Java 程序员面试笔试宝典 第 4 章 Java 基础知识:4.6 异常处理

4.6.1 finally 块中的代码什么时候被执行

问题描述:try{ }里有一个 return 语句,那么紧跟在这个 try 后的 finally{ }中的代码是否会被执行?如果会的话,什么时候被执行,在 return 之前还是 return 之后?

在 Java 语言的异常处理中,finally 块的作用就是为了保证无论出现什么情况,finally 块里的代码一定会被执行。由于程序执行 return 就意味着结束对当前函数的调用并跳出这个函数体,因此任何语句要执行都只能在 return 前执行(除非碰到 exit 函数),因此 finally 块里的代码也是在 return 前执行的。此外,如果 try-finally 或者 catch-finally 中都有 return,那么 finally 块中的 return 语句将会覆盖别处的 return 语句,最终返回到调用者那里的是 finally 中 return 的值。

从以上运行结果可以看出,当 finally 块中有 return 语句时,将会覆盖函数中其他 return 语句。此外,由于在一个方法内部定义的变量都存储在栈中,当这个函数结束后,其对应的栈就会被回收,此时在其方法体中定义的变量将不存在了,因此 return 在返回时不是直接返回变量的值,而是复制一份,然后返回。因此,对于基本类型的数据,在 finally 块中改变 return 的值对返回值没有任何影响,而对引用类型的数据会有影响。下面通过一个例子(示例 3)来说明这个问题:

程序在执行到 return 时会首先将返回值存储在一个指定的位置,其次去执行 finally 块,最后再返回。在方法 testFinally1 中调用 return 前,先把 result 的值 1 存储在一个指定的位置,然后再去执行 finally 块中的代码,此时修改 result 的值将不会影响到程序的返回结果。testFinal-ly2 中,在调用 return 前首先把 s 存储到一个指定的位置,由于 s 为引用类型,因此在 finally 块中修改 s 将会修改程序的返回结果。

引申:出现在 Java 程序中的 finally 块是不是一定会被执行?

答案:不一定会被执行。下面给出两个 finally 代码块不会被执行的例子。

1)当程序在进入 try 语句块之前就出现异常时,会直接结束,不会执行 finally 块中的代码,示例如下:

程序在执行 int i=5/0 时会抛出异常,导致没有执行 try 块,因此 finally 块也就不会被执行。

2)当程序在 try 块中强制退出时也不会去执行 finally 块中的代码,示例如下:

上例在 try 块中通过调用 System.exit(0)强制退出了程序,因此导致 finally 块中的代码没有被执行。

4.6.2 异常处理的原理是什么

异常是指程序运行时(非编译时)所发生的非正常情况或错误,当程序违反了语义规则时,JVM 就会将出现的错误表示为一个异常并抛出。这个异常可以在 catch 程序块中进行捕获,然后进行处理。而异常处理的目的则是为了提高程序的安全性与鲁棒性。

Java 语言把异常当作对象来处理,并定义了一个基类(java.lang.Throwable)作为所有异常的父类。在 Java API 中,已经定义了许多异常类,这些异常类分为 Error(错误)和 Exception(异常)两大类。

违反语义规则包括两种情况:一种是 Java 类库内置的语义检查,例如当数组下标越界时,会引发 IndexOutOfBoundsException,当访问 null 的对象时,会引发 NullPointerExcep-tion;另一种情况是 Java 允许开发人员扩展这种语义检查,开发人员可以创建自己的异常类(所有异常都是 Java.lang.Thowable 的子类),并自由选择在何时用 throw 关键字抛出异常。

4.6.3 运行时异常和普通异常有什么区别

Java 提供了两种错误的异常类,分别为 Error 和 Exception,且它们拥有共同的父类——Throwable。

Error 表示程序在运行期间出现了非常严重的错误,并且该错误是不可恢复的,由于这属于 JVM 层次的严重错误,因此这种错误是会导致程序终止执行的。此外,编译器不会检查 Er-ror 是否被处理,因此在程序中不推荐去捕获 Error 类型的异常,主要原因是运行时异常多是由于逻辑错误导致的,属于应该解决的错误,也就是说,一个正确的程序中是不应该存在 Error 的。OutOfMemoryError、ThreadDeath 等都属于错误。当这些异常发生时,JVM 一般会选择将线程终止。

Exception 表示可恢复的异常,是编译器可以捕捉到的。它包含两种类型:检查异常(checked exception)和运行时异常(runtime exception)。

(1)检查异常

检查异常是在程序中最经常碰到的异常。所有继承自 Exception 并且不是运行时异常的异常都是检查异常,比如最常见的 IO 异常和 SQL 异常。这种异常都发生在编译阶段,Java 编译器强制程序去捕获此类型的异常,即把可能会出现这些异常的代码放到 try 块中,把对异常的处理的代码放到 catch 块中。这种异常一般在如下几种情况中使用:

1)异常的发生并不会导致程序出错,进行处理后可以继续执行后续的操作,例如,当连接数据库失败后,可以重新连接后进行后续操作。

2)程序依赖于不可靠的外部条件,例如系统 IO。

(2)运行时异常不同于检查异常,编译器没有强制对其进行捕获并处理。如果不对这种异常进行处理,当出现这种异常时,会由 JVM 来处理,例如 NullPointerException 异常,它就是运行时异常。在 Java 语言中,最常见的运行时异常包括 NullPointerException(空指针异常)、ClassCastException(类型转换异常)、ArrayIndexOutOfBoundsException(数组越界异常)、Array-StoreException(数组存储异常)、BufferOverflowException(缓冲区溢出异常)、ArithmeticExcep-tion(算术异常)等。

出现运行时异常后,系统会把异常一直往上层抛出,直到遇到处理代码为止。若没有处理块,则抛到最上层;如果是多线程就用 Thread.run()方法抛出,如果是单线程,就用 main()方法抛出。抛出之后,如果是线程,那么这个线程也就退出了。如果是主程序抛出的异常,那么整个程序也就退出了。所以,如果不对运行时的异常进行处理,后果是非常严重的,一旦发生,要么是线程中止,要么是主程序终止。

在使用异常处理时,还需要注意以下几个问题:

1)Java 异常处理用到了多态的概念,如果在异常处理过程中,先捕获了基类,然后再捕获子类,那么捕获子类的代码块将永远不会被执行。因此,在进行异常捕获时,正确的写法是:先捕获子类,再捕获基类的异常信息,示例如下:

2)尽早抛出异常,同时对捕获的异常进行处理,或者从错误中恢复,或者让程序继续执行。对捕获的异常不进行任何处理是一个非常不好的习惯,这样将非常不利于调试。但也不是抛出异常越多越好,对于有些异常类型,例如运行时异常,实际上根本不必处理。

3)可以根据实际的需求自定义异常类,这些自定义的异常类只要继承自 Exception 类即可。

4)异常能处理就处理,不能处理就抛出。对于一般异常,如果不能进行行之有效的处理,最好转换为运行时异常抛出。对于最终没有处理的异常,JVM 会进行处理。

常见笔试题:

1.异常包含下列哪些内容?( )

A.程序中的语法错误 B.程序的编译错误

C.程序执行过程中遇到的事先没有预料到的情况

D.程序事先定义好的可能出现的意外情况

答案:C。见上面讲解。

2.下列关于异常的说法中,正确的是( )。

A.一旦出现异常,程序运行就终止了

B.如果一个方法申明将抛出某个异常,它就必须真的抛出那个异常

C.在 catch 子句中匹配异常是一种精确匹配

D.可能抛出系统异常的方法是不需要申明异常的

答案:D。见上面讲解。

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