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Java異常架構(gòu)與異常關(guān)鍵字
Java異常簡介
Java異常是Java提供的一種識別及響應(yīng)錯誤的一致性機(jī)制。
Java異常機(jī)制可以使程序中異常處理代碼和正常業(yè)務(wù)代碼分離,保證程序代碼更加優(yōu)雅,并提高程序健壯性。在有效使用異常的情況下,異常能清晰的回答what, where, why這3個問題:異常類型回答了“什么”被拋出,異常堆棧跟蹤回答了“在哪”拋出,異常信息回答了“為什么”會拋出。
Java異常架構(gòu)

1. Throwable
Throwable 是 Java 語言中所有錯誤與異常的超類。
Throwable 包含兩個子類:Error(錯誤)和 Exception(異常),它們通常用于指示發(fā)生了異常情況。
Throwable 包含了其線程創(chuàng)建時線程執(zhí)行堆棧的快照,它提供了 printStackTrace() 等接口用于獲取堆棧跟蹤數(shù)據(jù)等信息。
2. Error(錯誤)
定義:Error 類及其子類。程序中無法處理的錯誤,表示運行應(yīng)用程序中出現(xiàn)了嚴(yán)重的錯誤。
特點:此類錯誤一般表示代碼運行時 JVM 出現(xiàn)問題。通常有 Virtual MachineError(虛擬機(jī)運行錯誤)、NoClassDefFoundError(類定義錯誤)等。比如 OutOfMemoryError:內(nèi)存不足錯誤;StackOverflowError:棧溢出錯誤。此類錯誤發(fā)生時,JVM 將終止線程。
這些錯誤是不受檢異常,非代碼性錯誤。因此,當(dāng)此類錯誤發(fā)生時,應(yīng)用程序不應(yīng)該去處理此類錯誤。按照J(rèn)ava慣例,我們是不應(yīng)該實現(xiàn)任何新的Error子類的!
3. Exception(異常)
程序本身可以捕獲并且可以處理的異常。Exception 這種異常又分為兩類:運行時異常和編譯時異常。
運行時異常
定義:RuntimeException 類及其子類,表示 JVM 在運行期間可能出現(xiàn)的異常。
特點:Java 編譯器不會檢查它。也就是說,當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常時,倘若既"沒有通過throws聲明拋出它",也"沒有用try-catch語句捕獲它",還是會編譯通過。比如NullPointerException空指針異常、ArrayIndexOutBoundException數(shù)組下標(biāo)越界異常、ClassCastException類型轉(zhuǎn)換異常、ArithmeticExecption算術(shù)異常。
此類異常屬于不受檢異常,一般是由程序邏輯錯誤引起的,在程序中可以選擇捕獲處理,也可以不處理。雖然 Java 編譯器不會檢查運行時異常,但是我們也可以通過 throws 進(jìn)行聲明拋出,也可以通過 try-catch 對它進(jìn)行捕獲處理。如果產(chǎn)生運行時異常,則需要通過修改代碼來進(jìn)行避免。例如,若會發(fā)生除數(shù)為零的情況,則需要通過代碼避免該情況的發(fā)生!
RuntimeException 異常會由 Java 虛擬機(jī)自動拋出并自動捕獲(就算我們沒寫異常捕獲語句運行時也會拋出錯誤?。。?,此類異常的出現(xiàn)絕大數(shù)情況是代碼本身有問題應(yīng)該從邏輯上去解決并改進(jìn)代碼。
編譯時異常
定義: Exception 中除 RuntimeException 及其子類之外的異常。
特點: Java 編譯器會檢查它。如果程序中出現(xiàn)此類異常,比如 ClassNotFoundException(沒有找到指定的類異常),IOException(IO流異常),要么通過throws進(jìn)行聲明拋出,要么通過try-catch進(jìn)行捕獲處理,否則不能通過編譯。在程序中,通常不會自定義該類異常,而是直接使用系統(tǒng)提供的異常類。該異常我們必須手動在代碼里添加捕獲語句來處理該異常。
4. 受檢異常與非受檢異常
Java 的所有異??梢苑譃槭軝z異常(checked exception)和非受檢異常(unchecked exception)。
受檢異常
編譯器要求必須處理的異常。正確的程序在運行過程中,經(jīng)常容易出現(xiàn)的、符合預(yù)期的異常情況。一旦發(fā)生此類異常,就必須采用某種方式進(jìn)行處理。除 RuntimeException 及其子類外,其他的 Exception 異常都屬于受檢異常。編譯器會檢查此類異常,也就是說當(dāng)編譯器檢查到應(yīng)用中的某處可能會此類異常時,將會提示你處理本異?!词褂胻ry-catch捕獲,要么使用方法簽名中用 throws 關(guān)鍵字拋出,否則編譯不通過。
非受檢異常
編譯器不會進(jìn)行檢查并且不要求必須處理的異常,也就說當(dāng)程序中出現(xiàn)此類異常時,即使我們沒有try-catch捕獲它,也沒有使用throws拋出該異常,編譯也會正常通過。該類異常包括運行時異常(RuntimeException極其子類)和錯誤(Error)。
Java異常關(guān)鍵字
