一篇不錯的講解Java異常的文章(轉)

BSDLite發表於2007-08-15
一篇不錯的講解Java異常的文章(轉)[@more@]六種異常處理的陋習

  你覺得自己是一個Java專家嗎?是否肯定自己已經全面掌握了Java的異常處理機制?在下面這段程式碼中,你能夠迅速找出異常處理的六個問題嗎?

  1 OutputStreamWriter out = ...

  2 java.sql.Connection conn = ...

  3 try { // ⑸

  4  Statement stat = conn.createStatement();

  5  ResultSet rs = stat.executeQuery(

  6   "select uid, name from user");

  7  while (rs.next())

  8  {

  9   out.println("ID:" + rs.getString("uid") // ⑹

  10    ",姓名:" + rs.getString("name"));

  11  }

  12  conn.close(); // ⑶

  13  out.close();

  14 }

  15 catch(Exception ex) // ⑵

  16 {

  17  ex.printStackTrace(); //⑴,⑷

  18 }

  作為一個Java程式設計師,你至少應該能夠找出兩個問題。但是,如果你不能找出全部六個問題,請繼續閱讀本文。

  本文討論的不是Java異常處理的一般性原則,因為這些原則已經被大多數人熟知。我們要做的是分析各種可稱為“反例”(anti-pattern)的違背優秀編碼規範的常見壞習慣,幫助讀者熟悉這些典型的反面例子,從而能夠在實際工作中敏銳地察覺和避免這些問題。

  反例之一:丟棄異常

  程式碼:15行-18行。

  這段程式碼捕獲了異常卻不作任何處理,可以算得上Java程式設計中的殺手。從問題出現的頻繁程度和禍害程度來看,它也許可以和C/C++程式的一個惡名遠播的問題相提並論??不檢查緩衝區是否已滿。如果你看到了這種丟棄(而不是丟擲)異常的情況,可以百分之九十九地肯定程式碼存在問題(在極少數情況下,這段程式碼有存在的理由,但最好加上完整的註釋,以免引起別人誤解)。

  這段程式碼的錯誤在於,異常(幾乎)總是意味著某些事情不對勁了,或者說至少發生了某些不尋常的事情,我們不應該對程式發出的求救訊號保持沉默和無動於衷。呼叫一下printStackTrace算不上“處理異常”。不錯,呼叫printStackTrace對除錯程式有幫助,但程式除錯階段結束之後,printStackTrace就不應再在異常處理模組中擔負主要責任了。

  丟棄異常的情形非常普遍。開啟JDK的ThreadDeath類的文件,可以看到下面這段說明:“特別地,雖然出現 ThreadDeath是一種‘正常的情形’,但ThreadDeath類是Error而不是Exception的子類,因為許多應用會捕獲所有的 Exception然後丟棄它不再理睬。”這段話的意思是,雖然ThreadDeath代表的是一種普通的問題,但鑑於許多應用會試圖捕獲所有異常然後不予以適當的處理,所以JDK把ThreadDeath定義成了Error的子類,因為Error類代表的是一般的應用不應該去捕獲的嚴重問題。可見,丟棄異常這一壞習慣是如此常見,它甚至已經影響到了Java本身的設計。

  那麼,應該怎樣改正呢?主要有四個選擇:

  1、處理異常。針對該異常採取一些行動,例如修正問題、提醒某個人或進行其他一些處理,要根據具體的情形確定應該採取的動作。再次說明,呼叫printStackTrace算不上已經“處理好了異常”。

  2、重新丟擲異常。處理異常的程式碼在分析異常之後,認為自己不能處理它,重新丟擲異常也不失為一種選擇。

  3、把該異常轉換成另一種異常。大多數情況下,這是指把一個低階的異常轉換成應用級的異常(其含義更容易被使用者瞭解的異常)。

  4、不要捕獲異常。

  結論一:既然捕獲了異常,就要對它進行適當的處理。不要捕獲異常之後又把它丟棄,不予理睬。

  反例之二:不指定具體的異常

  程式碼:15行。

  許多時候人們會被這樣一種“美妙的”想法吸引:用一個catch語句捕獲所有的異常。最常見的情形就是使用catch(Exception ex)語句。但實際上,在絕大多數情況下,這種做法不值得提倡。為什麼呢?

  要理解其原因,我們必須回顧一下catch語句的用途。catch語句表示我們預期會出現某種異常,而且希望能夠處理該異常。異常類的作用就是告訴 Java編譯器我們想要處理的是哪一種異常。由於絕大多數異常都直接或間接從java.lang.Exception派生,catch (Exception ex)就相當於說我們想要處理幾乎所有的異常。

  再來看看前面的程式碼例子。我們真正想要捕獲的異常是什麼呢?最明顯的一個是SQLException,這是JDBC操作中常見的異常。另一個可能的異常是IOException,因為它要操作 OutputStreamWriter。顯然,在同一個catch塊中處理這兩種截然不同的異常是不合適的。如果用兩個catch塊分別捕獲 SQLException和IOException就要好多了。這就是說,catch語句應當儘量指定具體的異常型別,而不應該指定涵蓋範圍太廣的 Exception類。

  另一方面,除了這兩個特定的異常,還有其他許多異常也可能出現。例如,如果由於某種原因, executeQuery返回了null,該怎麼辦?答案是讓它們繼續丟擲,即不必捕獲也不必處理。實際上,我們不能也不應該去捕獲可能出現的所有異常,程式的其他地方還有捕獲異常的機會??直至最後由JVM處理。

