
[java] view plain?
  1. public int test(){  
  2.                    int count = 1;  
  3.                    try{  
  4.                             return ++count;  
  5.                    }finally{  
  6.                             return ++count;  
  7.                    }  
  8.          }  
  9. //以上程式碼最終返回值是：3  
  10. public int test(){  
  11.                    int count = 1;  
  12.                    try{  
  13.                             return ++count;  
  14.                    }finally{  
  15.                             return count++;  
  16.                    }  
  17.          }  
  18. //以上程式碼最終返回值是：2  


throw語句的執行和return語句比較類似。當程式執行trycatch塊遇到throw語句時，throw語句會導致該方法立即結束，系統執行throw語句時並不會立即丟擲異常，而是去尋找該異常處理流程中是否包含finally塊。如果沒有finally塊，程式立即丟擲異常。如果有finally塊，系統立即執行finally塊，只有當finally塊執行完成之後，系統才會再次跳出來丟擲異常。如果finally塊裡使用return語句來結束方法，系統將不會跳回去執行try塊，catch塊去丟擲異常。
例如1：
[java] view plain?
  1. int count = 1;  
  2.                    try{  
  3.                             throw new RuntimeException("異常1");  
  4.                    }finally{  
  5.                             return count++;  
  6.                    }  
  7. //執行結果：返回值是1，同時不會丟擲任何異常。  


例如2：
[java] view plain?
  1. int count = 1;  
  2.                    try{  
  3.                             throw new RuntimeException("異常1");  
  4.                    }finally{  
  5.                             throw new RuntimeException("異常2");  
  6.                    }  
  7. //執行結果：Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException: 異常2  


1.3  catch塊的用法
1.3.1 catch的順序
 對於java的異常捕獲來說，每個try塊至少需要一個catch塊或一個finally塊，絕不能只有單獨一個孤零零try塊。通常情況下，如果try塊被執行一次，則try塊後只有一個catch塊會被執行，絕不可能有多個catch塊被執行。除非在迴圈中使用了continue開始下一次迴圈，下一次迴圈又重新執行了try塊，才可能導致多個catch塊被執行。由於異常處理機制中排在前面的catch(XxxException ex)塊總是會優先獲得執行的機會，因此java對try塊後的多個catch塊的排列順序是有要求的。
   因為java的異常有非常嚴格的繼承體系，許多異常類之間有嚴格的父子關係，比如程式FileNotFoundException異常就是IOException的子類。捕獲父類異常的catch塊都應該排在捕捉子類異常的catch塊之後【先處理小異常（子類異常），在處理大異常（父類異常）】，否則將出現編譯錯誤。
         例如以下兩個catch語句不能顛倒順序：
                 
[java] view plain?
  1. FileInputStream fis = null;  
  2.                   try{  
  3.                            fis = new FileInputStream("a.bin");  
  4.                            fis.read();  
  5.                   }catch(FileNotFoundException ex){  
  6.                            ex.printStackTrace();  
  7.                   }catch(IOException e){  
  8.                            e.printStackTrace();  
  9.                   }  


1.3.2不要用catch代替流程控制
如下邊這個例子：
[java] view plain?
  1. String[] students = {"liyafang","zhoushilong","luorongbo"};  
  2.                    int i = 0;  
  3.                    while(true){  
  4.                             try{  
  5.                                      System.out.println(students[i++]);  
  6.                             }catch(IndexOutOfBoundsException ex){  
  7.                                      break;  
  8.                             }  
  9.                    }  


這種遍歷陣列的方式不僅難以閱讀，而且執行速度還非常慢。
千萬不要使用異常來進行流程控制。異常機制不是為流程控制而準備的，異常機制知識為程式的意外情況準備的，因此程式只應該為異常情況使用異常機制。所以，不要使用這種“別出心裁”的方法來遍歷陣列。
1.3.3只能catch可能丟擲的異常
[java] view plain?
  1. /*public static void test1(){ 
  2.                try{ 
  3.                         System.out.println("something"); 
  4.                }catch(IOException e){ 
  5.                         e.printStackTrace(); 
  6.                } 
  7.      } 
  8.      public static void test2(){ 
  9.                try{ 
  10.                         System.out.println("something"); 
  11.                }catch(ClassNotFoundException e){ 
  12.                         e.printStackTrace(); 
  13.                } 
  14.      }*/  


以上程式碼java編譯器是不允許的。
根據java語言規範，如果一個catch子句試圖捕獲一個型別為XxxException的Checked異常時，那麼它對應的try子句必須可能丟擲XxxException或其子類的異常，否則編譯器將提示該程式具有編譯錯誤—但在所有的Checked異常中，Exception是一個異類，無論try塊是怎樣的程式碼，catch(Exception e)總是正確的。
RuntimeException 類及其子類的例項被稱為Runtime異常，不是RuntimeException類及其子類的異常例項則被稱為Checked異常，只要願意，程式設計師總可以使用catch(XxxException ex)來捕獲執行時異常。
總之，程式使用catch捕捉異常時，其實並不能隨心所欲地捕捉所有異常。程式可以在任意想捕捉的地方捕捉RuntimeException異常，Exception，但對於其他的Checked異常，只有當try塊可能丟擲該異常時（try塊中呼叫的某個方法宣告丟擲了該Checked異常），catch塊才捕捉該Checked異常。
 1.3.4實際的修復
如果程式知道如何修復指定異常，應該在catch塊內儘量修復該異常，當該異常情況被修復後可以再次呼叫該方法；如果程式不知道如何修復該異常，也沒有進行任何修復，千萬不要再次呼叫可能導致該異常的方法。
無論如何不要在finally塊中遞迴呼叫可能引起異常的方法，因為這將導致該方法的異常不能被正常丟擲，甚至StackOverflowError錯誤也不能中止程式，只能採用強行結束java.exe程式的方法來中止程式的執行。
1.4  繼承得到的異常
Java語言規定：子類重寫父類的方法時，不能宣告丟擲比父類方法型別更多，範圍更大的異常。也就是說，子類重寫父類方法時，子類方法只能宣告丟擲父類方法所宣告丟擲的異常的子類。
例如：
[java] view plain?
  1. public interface Type1 {  
  2.          void test() throws ClassNotFoundException;  
  3. }  
  4. public interface Type2 {  
  5.          void test() throws NoSuchMethodException;  
  6. }  
  7. class Test implements Type1, Type2 {  
  8.          @Override  
  9.          public void test() {  
  10.          }  
  11. }  


上面程式碼的異常處理是正確的。
Test實現了Type1介面，實現Type1介面裡的test()方法時可以宣告丟擲ClassNotFoundException異常或該異常的子類，或者不宣告丟擲；Test類實現了Type2介面，實現了Type2介面裡的test()方法時可以宣告丟擲NoSuchMethodException異常或該異常的子類，或者不宣告丟擲。由於Test類同時實現了Type1，Type2兩個介面，因此需要同時實現兩個介面中的test()方法。只能是上面兩種宣告丟擲的交集，不能宣告丟擲任何異常。


原文轉自：Java異常捕捉陷進






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