Java：優(yōu)雅地處理異常真是一門學(xué)問??！-創(chuàng)新互聯(lián)

本篇我們來(lái)談?wù)勅绾蝺?yōu)雅地處理異常。

創(chuàng)新互聯(lián)公司于2013年開始，先為南山等服務(wù)建站，南山等地企業(yè)，進(jìn)行企業(yè)商務(wù)咨詢服務(wù)。為南山企業(yè)網(wǎng)站制作PC+手機(jī)+微官網(wǎng)三網(wǎng)同步一站式服務(wù)解決您的所有建站問題。

01、異常處理機(jī)制可以少出 bug

你有沒有這樣的印象，當(dāng)你想要更新一款 APP 的時(shí)候，它的更新日志里總有這么一兩句描述：

• 修復(fù)若干 bug
• 殺了某程序員祭天，并成功解決掉他遺留的 bug

作為一名負(fù)責(zé)任的程序員，我們當(dāng)然希望程序不會(huì)出現(xiàn) bug，因?yàn)?bug 出現(xiàn)的越多，間接地證明了我們的編程能力越差，至少領(lǐng)導(dǎo)是這么看的。

事實(shí)上，領(lǐng)導(dǎo)是不會(huì)拿自己的腦袋宣言的：“我們的程序絕不存在任何一個(gè) bug?！钡?dāng)程序出現(xiàn) bug 的時(shí)候，領(lǐng)導(dǎo)會(huì)毫不猶豫地選擇讓程序員背鍋。

為了讓自己少背鍋，我們可以這樣做：

• 在編碼階段合理使用異常處理機(jī)制，并記錄日志以備后續(xù)分析
• 在測(cè)試階段進(jìn)行大量有效的測(cè)試，在用戶發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤之前發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤

還有一點(diǎn)需要做的是，在敲代碼之前，學(xué)習(xí)必要的編程常識(shí)，做到兵馬未動(dòng)，糧草先行。

02、異常分類

在 Java 中，異常（Throwable）的層次結(jié)構(gòu)大致如下。

Error 類異常描述了 Java 運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的內(nèi)部錯(cuò)誤，比如最常見的OutOfMemoryError和NoClassDefFoundError。

導(dǎo)致OutOfMemoryError的常見原因有以下幾種：

• 內(nèi)存中加載的數(shù)據(jù)量過(guò)于龐大，如一次從數(shù)據(jù)庫(kù)取出過(guò)多數(shù)據(jù)；
• 集合中的對(duì)象引用在使用完后未清空，使得 JVM 不能回收；
• 代碼中存在死循環(huán)或循環(huán)產(chǎn)生過(guò)多重復(fù)的對(duì)象；
• 啟動(dòng)參數(shù)中內(nèi)存的設(shè)定值過(guò)小；

OutOfMemoryError的解決辦法需要視情況而定，但問題的根源在于程序的設(shè)計(jì)不夠合理，需要通過(guò)一些性能檢測(cè)才能找得出引發(fā)問題的根源。

導(dǎo)致NoClassDefFoundError的原因只有一個(gè)，Java 虛擬機(jī)在編譯時(shí)能找到類，而在運(yùn)行時(shí)卻找不到。

NoClassDefFoundError的解決辦法，我截了一張圖，如上所示。當(dāng)一個(gè)項(xiàng)目引用了另外一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，切記這一步！

Exception（例外）通?？煞譃閮深?，一類是寫代碼的人造成的，比如訪問空指針（NullPointerException）。應(yīng)當(dāng)在敲代碼的時(shí)候進(jìn)行檢查，以杜絕這類異常的發(fā)生。

if (str == null || "".eqauls(str)) {
}

另外一類異常不是寫代碼的人造成的，要么需要拋出，要么需要捕獲，比如說(shuō)常見的IOException。

拋出的示例。

public static void main(String[] args) throws IOException {
    InputStream is = new FileInputStream("沉默王二.txt");
    int b;
    while ((b = is.read()) != -1) {

    }
}

捕獲的示例。

public static void main(String[] args) {
    try {
        InputStream is = new FileInputStream("沉默王二.txt");
        int b;
        while((b = is.read()) != -1) {

        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

03、finally

當(dāng)拋出異常的時(shí)候，剩余的代碼就會(huì)終止執(zhí)行，這時(shí)候一些資源就需要主動(dòng)回收。Java 的解決方案就是finally子句——不管異常有沒有被捕獲，finally子句里的代碼都會(huì)執(zhí)行。

在下面的示例當(dāng)中，輸入流將會(huì)被關(guān)閉，以釋放資源。

public static void main(String[] args) {
    InputStream is = null;
    try {
        is = new FileInputStream("沉默王二.txt");
        int b;
        while ((b = is.read()) != -1) {}
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        is.close();
    }
}

但我總覺得這樣的設(shè)計(jì)有點(diǎn)問題，因?yàn)?code>close()方法同樣會(huì)拋出IOException：

public void close() throws IOException {}

也就是說(shuō)，調(diào)用close()的 main 方法要么需要拋出IOException，要么需要在finally子句里重新捕獲IOException。

選擇前一種就會(huì)讓try catch略顯尷尬，就像下面這樣。

public static void main(String[] args) throws IOException {
    InputStream is = null;
    try {
        is = new FileInputStream("沉默王二.txt");
        int b;
        while ((b = is.read()) != -1) {}
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        is.close();
    }
}

選擇后一種會(huì)讓代碼看起來(lái)很臃腫，就像下面這樣。

public static void main(String[] args) {
    InputStream is = null;
    try {
        is = new FileInputStream("沉默王二.txt");
        int b;
        while ((b = is.read()) != -1) {}
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            is.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