  結論二:在catch語句中儘可能指定具體的異常型別,必要時使用多個catch。不要試圖處理所有可能出現的異常。

  反例之三:佔用資源不釋放

  程式碼:3行-14行。

  異常改變了程式正常的執行流程。這個道理雖然簡單,卻常常被人們忽視。如果程式用到了檔案、Socket、JDBC連線之類的資源,即使遇到了異常,也要正確釋放佔用的資源。為此,Java提供了一個簡化這類操作的關鍵詞finally。

  finally是樣好東西:不管是否出現了異常,Finally保證在try/catch/finally塊結束之前,執行清理任務的程式碼總是有機會執行。遺憾的是有些人卻不習慣使用finally。

  當然,編寫finally塊應當多加小心,特別是要注意在finally塊之內丟擲的異常??這是執行清理任務的最後機會,儘量不要再有難以處理的錯誤。

  結論三:保證所有資源都被正確釋放。充分運用finally關鍵詞。

  反例之四:不說明異常的詳細資訊

  程式碼:3行-18行。

  仔細觀察這段程式碼:如果迴圈內部出現了異常,會發生什麼事情?我們可以得到足夠的資訊判斷迴圈內部出錯的原因嗎?不能。我們只能知道當前正在處理的類發生了某種錯誤,但卻不能獲得任何資訊判斷導致當前錯誤的原因。

  printStackTrace的堆疊跟蹤功能顯示出程式執行到當前類的執行流程,但只提供了一些最基本的資訊,未能說明實際導致錯誤的原因,同時也不易解讀。

  因此,在出現異常時,最好能夠提供一些文字資訊,例如當前正在執行的類、方法和其他狀態資訊,包括以一種更適合閱讀的方式整理和組織printStackTrace提供的資訊。

  結論四:在異常處理模組中提供適量的錯誤原因資訊,組織錯誤資訊使其易於理解和閱讀。

  反例之五:過於龐大的try塊

  程式碼:3行-14行。

  經常可以看到有人把大量的程式碼放入單個try塊,實際上這不是好習慣。這種現象之所以常見,原因就在於有些人圖省事,不願花時間分析一大塊程式碼中哪幾行程式碼會丟擲異常、異常的具體型別是什麼。把大量的語句裝入單個巨大的try塊就象是出門旅遊時把所有日常用品塞入一個大箱子,雖然東西是帶上了,但要找出來可不容易。

  一些新手常常把大量的程式碼放入單個try塊,然後再在catch語句中宣告Exception,而不是分離各個可能出現異常的段落並分別捕獲其異常。這種做法為分析程式丟擲異常的原因帶來了困難,因為一大段程式碼中有太多的地方可能丟擲Exception。

  結論五:儘量減小try塊的體積。

  反例之六:輸出資料不完整

  程式碼:7行-11行。

  不完整的資料是Java程式的隱形殺手。仔細觀察這段程式碼,考慮一下如果迴圈的中間丟擲了異常,會發生什麼事情。迴圈的執行當然是要被打斷的,其次, catch塊會執行??就這些,再也沒有其他動作了。已經輸出的資料怎麼辦?使用這些資料的人或裝置將收到一份不完整的(因而也是錯誤的)資料,卻得不到任何有關這份資料是否完整的提示。對於有些系統來說,資料不完整可能比系統停止執行帶來更大的損失。

  較為理想的處置辦法是向輸出裝置寫一些資訊,宣告資料的不完整性;另一種可能有效的辦法是,先緩衝要輸出的資料,準備好全部資料之後再一次性輸出。

  結論六:全面考慮可能出現的異常以及這些異常對執行流程的影響。

  改寫後的程式碼

  根據上面的討論,下面給出改寫後的程式碼。也許有人會說它稍微有點?嗦,但是它有了比較完備的異常處理機制。

OutputStreamWriter out = ...

java.sql.Connection conn = ...

try {

 Statement stat = conn.createStatement();

 ResultSet rs = stat.executeQuery(

  "select uid, name from user");

 while (rs.next())

 {

  out.println("ID:" + rs.getString("uid") + ",姓名: " + rs.getString("name"));

 }

}

catch(SQLException sqlex)

{

 out.println("警告:資料不完整");

 throw new ApplicationException("讀取資料時出現SQL錯誤", sqlex);

}

catch(IOException ioex)

{

 throw new ApplicationException("寫入資料時出現IO錯誤", ioex);

}

finally

{

 if (conn != null) {

  try {

   conn.close();

  }

  catch(SQLException sqlex2)

  {

   System.err(this.getClass().getName() + ".mymethod - 不能關閉資料庫連線: " + sqlex2.toString());

  }

 }

 if (out != null) {

  try {

   out.close();

  }

  catch(IOException ioex2)

  {

  System.err(this.getClass().getName() + ".mymethod - 不能關閉輸出檔案" + ioex2.toString());

  }

 }

}



  本文的結論不是放之四海皆準的教條,有時常識和經驗才是最好的老師。如果你對自己的做法沒有百分之百的信心,務必加上詳細、全面的註釋。

  另一方面,不要笑話這些錯誤,不妨問問你自己是否真地徹底擺脫了這些壞習慣。即使最有經驗的程式設計師偶爾也會誤入歧途,原因很簡單,因為它們確確實實帶來了“方便”。所有這些反例都可以看作Java程式設計世界的惡魔,它們美麗動人,無孔不入,時刻誘惑著你。也許有人會認為這些都屬於雞皮蒜毛的小事,不足掛齒,但請記住:勿以惡小而為之,勿以善小而不為。

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