try – 用于監(jiān)聽。將要被監(jiān)聽的代碼(可能拋出異常的代碼)放在try語句塊之內(nèi),當(dāng)try語句塊內(nèi)發(fā)生異常時,異常就被拋出。
catch – 用于捕獲異常。catch用來捕獲try語句塊中發(fā)生的異常。
finally – finally語句塊總是會被執(zhí)行。它主要用于回收在try塊里打開的物力資源(如數(shù)據(jù)庫連接、網(wǎng)絡(luò)連接和磁盤文件)。只有finally塊,執(zhí)行完成之后,才會回來執(zhí)行try或者catch塊中的return或者throw語句,如果finally中使用了return或者throw等終止方法的語句,則就不會跳回執(zhí)行,直接停止。
throw – 用于拋出異常。
throws – 用在方法簽名中,用于聲明該方法可能拋出的異常。
Java異常處理

Java 通過面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行異常處理,一旦方法拋出異常,系統(tǒng)自動根據(jù)該異常對象尋找合適異常處理器(Exception Handler)來處理該異常,把各種不同的異常進(jìn)行分類,并提供了良好的接口。在 Java 中,每個異常都是一個對象,它是 Throwable 類或其子類的實例。
當(dāng)一個方法出現(xiàn)異常后便拋出一個異常對象,該對象中包含有異常信息,調(diào)用這個對象的方法可以捕獲到這個異常并可以對其進(jìn)行處理。Java 的異常處理是通過 5 個關(guān)鍵詞來實現(xiàn)的:try、catch、throw、throws 和 finally。
在Java應(yīng)用中,異常的處理機(jī)制分為聲明異常,拋出異常和捕獲異常。
聲明異常
通常,應(yīng)該捕獲那些知道如何處理的異常,將不知道如何處理的異常繼續(xù)傳遞下去。傳遞異常可以在方法簽名處使用 throws 關(guān)鍵字聲明可能會拋出的異常。
注意
非檢查異常(Error、RuntimeException 或它們的子類)不可使用 throws 關(guān)鍵字來聲明要拋出的異常。
一個方法出現(xiàn)編譯時異常,就需要 try-catch/ throws 處理,否則會導(dǎo)致編譯錯誤。拋出異常
如果你覺得解決不了某些異常問題,且不需要調(diào)用者處理,那么你可以拋出異常。
throw關(guān)鍵字作用是在方法內(nèi)部拋出一個Throwable類型的異常。任何Java代碼都可以通過throw語句拋出異常。
捕獲異常
程序通常在運行之前不報錯,但是運行后可能會出現(xiàn)某些未知的錯誤,但是還不想直接拋出到上一級,那么就需要通過try…catch…的形式進(jìn)行異常捕獲,之后根據(jù)不同的異常情況來進(jìn)行相應(yīng)的處理。
如何選擇異常類型
可以根據(jù)下圖來選擇是捕獲異常,聲明異常還是拋出異常

常見異常處理方式
直接拋出異常
通常,應(yīng)該捕獲那些知道如何處理的異常,將不知道如何處理的異常繼續(xù)傳遞下去。傳遞異??梢栽诜椒ê灻幨褂?throws 關(guān)鍵字聲明可能會拋出的異常。
封裝異常再拋出
有時我們會從 catch 中拋出一個異常,目的是為了改變異常的類型。多用于在多系統(tǒng)集成時,當(dāng)某個子系統(tǒng)故障,異常類型可能有多種,可以用統(tǒng)一的異常類型向外暴露,不需暴露太多內(nèi)部異常細(xì)節(jié)。
捕獲異常
在一個 try-catch 語句塊中可以捕獲多個異常類型,并對不同類型的異常做出不同的處理
同一個 catch 也可以捕獲多種類型異常,用 | 隔開
自定義異常
習(xí)慣上,定義一個異常類應(yīng)包含兩個構(gòu)造函數(shù),一個無參構(gòu)造函數(shù)和一個帶有詳細(xì)描述信息的構(gòu)造函數(shù)(Throwable 的 toString 方法會打印這些詳細(xì)信息,調(diào)試時很有用)
try-catch-finally
當(dāng)方法中發(fā)生異常,異常處之后的代碼不會再執(zhí)行,如果之前獲取了一些本地資源需要釋放,則需要在方法正常結(jié)束時和 catch 語句中都調(diào)用釋放本地資源的代碼,顯得代碼比較繁瑣,finally 語句可以解決這個問題。
調(diào)用該方法時,讀取文件時若發(fā)生異常,代碼會進(jìn)入 catch 代碼塊,之后進(jìn)入 finally 代碼塊;若讀取文件時未發(fā)生異常,則會跳過 catch 代碼塊直接進(jìn)入 finally 代碼塊。所以無論代碼中是否發(fā)生異常,fianlly 中的代碼都會執(zhí)行。
若 catch 代碼塊中包含 return 語句,finally 中的代碼還會執(zhí)行嗎?將以上代碼中的 catch 子句修改如下:
調(diào)用 readFile 方法,觀察當(dāng) catch 子句中調(diào)用 return 語句時,finally 子句是否執(zhí)行
可見,即使 catch 中包含了 return 語句,finally 子句依然會執(zhí)行。若 finally 中也包含 return 語句,finally 中的 return 會覆蓋前面的 return.
