阿里大神教你Java異常處理的誤區和經驗總結

JAVA全棧發表於2017-11-28

本文著重介紹了 Java 異常選擇和使用中的一些誤區,希望各位讀者能夠熟練掌握異常處理的一些注意點和原則,注意總結和歸納。只有處理好了異常,才能提升開發人員的基本素養,提高系統的健壯性,提升使用者體驗,提高產品的價值。
誤區一、異常的選擇

圖 1. 異常分類

圖 1 描述了異常的結構,其實我們都知道異常分檢測異常和非檢測異常,但是在實際中又混淆了這兩種異常的應用。由於非檢測異常使用方便,很多開發人員就認為檢測異常沒什麼用處。其實異常的應用情景可以概括為以下:
一、呼叫程式碼不能繼續執行,需要立即終止。出現這種情況的可能性太多太多,例如伺服器連線不上、引數不正確等。這些時候都適用非檢測異常,不需要呼叫程式碼的顯式捕捉和處理,而且程式碼簡潔明瞭。
二、呼叫程式碼需要進一步處理和恢復。假如將 SQLException 定義為非檢測異常,這樣運算元據時開發人員理所當然的認為 SQLException 不需要呼叫程式碼的顯式捕捉和處理,進而會導致嚴重的 Connection 不關閉、Transaction 不回滾、DB 中出現髒資料等情況,正因為 SQLException 定義為檢測異常,才會驅使開發人員去顯式捕捉,並且在程式碼產生異常後清理資源。當然清理資源後,可以繼續丟擲非檢測異常,阻止程式的執行。根據觀察和理解,檢測異常大多可以應用於工具類中。
誤區二、將異常直接顯示在頁面或客戶端。

將異常直接列印在客戶端的例子屢見不鮮,以 JSP 為例,一旦程式碼執行出現異常,預設情況下容器將異常堆疊資訊直接列印在頁面上。其實從客戶角度來說,任何異常都沒有實際意義,絕大多數的客戶也根本看不懂異常資訊,軟體開發也要儘量避免將異常直接呈現給使用者。
清單 1
package com.ibm.dw.sample.exception;/* 自定義 RuntimeException 新增錯誤程式碼屬性 /public class RuntimeException extends java.lang.RuntimeException { //預設錯誤程式碼 public static final Integer GENERIC = 1000000; //錯誤程式碼 private Integer errorCode; public RuntimeException(Integer errorCode, Throwable cause) { this(errorCode, null, cause); } public RuntimeException(String message, Throwable cause) { //利用通用錯誤程式碼 this(GENERIC, message, cause); } public RuntimeException(Integer errorCode, String message, Throwable cause) { super(message, cause); this.errorCode = errorCode; } public Integer getErrorCode() { return errorCode; } }
正如示例程式碼所示,在異常中引入錯誤程式碼,一旦出現異常,我們只要將異常的錯誤程式碼呈現給使用者,或者將錯誤程式碼轉換成更通俗易懂的提示。其實這裡的錯誤程式碼還包含另外一個功能,開發人員亦可以根據錯誤程式碼準確的知道了發生了什麼型別異常。
誤區三、對程式碼層次結構的汙染

我們經常將程式碼分 Service、Business Logic、DAO 等不同的層次結構,DAO 層中會包含丟擲異常的方法,如清單 2 所示:
清單 2
public Customer retrieveCustomerById(Long id) throw SQLException { //根據 ID 查詢資料庫}
上面這段程式碼咋一看沒什麼問題,但是從設計耦合角度仔細考慮一下,這裡的 SQLException 汙染到了上層呼叫程式碼,呼叫層需要顯式的利用 try-catch 捕捉,或者向更上層次進一步丟擲。根據設計隔離原則,我們可以適當修改成:
清單 3
public Customer retrieveCustomerById(Long id) { try{ //根據 ID 查詢資料庫 }catch(SQLException e){ //利用非檢測異常封裝檢測異常,降低層次耦合 throw new RuntimeException(SQLErrorCode, e); }finally{ //關閉連線,清理資源 }}
誤區四、忽略異常