總之，我們需要另外一種更優(yōu)雅的解決方案。JDK7 新增了Try-With-Resource語(yǔ)法：如果一個(gè)類（比如InputStream）實(shí)現(xiàn)了AutoCloseable接口，那么就可以將該類的對(duì)象創(chuàng)建在try關(guān)鍵字后面的括號(hào)中，當(dāng)try-catch代碼塊執(zhí)行完畢后，Java 會(huì)確保該對(duì)象的close方法被調(diào)用。示例如下。

public static void main(String[] args) {
    try (InputStream is = new FileInputStream("沉默王二.txt")) {
        int b;
        while ((b = is.read()) != -1) {
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

04、實(shí)用建議

關(guān)于異常處理機(jī)制的使用，我這里總結(jié)了一些非常實(shí)用的建議，希望你能夠采納。

1）盡量捕獲原始的異常。

實(shí)際應(yīng)該捕獲FileNotFoundException，卻捕獲了泛化的Exception。示例如下。

InputStream is = null;
try {
    is = new FileInputStream("沉默王二.txt");
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

這樣做的壞處顯而易見：假如你喊“王二”，那么我就敢答應(yīng)；假如你喊“老王”，那么我還真不敢答應(yīng)，萬(wàn)一你喊的我妹妹“王三”呢？

很多初學(xué)者誤以為捕獲泛化的Exception更省事，但也更容易讓人“丈二和尚摸不著頭腦”。相反，捕獲原始的異常能夠讓協(xié)作者更輕松地辨識(shí)異常類型，更容易找出問題的根源。

2）盡量不要打印堆棧后再拋出異常

當(dāng)異常發(fā)生時(shí)打印它，然后重新拋出它，以便調(diào)用者能夠適當(dāng)?shù)靥幚硭＞拖裣旅孢@段代碼一樣。

public static void main(String[] args) throws IOException {
    try (InputStream is = new FileInputStream("沉默王二.txt")) {
    }catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
        throw e;
    } 
}

這似乎考慮得很周全，但是這樣做的壞處是調(diào)用者可能也打印了異常，重復(fù)的打印信息會(huì)增添排查問題的難度。

java.io.FileNotFoundException: 沉默王二.txt (系統(tǒng)找不到指定的文件。)
    at java.io.FileInputStream.open0(Native Method)
    at java.io.FileInputStream.open(FileInputStream.java:195)
    at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:138)
    at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:93)
    at learning.Test.main(Test.java:10)
Exception in thread "main" java.io.FileNotFoundException: 沉默王二.txt (系統(tǒng)找不到指定的文件。)
    at java.io.FileInputStream.open0(Native Method)
    at java.io.FileInputStream.open(FileInputStream.java:195)
    at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:138)
    at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:93)
    at learning.Test.main(Test.java:10)

3）千萬(wàn)不要用異常處理機(jī)制代替判斷

我曾見過(guò)類似下面這樣奇葩的代碼，本來(lái)應(yīng)該判null的，結(jié)果使用了異常處理機(jī)制來(lái)代替。

public static void main(String[] args) {
    try {
        String str = null;
        String[] strs = str.split(",");
    } catch (NullPointerException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

捕獲異常相對(duì)判斷花費(fèi)的時(shí)間要多得多！我們可以模擬兩個(gè)代碼片段來(lái)對(duì)比一下。

代碼片段 A：

long a = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    try {
        String str = null;
        String[] strs = str.split(",");
    } catch (NullPointerException e) {
    }
}
long b = System.currentTimeMillis();
System.out.println(b - a);

代碼片段 B：

long a = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    String str = null;
    if (str != null) {
        String[] strs = str.split(",");
    }
}
long b = System.currentTimeMillis();
System.out.println(b - a);

100000 萬(wàn)次的循環(huán)，代碼片段 A（異常處理機(jī)制）執(zhí)行的時(shí)間大概需要 1983 毫秒；代碼片段 B（正常判斷）執(zhí)行的時(shí)間大概只需要 1 毫秒。這樣的比較雖然不夠精確，但足以說(shuō)明問題。

4）不要盲目地過(guò)早捕獲異常

如果盲目地過(guò)早捕獲異常的話，通常會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的錯(cuò)誤和其他異常。請(qǐng)看下面的例子。

InputStream is = null;
try {
    is = new FileInputStream("沉默王二.txt");

} catch (FileNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}

int b;
try {
    while ((b = is.read()) != -1) {
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

finally {
    try {
        is.close();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

假如文件沒有找到的話，InputStream的對(duì)象引用 is 就為null，新的NullPointerException就會(huì)出現(xiàn)。

java.io.FileNotFoundException: 沉默王二.txt (系統(tǒng)找不到指定的文件。)
    at java.io.FileInputStream.open0(Native Method)
    at java.io.FileInputStream.open(FileInputStream.java:195)
    at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:138)
    at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:93)
    at learning.Test.main(Test.java:12)
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
    at learning.Test.main(Test.java:28)

NullPointerException并不是程序出現(xiàn)問題的本因，但實(shí)際上它出現(xiàn)了，無(wú)形當(dāng)中干擾了我們的視線。正確的做法是延遲捕獲異常，讓程序在第一個(gè)異常捕獲后就終止執(zhí)行。

05、最后

好了，關(guān)于異常我們就說(shuō)到這。異常處理是程序開發(fā)中必不可少的操作之一，但如何正確優(yōu)雅地對(duì)異常進(jìn)行處理卻是一門學(xué)問，好的異常處理機(jī)制可以確保程序的健壯性，提高系統(tǒng)的可用率。

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標(biāo)題名稱：Java：優(yōu)雅地處理異常真是一門學(xué)問??！-創(chuàng)新互聯(lián)
新聞來(lái)源：http://muchs.cn/article30/cdgpso.html

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