Java异常处理

作者: SevenLin1993 | 来源:发表于2018-10-07 23:14 被阅读3次

    简介

    何为异常处理

    在计算机科学中,异常处理(Exception Handling)指的是在计算过程中对异常情况做出的响应处理。异常情况通常需要通过特殊的处理,通常做法就是改变程序的正常执行流程。

    在编程世界中异常处理机制通常是不同的语言有不同的实现;在硬件中异常处理通常是通过中断(interrupts)实现;针对程序中的异常,操作系统通过IPC(Inter-Process Communication,进程间通信)提供出异常处理的设施。

    异常处理的意义

    • 提高健壮性,提前对可能发生的异常情况预判处理提高稳定性和可用性(如,预判网路异常然后在异常处理中进行重试)
    • 利于错误恢复和错误处理,针对不同的异常进行不同的处理
    • 有利于发生异常时问题的排查和解决(如,通过logger可以知道错误发生的地方、错误详情等信息)

    Java的异常处理机制

    Java中的异常

    Java中的异常大概如下:


    image.png

    其中检查异常(checked)是指需要在程序中明确使用try-catch代码或者显示throw处理的异常,而非检查异常则不需要强制处理异常。

    其中,Error是JVM处理严重错误而抛出的而且这种错误一般是无法恢复的,我们日常编程中基本使用不到;而ExceptionRuntimeException是我们日常使用比较多的,常见的ExceptionIOExceptionSocketTimeoutException,常见的RuntimeExceptionNullPointerExceptionIndexOutOfBoundsException

    这里有个一直的争论,就是有人认为Java的检查异常就是设计上的错误,因为checked异常需要显示处理或者throw,而且如果没有处理则需要不断throw,假设是底层接口那么该异常将会不断蔓延扩大,而且try-catch本身就是对编程不友好的虽然他能够提高代码的健壮性,但从另外一个角度来说,我们真的能够在发生异常的时候进行错误恢复吗?答案是不能的或者是极少。所以,检查异常的利与弊争论是一直有的,这里不再展开。

    异常处理方法

    看个栗子:

    public class DateUtils {
        
        public static Date parseA(String date, String format) {
    
            try {
                return new SimpleDateFormat(format).parse(date);
            } catch (ParseException e) {
                System.out.println("Date parse error," + e.getMessage());
                throw new RuntimeException("Date parse error," + e.getMessage(), e);
            }
    
        }
    
        public static Date parseB(String date, String format) throws ParseException {
            return new SimpleDateFormat(format).parse(date);
        }
    
    
        public static void main(String[] args) {
            
            Date dateA = DateUtils.parseA("2018-10-07", "yyyy-MM-dd");
            
            try {
                Date dateB = DateUtils.parseB("2018-10-07", "yyyy-MM-dd");
            } catch (ParseException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
        }
        
    }
    

    可以看出,异常处理主要两种方法:

    • throws,显示抛出,在方法签名表明该方法调用需要处理异常(其实就是把异常交给上层调用方处理)
    • try-catch,捕获并处理

    Java异常处理的实现

    也许我们会好奇,Java是如何处理异常的,特别是try-catch的语法,Java是如何在异常发生时执行catch代码块的?
    这里我通过上面的例子通过javap命令反编译看parseA方法如下:

    public static java.util.Date parseA(java.lang.String, java.lang.String);
        Code:
           0: new           #2                  // class java/text/SimpleDateFormat
           3: dup
           4: aload_1
           5: invokespecial #3                  // Method java/text/SimpleDateFormat."<init>":(Ljava/lang/String;)V
           8: aload_0
           9: invokevirtual #4                  // Method java/text/SimpleDateFormat.parse:(Ljava/lang/String;)Ljava/util/Date;
          12: areturn
          13: astore_2
          14: getstatic     #6                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
          17: new           #7                  // class java/lang/StringBuilder
          20: dup
          21: invokespecial #8                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
          24: ldc           #9                  // String Date parse error,
          26: invokevirtual #10                 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
          29: aload_2
          30: invokevirtual #11                 // Method java/text/ParseException.getMessage:()Ljava/lang/String;
          33: invokevirtual #10                 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
          36: invokevirtual #12                 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
          39: invokevirtual #13                 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
          42: new           #14                 // class java/lang/RuntimeException
          45: dup
          46: new           #7                  // class java/lang/StringBuilder
          49: dup
          50: invokespecial #8                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
          53: ldc           #9                  // String Date parse error,
          55: invokevirtual #10                 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
          58: aload_2
          59: invokevirtual #11                 // Method java/text/ParseException.getMessage:()Ljava/lang/String;
          62: invokevirtual #10                 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
          65: invokevirtual #12                 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
          68: aload_2
          69: invokespecial #15                 // Method java/lang/RuntimeException."<init>":(Ljava/lang/String;Ljava/lang/Throwable;)V
          72: athrow
        Exception table:
           from    to  target type
               0    12    13   Class java/text/ParseException
    

    可以看到有Exception table异常表,这里就是我们Java代码中的try-catch范围,而且也是生成异常栈轨迹的来源,这就方便JVM处理异常已经异常栈轨迹的生成。

    从这里可以知道,Java异常处理的原理就是通过Exception table来定义程序异常的出入口的。

    如何正确处理异常

    这里列出一些工作中通常的异常处理原则,《Effective Java》第2版第九章介绍得很清楚,这里列举一些常用的:

    • 重新抛出的异常必须保留原来的异常,即throw new NewException("message", e), 而不能写成throw new NewException("message"),保证异常栈轨迹不被忽略
    • 在所有异常被捕获且没有重新抛出的地方必须打印日志
    • 如果属于异常的空异常处理块必须注释说明原因,否则不允许空的catch块
    • 框架尽量捕获低级异常,并封装成高级异常重新抛出,隐藏低级异常的细节
    • 不允许用e.printStackTrace()打印异常,因为这样会输出到控制台而且没有备份,没有类信息,没有基本难以使用,正确做法是统一交给日志框架处理
    • 优先使用标准异常,使用标准异常能够一目了然知道什么错误,如Java提供的IllegalArgumentExceptionUnsupportedOperationException
    • 尽量捕获特定异常而不是捕获Exception,这样才能够针对特定异常做特定处理
    • 尽量捕获特定异常代码而不是一个try-catch包含了所有代码

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