如下異常處理只是將異常輸出到控制檯,沒有任何意義。而且這裡出現了異常並沒有中斷程式,進而呼叫程式碼繼續執行,導致更多的異常。
清單 4
public void retrieveObjectById(Long id){ try{ //..some code that throws SQLException }catch(SQLException ex){ /* 瞭解的人都知道,這裡的異常列印毫無意義,僅僅是將錯誤堆疊輸出到控制檯。 而在 Production 環境中,需要將錯誤堆疊輸出到日誌。 而且這裡 catch 處理之後程式繼續執行,會導致進一步的問題*/ ex.printStacktrace(); }}
可以重構成:
清單 5
public void retrieveObjectById(Long id){ try{ //..some code that throws SQLException } catch(SQLException ex){ throw new RuntimeException(“Exception in retieveObjectById”, ex); } finally{ //clean up resultset, statement, connection etc }}
這個誤區比較基本,一般情況下都不會犯此低階錯誤。
誤區五、將異常包含在迴圈語句塊中

如下程式碼所示,異常包含在 for 迴圈語句塊中。
清單 6
for(int i=0; i<100; i++){ try{ }catch(XXXException e){ //…. }}
我們都知道異常處理佔用系統資源。一看,大家都認為不會犯這樣的錯誤。換個角度,類 A 中執行了一段迴圈,迴圈中呼叫了 B 類的方法,B 類中被呼叫的方法卻又包含 try-catch 這樣的語句塊。褪去類的層次結構,程式碼和上面如出一轍。
誤區六、利用 Exception 捕捉所有潛在的異常

一段方法執行過程中丟擲了幾個不同型別的異常,為了程式碼簡潔,利用基類 Exception 捕捉所有潛在的異常,如下例所示:
清單 7
public void retrieveObjectById(Long id){ try{ //…丟擲 IOException 的程式碼呼叫 //…丟擲 SQLException 的程式碼呼叫 }catch(Exception e){ //這裡利用基類 Exception 捕捉的所有潛在的異常,如果多個層次這樣捕捉,會丟失原始異常的有效資訊 throw new RuntimeException(“Exception in retieveObjectById”, e); }}
可以重構成
清單 8
public void retrieveObjectById(Long id){ try{ //..some code that throws RuntimeException, IOException, SQLException }catch(IOException e){ //僅僅捕捉 IOException throw new RuntimeException(/指定這裡 IOException 對應的錯誤程式碼/code,“Exception in retieveObjectById”, e); }catch(SQLException e){ //僅僅捕捉 SQLException throw new RuntimeException(/指定這裡 SQLException 對應的錯誤程式碼/code,“Exception in retieveObjectById”, e); }}
誤區七、多層次封裝丟擲非檢測異常

如果我們一直堅持不同型別的異常一定用不同的捕捉語句,那大部分例子可以繞過這一節了。但是如果僅僅一段程式碼呼叫會丟擲一種以上的異常時,很多時候沒有必要每個不同型別的 Exception 寫一段 catch 語句,對於開發來說,任何一種異常都足夠說明了程式的具體問題。
清單 9
try{ //可能丟擲 RuntimeException、IOExeption 或者其它; //注意這裡和誤區六的區別,這裡是一段程式碼丟擲多種異常。以上是多段程式碼,各自丟擲不同的異常}catch(Exception e){ //一如既往的將 Exception 轉換成 RuntimeException,但是這裡的 e 其實是 RuntimeException 的例項,已經在前段程式碼中封裝過 throw new RuntimeException(//code, //, e);}
如果我們如上例所示,將所有的 Exception 再轉換成 RuntimeException,那麼當 Exception 的型別已經是 RuntimeException 時,我們又做了一次封裝。將 RuntimeException 又重新封裝了一次,進而丟失了原有的 RuntimeException 攜帶的有效資訊。
解決辦法是我們可以在 RuntimeException 類中新增相關的檢查,確認引數 Throwable 不是 RuntimeException 的例項。如果是,將拷貝相應的屬性到新建的例項上。或者用不同的 catch 語句塊捕捉 RuntimeException 和其它的 Exception。個人偏好方式一,好處不言而喻。
誤區八、多層次列印異常

