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Java中Scanner与System.in的正确关闭姿势与常见误区解析

心靈之曲

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发布时间:2025-10-14 13:56:31

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来源于php中文网

原创

Java中Scanner与System.in的正确关闭姿势与常见误区解析

java编程中,资源管理是确保程序健壮性和避免内存泄漏的关键一环。然而,对于`scanner`类,特别是当它包装`system.in`时,关于何时以及如何关闭它,存在一个普遍的误解。许多初学者,甚至一些经验不足的开发者,会认为既然打开了`scanner`,就应该在使用完毕后将其关闭,以遵循资源释放的原则。然而,对于`new scanner(system.in)`这种情况,这种做法是完全错误的,并且常常会导致运行时错误,例如`nosuchelementexception: no line found`。

理解资源与过滤资源

要理解为何不应关闭Scanner(System.in),首先需要区分“资源”和“过滤资源”的概念。

  • 资源 (Resource):通常指的是操作系统层面的句柄,如文件句柄、网络套接字等。这些资源是有限的,必须在使用完毕后明确关闭,以避免资源耗尽。例如,FileInputStream或FileOutputStream就是典型的资源。
  • 过滤资源 (Filter Resource):这类对象本身并不直接持有操作系统层面的资源,而是包装(或“过滤”)了另一个底层资源。Scanner就是一个典型的过滤资源,它可以包装InputStream、File等。当一个过滤资源被关闭时,它通常会尝试关闭其所包装的底层资源。

问题的核心在于System.in。System.in是Java应用程序的标准输入流,它是一个由Java虚拟机(JVM)在启动时创建并管理的全局资源。它代表了控制台输入,通常是键盘。

为什么不应关闭Scanner(System.in)

Scanner(System.in)创建的Scanner对象包装了System.in。如果调用scanner.close(),它会尝试关闭底层的System.in流。一旦System.in被关闭,它就无法再次打开,这意味着整个应用程序将无法再从标准输入读取数据。这对于需要多次从用户获取输入的程序(如交互式菜单)来说是致命的。

关键原则:谁创建,谁关闭。 你没有创建System.in,它是JVM提供的。因此,你也不应该关闭它。只有当你创建了一个实际的资源(如FileInputStream),并且该资源由你负责管理其生命周期时,你才应该关闭它。IDE或静态代码分析工具有时会过度热心地提示你关闭Scanner,但它们可能无法区分Scanner包装的是否是System.in这种特殊情况。

资源管理的最佳实践:try-with-resources

对于那些确实需要关闭的资源,Java 7引入的try-with-resources语句是管理它们的最佳方式。它确保了资源在try块结束时(无论正常退出、return、`break还是抛出异常)都会被自动关闭,无需手动在finally块中编写关闭逻辑。

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示例:正确使用try-with-resources关闭文件输入流

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class FileReaderExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 对于需要关闭的资源(如文件读取器),使用 try-with-resources
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("example.txt"))) {
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("读取文件时发生错误: " + e.getMessage());
        }
        // 注意:这里没有手动调用 reader.close(),它会在 try 块结束时自动完成
    }
}

重要提示: 尽管try-with-resources是资源管理的黄金标准,但不应将其应用于Scanner(System.in)。如果那样做,System.in仍会被关闭,导致后续输入不可用。

代码中的其他注意事项

除了Scanner的关闭问题,原始代码中还存在一些可以优化的地方,以符合Java的编程规范和最佳实践。

1. Java命名规范

Java社区遵循一套约定俗成的命名规范,这对于代码的可读性和团队协作至关重要。

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  • 类名 (Class Names): 使用PascalCase (首字母大写,后续单词首字母大写)。例如: BpmToMillisecondConverter。
  • 方法名 (Method Names): 使用camelCase (首字母小写,后续单词首字母大写)。例如: msCalc (而不是 ms_calc),getUserInt (而不是 get_user_int)。
  • 变量名 (Variable Names): 使用camelCase。例如: bpm (而不是 BPM),userInput (而不是 user_input)。
  • 常量 (Constants): 使用ALL_CAPS_WITH_UNDERSCORES。例如: MAX_BPM。

