Java特性之註解和異常 Throwable

2022-06-19 14:00:52

註解

作用

註解是JDK1.5版本開始引入的一個特性，用於對程式碼進行說明，可以對包、類、介面、欄位、方法引數、區域性變數等進行註解。它主要的作用有以下四方面：

生成檔案，通過程式碼裡標識的後設資料生成javadoc檔案。
編譯檢查，通過程式碼裡標識的後設資料讓編譯器在編譯期間進行檢查驗證。
編譯時動態處理，編譯時通過程式碼裡標識的後設資料動態處理，例如動態生成程式碼。
執行時動態處理，執行時通過程式碼裡標識的後設資料動態處理，例如使用反射注入範例。

註解的常見分類

Java自帶的標準註解，包括@Override、@Deprecated和@SuppressWarnings，分別用於標明重寫某個方法、標明某個類或方法過時、標明要忽略的警告，用這些註解標明後編譯器就會進行檢查。
元註解，元註解是用於定義註解的註解，包括@Retention、@Target、@Inherited、@Documented
- @Retention用於標明註解被保留的階段
- @Target用於標明註解使用的範圍
- @Inherited用於標明註解可繼承
- @Documented用於標明是否生成javadoc檔案
自定義註解，可以根據自己的需求定義註解，並可用元註解對自定義註解進行註解。

異常

Java異常類層次結構

Throwable 是 Java 語言中所有錯誤與異常的超類。
- Error 類及其子類：程式中無法處理的錯誤，表示執行應用程式中出現了嚴重的錯誤。
- Exception 程式本身可以捕獲並且可以處理的異常。Exception 這種異常又分為兩類：執行時異常和編譯時異常。

執行時異常：

都是RuntimeException類及其子類異常，如NullPointerException(空指標異常)、IndexOutOfBoundsException(下標越界異常)等，這些異常是不檢查異常，程式中可以選擇捕獲處理，也可以不處理。這些異常一般是由程式邏輯錯誤引起的，程式應該從邏輯角度儘可能避免這類異常的發生。

執行時異常的特點是Java編譯器不會檢查它，也就是說，當程式中可能出現這類異常，即使沒有用try-catch語句捕獲它，也沒有用throws子句宣告丟擲它，也會編譯通過。

非執行時異常 （編譯異常）

是RuntimeException以外的異常，型別上都屬於Exception類及其子類。從程式語法角度講是必須進行處理的異常，如果不處理，程式就不能編譯通過。如IOException、SQLException等以及使用者自定義的Exception異常，一般情況下不自定義檢查異常。

可查的異常（checked exceptions）和不可查的異常（unchecked exceptions）區別

可查異常（編譯器要求必須處置的異常）：

正確的程式在執行中，很容易出現的、情理可容的異常狀況。可查異常雖然是異常狀況，但在一定程度上它的發生是可以預計的，而且一旦發生這種異常狀況，就必須採取某種方式進行處理。

除了RuntimeException及其子類以外，其他的Exception類及其子類都屬於可查異常。這種異常的特點是Java編譯器會檢查它，也就是說，當程式中可能出現這類異常，要麼用try-catch語句捕獲它，要麼用throws子句宣告丟擲它，否則編譯不會通過。

不可查異常(編譯器不要求強制處置的異常)

包括執行時異常（RuntimeException與其子類）和錯誤（Error）。

throw和throws的區別？

異常的申明(throws)：

在Java中，當前執行的語句必屬於某個方法，Java直譯器呼叫main方法執行開始執行程式。若方法中存在檢查異常，如果不對其捕獲，那必須在方法頭中顯式宣告該異常，以便於告知方法呼叫者此方法有異常，需要進行處理。在方法中宣告一個異常，方法頭中使用關鍵字throws，後面接上要宣告的異常。若宣告多個異常，則使用逗號分割。如下所示：

public static void method() throws IOException, FileNotFoundException{ //something statements }

異常的丟擲(throw)：

如果程式碼可能會引發某種錯誤，可以建立一個合適的異常類範例並丟擲它，這就是丟擲異常。

如下所示：

public static double method(int value) { if(value == 0) { throw new ArithmeticException("引數不能為0"); //丟擲一個執行時異常 } return 5.0 / value; }

Java 7 的 try-with-resource?

如果你的資源實現了 AutoCloseable 介面，你可以使用這個語法。大多數的 Java 標準資源都繼承了這個介面。當你在 try 子句中開啟資源，資源會在 try 程式碼塊執行後或例外處理後自動關閉。

    File file = new File("./tmp.txt");
    try (FileInputStream inputStream = new FileInputStream(file);) {
        // use the inputStream to read a file
    } catch (FileNotFoundException e) {
        log.error(e);
    } catch (IOException e) {
        log.error(e);
    }
}

異常的底層？

提到JVM處理異常的機制，就需要提及Exception Table，以下稱為異常表。我們暫且不急於介紹異常表，先看一個簡單的 Java 處理異常的小例子。

   try {
       testNPE();
   } catch (Exception e) {
       e.printStackTrace();
   }
}

異常表中包含了一個或多個例外處理者(Exception Handler)的資訊，這些資訊包含如下

from 可能發生異常的起始點
to 可能發生異常的結束點
target 上述from和to之前發生異常後的例外處理者的位置
type 例外處理者處理的異常的類資訊

反射

什麼是反射？

JAVA反射機制是在執行狀態中，對於任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對於任意一個物件，都能夠呼叫它的任意一個方法和屬性；這種動態獲取的資訊以及動態呼叫物件的方法的功能稱為java語言的反射機制。

反射的使用

在Java中，Class類與java.lang.reflect類庫一起對反射技術進行了全力的支援。在反射包中，我們常用的類主要有Constructor類表示的是Class 物件所表示的類的構造方法，利用它可以在執行時動態建立物件、Field表示Class物件所表示的類的成員變數，通過它可以在執行時動態修改成員變數的屬性值(包含private)、Method表示Class物件所表示的類的成員方法，通過它可以動態呼叫物件的方法(包含private)

Class類物件的獲取：

    @Test
    public void classTest() throws Exception {
        // 獲取Class物件的三種方式
        logger.info("根據類名:  t" + User.class);
        logger.info("根據物件:  t" + new User().getClass());
        logger.info("根據全限定類名:t" + Class.forName("com.test.User"));
        // 常用的方法
        logger.info("獲取全限定類名:t" + userClass.getName());
        logger.info("獲取類名:t" + userClass.getSimpleName());
        logger.info("範例化:t" + userClass.newInstance());
    }

Constructor類及其用法
Field類及其用法
Method類及其用法

getName、getCanonicalName與getSimpleName的區別?

getSimpleName：只獲取類名
getName：類的全限定名，jvm中Class的表示，可以用於動態載入Class物件，例如Class.forName。
getCanonicalName：返回更容易理解的表示，主要用於輸出（toString）或log列印，大多數情況下和getName一樣，但是在內部類、陣列等型別的表示形式就不同了。

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