关于Java异常处理的9条原则
关于Java异常处理的9条原则
在Java编程中，合理有效地处理异常对于保证程序的稳定性和可维护性至关重要
充分发挥异常优点，可以提高程序可读、可靠、可维护性
本文基于Effective Java 异常章节总结9条异常处理原则
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只针对异常情况才使用异常
不要使用异常来做程序的流程控制，只有针对异常情况才使用异常
不主动判断数组下标是否越界，而使用异常控制流程的反例：
int[] ints = {1, 2, 3, 4, 5};
int index = 0;
try {
while (true) {
System.out.println(ints[index++]);
}
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
}
对可恢复的情况使用受检异常，对编程错误使用运行时异常
广泛的异常指Throwable，它可以分为三种异常:
- 受检异常 CheckException：编译时需要处理（捕获/抛出）的异常（比如IOException等）
- 运行时异常 RuntimeException：程序运行错误时抛出的异常（比如空指针NullPointerException、非法参数等）
- 错误 Error：运行时虚拟机出现的错误（比如OOM等）
处理受检异常时可以捕获或抛出进行处理，如果希望“恢复”则可以在捕获时进行重试
如果要自定义未受检异常（编译时不需要处理），则要为运行时异常的子类
class MyException extends RuntimeException
错误一般不在代码中进行处理，发生错误时需要排查根源再改造代码
API设计时遵循：对于可以恢复的情况抛出受检异常、对于程序错误抛出运行时异常、不确定能不能恢复抛出未受检异常 （未受检异常可以看成运行时异常）
如果在最外层（离用户最近）返回用户能理解的错误信息
避免不必要的使用受检异常
受检异常需要手动进行处理，这往往能够带来可靠
但是多种受检异常会让API难以使用，调用者处理时直接痛苦面具~
try {
} catch (SQLException se) {
// 处理数据库相关异常
} catch (IOException ioe) {
// 处理文件读写相关异常
} catch (ClassNotFoundException cnfe) {
// 处理类未找到异常，可能在加载驱动时出现
}
这时候为了偷懒可能会直接使用Exception统一进行处理~
try {
} catch (Exception e) {
// 偷懒
}
如果不使用catch处理就直接抛出受检异常
如果无法恢复则抛出未受检异常，通常是自定义的业务异常，如调用失败请稍后重试
记得带上异常信息，防止后续打印日志导致异常信息丢失
try {
} catch (IOException e) {
throw new MyException("请稍后重试", e);
}
优先使用标准的异常
优先复用标准异常，如非法参数、数组下标越界异常
业务开发更多的还是复用自定义的业务异常~
复用已有的异常，不满足再自定义新异常
抛出与抽象对应的异常
当设计抽象层次的方法时，关注抽象层级的异常，而不是底层的具体实现的异常
ArrayList的迭代器在获取下一个元素时，如果越界会抛出NoSuchElementException
public E next() {
checkForComodification();
int i = cursor;
if (i >= size)
throw new NoSuchElementException();
Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if (i >= elementData.length)
throw new ConcurrentModificationException();
cursor = i + 1;
return (E) elementData[lastRet = i];
}
AbstractSequentialList 在实现get获取元素时捕获NoSuchElementException，抛出IndexOutOfBoundsException
public E get(int index) {
try {
return listIterator(index).next();
} catch (NoSuchElementException exc) {
throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index);
}
}
抽象层次捕获实现层次的NoSuchElementException异常，并抛出按照抽象层次进行解释的异常IndexOutOfBoundsException
每个方法抛出的所有异常要建立文档
如果方法要抛出异常，在文档中使用@throw说明什么情况下会抛出该异常
/**
* @throws IOException
* if an I/O error occurs
*/
避免抛出Exception、Throwable 要抛出更具体的异常
方法的throws只说明可能抛出的受检异常
@throw要记录在哪种情况下可能抛出的受检异常和运行时异常
在异常信息中保留关键信息
异常中会存储字符串保留当时发生异常的现场相关信息，这种信息对于我们的排查是非常有利的
为了能够更容易的保留这种关键信息，可以在自定义异常时写出方便排查的构造
public class IndexOutOfBoundsException extends RuntimeException {
//下限
private final int lowerBound;
//上限
private final int upperBound;
//当前越界下标
private final int index;
public IndexOutOfBoundsException(int lowerBound, int upperBound,
int index) {
//关键信息
super(String.format(
"Lower bound: %d, Upper bound: %d, Index: %d",
lowerBound, upperBound, index));
this.lowerBound = lowerBound;
this.upperBound = upperBound;
this.index = index;
}
}
比如这个下标越界中包含上下界限以及当前下标位置，能够给出关键信息
努力使失败保持原子性
有些情况下发生异常导致失败会让对象的状态不一致，从而导致数据不一致
发生这种情况后，如果再使用数据不一致的对象就会发生错误
在实现方法时应该努力让发生异常导致失败时保持原子性，失败的调用方法应该让对象处于之前的状态
保证原子性的方法有5种：
-
使用不可变对象：即使失败导致出错只要不创建/替换对象，对象都是不可变的
-
使用前检查入参，提前抛出异常
比如ArrayList.remove方法，获取下标前要检查入参
public E remove(int index) { rangeCheck(index); modCount++; //如果不检查入参，此时抛出下标越界异常导致modCount数据不一致 E oldValue = elementData(index); int numMoved = size - index - 1; if (numMoved > 0) System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved); elementData[--size] = null; return oldValue; } -
调整处理顺序，让可能导致程序失败的步骤发生在改变数据操作之前（类似第二种）
比如TreeSet需要内部元素实现比较器，如果未实现比较器或者元素类型不同，会发生类型转换异常，从而抛出异常不会执行添加操作
-
将源对象进行拷贝，如果发生异常错误可以找回源对象（或直接使用拷贝的对象进行处理）
列表排序时会先拷贝一份数组再进行排序
default void sort(Comparator<? super E> c) { //拷贝 Object[] a = this.toArray(); Arrays.sort(a, (Comparator) c); //排序完设置 ListIterator<E> i = this.listIterator(); for (Object e : a) { i.next(); i.set((E) e); } } -
提供回滚操作，发生异常错误时使用回滚操作达到对象的状态一致
不要忽略异常
发生异常时不要忽略（catch块为空）
try{
}catch{
//为空 忽略
}
忽略异常会导致程序继续执行下去可能导致错误发生，错误发生时也会难以排查
处理异常时可以打印日志，保留异常堆栈信息，如果要抛出就不要重复打印日志
如果要忽略可以写下注释说明理由
总结
只有针对异常情况才使用异常，不要使用异常来做程序的流程控制
广泛的异常分为受检异常、运行时异常（非受检异常）和错误，通常只接触前两者，后者排查虚拟机错误时才接触
对于运行恢复的情况抛出受检异常，程序错误或不确定是否允许恢复的情况抛出运行时异常
受检异常必须进行处理，能够带来可靠，但太多会导致复杂，不catch处理受检异常时可以直接抛出
优先复用已有的标准异常，不满足需求时再自定义
设计抽象层次方法时，关注抽象层次异常，而不是具体实现异常，通过捕获具体实现异常再抛出抽象层次异常
方法文档需要说明可能抛出的异常，不要抛出Exception异常，要抛出具体异常
自定义异常时尽量构造出方便排查的关键信息
异常失败可能导致对象状态不一致，可使用不可变对象、检查入参、调整执行顺序、拷贝对象、实现回滚等方案解决
忽略异常会导致程序继续执行从而发生错误结果，难以排查
最后（不要白嫖，一键三连求求拉~）
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