遵循这些规范能让你的代码更易于他人理解和维护。

2. 避免递归调用main方法

原始代码中的main(null);是一个严重的逻辑错误。在方法内部递归调用main方法会导致程序进入无限循环,每一次调用都会在调用上创建一个新的栈帧。最终,这会导致StackOverflowError,程序崩溃。

错误的递归调用示例:

public static void ms_calc () {
    // ... 代码逻辑 ...
    scanbpm.close(); // 错误关闭 System.in
    main(null);      // 致命的递归调用
}

正确的方法是使用循环来重复程序的某个功能,例如一个菜单系统。

示例:使用循环实现重复功能

import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;

public class BpmConverter {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一次 Scanner,并在整个程序生命周期中复用
        // 不关闭 System.in 对应的 Scanner
        Scanner scanner = new Scanner(System.in); 

        boolean running = true;
        while (running) {
            msCalc(scanner); // 将 scanner 传递给处理方法
            System.out.println("\n是否继续计算?(yes/no)");
            String choice = scanner.nextLine().trim().toLowerCase();
            if (!choice.equals("yes")) {
                running = false;
            }
        }
        System.out.println("程序结束。");
        // 在 main 方法结束时,System.in 会由 JVM 自动管理,无需手动关闭
    }

    public static void msCalc(Scanner scanner) { // 接收 Scanner 作为参数
        System.out.println("What is your BPM?");
        int bpm = getUserInt(scanner, 1, 2300);

        // 计算逻辑
        double mS1 = Math.round((bpm * 100.0) / 6) * 4; // 使用 100.0 确保浮点运算
        double mS2 = Math.round((bpm * 100.0) / 6) * 2;
        int mS1R = (int) mS1;
        int mS2R = (int) mS2;

        System.out.println("____________________________________");
        System.out.println();
        System.out.println("Whole : " + mS1R + " ms");
        System.out.println();
        System.out.println("1/2 : " + mS2R + " ms");
        for (int x = 1; x < 9; x = x * 2) { // 遵循命名规范,x 小写
            double mS = Math.round((60000.00 / x) / bpm);
            int y = x * 4; // 遵循命名规范,y 小写
            int mSR = (int) mS;
            System.out.println();
            System.out.println("1/" + y + " : " + mSR + " ms");
        }
        System.out.println("____________________________________");
        System.out.println();
    }

    public static int getUserInt(Scanner scanner, int min, int max) { // 接收 Scanner 作为参数
        int userInput = min - 1;
        boolean keepAsking = true;
        while (keepAsking || userInput < min || userInput > max) {
            try {
                userInput = scanner.nextInt();
                if (userInput >= min && userInput <= max) {
                    keepAsking = false;
                } else {
                    System.out.println("输入超出范围,请在 " + min + " 到 " + max + " 之间输入。");
                }
            } catch (InputMismatchException e) { // 捕获更具体的异常
                System.out.println("无效输入,请输入一个整数。");
            } finally {
                scanner.nextLine(); // 消费掉无效输入或回车符
            }
        }
        System.out.println(userInput);
        return userInput;
    }
}

在这个重构的示例中,Scanner对象在main方法中创建一次,并通过参数传递给需要它的方法。程序通过while循环来控制是否重复执行计算逻辑,而不是通过递归调用main。

总结

正确处理Scanner(System.in)的关闭问题是Java编程中的一个重要细节。核心原则是:不要关闭System.in,因为它不是你创建的资源。 对于其他由你创建并需要关闭的资源,应优先使用try-with-resources语句来确保资源的自动释放。同时,遵循Java的命名规范,并避免不当的递归调用,将有助于编写出更健壮、可读性更强的代码。理解这些基础概念和最佳实践,是成为一名优秀Java开发者的必经之路。

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