我們先看一下下面的例子,定義了 2 個類 A 和 B。其中 A 類中呼叫了 B 類的程式碼,並且 A 類和 B 類中都捕捉列印了異常。
清單 10
public class A { private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(A.class); public void process(){ try{ //例項化 B 類,可以換成其它注入等方式 B b = new B(); b.process(); //other code might cause exception } catch(XXXException e){ //如果 B 類 process 方法丟擲異常,異常會在 B 類中被列印,在這裡也會被列印,從而會列印 2 次 logger.error(e); throw new RuntimeException(/ 錯誤程式碼 / errorCode, /異常資訊/msg, e); } }}public class B{ private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(B.class); public void process(){ try{ //可能丟擲異常的程式碼 } catch(XXXException e){ logger.error(e); throw new RuntimeException(/ 錯誤程式碼 / errorCode, /異常資訊/msg, e); } }}
同一段異常會被列印 2 次。如果層次再複雜一點,不去考慮列印日誌消耗的系統效能,僅僅在異常日誌中去定位異常具體的問題已經夠頭疼的了。
其實列印日誌只需要在程式碼的最外層捕捉列印就可以了,異常列印也可以寫成 AOP,織入到框架的最外層。
誤區九、異常包含的資訊不能充分定位問題

異常不僅要能夠讓開發人員知道哪裡出了問題,更多時候開發人員還需要知道是什麼原因導致的問題,我們知道 java .lang.Exception 有字串型別引數的構造方法,這個字串可以自定義成通俗易懂的提示資訊。
簡單的自定義資訊開發人員只能知道哪裡出現了異常,但是很多的情況下,開發人員更需要知道是什麼引數導致了這樣的異常。這個時候我們就需要將方法呼叫的引數資訊追加到自定義資訊中。下例只列舉了一個引數的情況,多個引數的情況下,可以單獨寫一個工具類組織這樣的字串。
清單 11
public void retieveObjectById(Long id){ try{ //..some code that throws SQLException }catch(SQLException ex){ //將引數資訊新增到異常資訊中 throw new RuntimeException(“Exception in retieveObjectById with Object Id :”+ id, ex); }}
誤區十、不能預知潛在的異常

在寫程式碼的過程中,由於對呼叫程式碼缺乏深層次的瞭解,不能準確判斷是否呼叫的程式碼會產生異常,因而忽略處理。在產生了 Production Bug 之後才想起來應該在某段程式碼處新增異常補捉,甚至不能準確指出出現異常的原因。這就需要開發人員不僅知道自己在做什麼,而且要去儘可能的知道別人做了什麼,可能會導致什麼結果,從全域性去考慮整個應用程式的處理過程。這些思想會影響我們對程式碼的編寫和處理。
誤區十一、混用多種第三方日誌庫

現如今 Java 第三方日誌庫的種類越來越多,一個大專案中會引入各種各樣的框架,而這些框架又會依賴不同的日誌庫的實現。最麻煩的問題倒不是引入所有需要的這些日誌庫,問題在於引入的這些日誌庫之間本身不相容。如果在專案初期可能還好解決,可以把所有程式碼中的日誌庫根據需要重新引入一遍,或者換一套框架。但這樣的成本不是每個專案都承受的起的,而且越是隨著專案的進行,這種風險就越大。
怎麼樣才能有效的避免類似的問題發生呢,現在的大多數框架已經考慮到了類似的問題,可以通過配置 Properties 或 xml 檔案、引數或者執行時掃描 Lib 庫中的日誌實現類,真正在應用程式執行時才確定具體應用哪個特定的日誌庫。
其實根據不需要多層次列印日誌那條原則,我們就可以簡化很多原本呼叫日誌列印程式碼的類。很多情況下,我們可以利用攔截器或者過濾器實現日誌的列印,降低程式碼維護、遷移的成本。
結束語

以上純屬個人的經驗和總結,事物都是辯證的,沒有絕對的原則,適合自己的才是最有效的原則。希望以上的講解和分析可以對您有所幫助。
注:加群要求 學習交流群:450936584

1、想學習JAVA這一門技術, 對JAVA感興趣,想從事JAVA工作的。
2、工作0-5年,感覺自己技術不行,想提升的
3、如果沒有工作經驗,但基礎非常紮實,想提升自己技術的。
4、還有就是想一起交流學習的。
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