try-with-resource
上面例子中,finally 中的 close 方法也可能拋出 IOException, 從而覆蓋了原始異常。JAVA 7 提供了更優(yōu)雅的方式來實現(xiàn)資源的自動釋放,自動釋放的資源需要是實現(xiàn)了 AutoCloseable 接口的類。
try 代碼塊退出時,會自動調(diào)用 scanner.close 方法,和把 scanner.close 方法放在 finally 代碼塊中不同的是,若 scanner.close 拋出異常,則會被抑制,拋出的仍然為原始異常。被抑制的異常會由 addSusppressed 方法添加到原來的異常,如果想要獲取被抑制的異常列表,可以調(diào)用 getSuppressed 方法來獲取。
Java異常常見面試題
1. Error 和 Exception 區(qū)別是什么?
Error 類型的錯誤通常為虛擬機(jī)相關(guān)錯誤,如系統(tǒng)崩潰,內(nèi)存不足,堆棧溢出等,編譯器不會對這類錯誤進(jìn)行檢測,JAVA 應(yīng)用程序也不應(yīng)對這類錯誤進(jìn)行捕獲,一旦這類錯誤發(fā)生,通常應(yīng)用程序會被終止,僅靠應(yīng)用程序本身無法恢復(fù);
Exception 類的錯誤是可以在應(yīng)用程序中進(jìn)行捕獲并處理的,通常遇到這種錯誤,應(yīng)對其進(jìn)行處理,使應(yīng)用程序可以繼續(xù)正常運行。
2. 運行時異常和一般異常(受檢異常)區(qū)別是什么?
運行時異常包括 RuntimeException 類及其子類,表示 JVM 在運行期間可能出現(xiàn)的異常。Java 編譯器不會檢查運行時異常。
受檢異常是Exception 中除 RuntimeException 及其子類之外的異常。Java 編譯器會檢查受檢異常。
RuntimeException異常和受檢異常之間的區(qū)別:是否強制要求調(diào)用者必須處理此異常,如果強制要求調(diào)用者必須進(jìn)行處理,那么就使用受檢異常,否則就選擇非受檢異常(RuntimeException)。一般來講,如果沒有特殊的要求,我們建議使用RuntimeException異常。
3. JVM 是如何處理異常的?
在一個方法中如果發(fā)生異常,這個方法會創(chuàng)建一個異常對象,并轉(zhuǎn)交給 JVM,該異常對象包含異常名稱,異常描述以及異常發(fā)生時應(yīng)用程序的狀態(tài)。創(chuàng)建異常對象并轉(zhuǎn)交給 JVM 的過程稱為拋出異常??赡苡幸幌盗械姆椒ㄕ{(diào)用,最終才進(jìn)入拋出異常的方法,這一系列方法調(diào)用的有序列表叫做調(diào)用棧。
JVM 會順著調(diào)用棧去查找看是否有可以處理異常的代碼,如果有,則調(diào)用異常處理代碼。當(dāng) JVM 發(fā)現(xiàn)可以處理異常的代碼時,會把發(fā)生的異常傳遞給它。如果 JVM 沒有找到可以處理該異常的代碼塊,JVM 就會將該異常轉(zhuǎn)交給默認(rèn)的異常處理器(默認(rèn)處理器為 JVM 的一部分),默認(rèn)異常處理器打印出異常信息并終止應(yīng)用程序。
4. throw 和 throws 的區(qū)別是什么?
Java 中的異常處理除了包括捕獲異常和處理異常之外,還包括聲明異常和拋出異常,可以通過 throws 關(guān)鍵字在方法上聲明該方法要拋出的異常,或者在方法內(nèi)部通過 throw 拋出異常對象。
throws 關(guān)鍵字和 throw 關(guān)鍵字在使用上的幾點區(qū)別如下:
throw 關(guān)鍵字用在方法內(nèi)部,只能用于拋出一種異常,用來拋出方法或代碼塊中的異常,受查異常和非受查異常都可以被拋出。
throws 關(guān)鍵字用在方法聲明上,可以拋出多個異常,用來標(biāo)識該方法可能拋出的異常列表。一個方法用 throws 標(biāo)識了可能拋出的異常列表,調(diào)用該方法的方法中必須包含可處理異常的代碼,否則也要在方法簽名中用 throws 關(guān)鍵字聲明相應(yīng)的異常。
5. final、finally、finalize 有什么區(qū)別?
final可以修飾類、變量、方法,修飾類表示該類不能被繼承、修飾方法表示該方法不能被重寫、修飾變量表示該變量是一個常量不能被重新賦值。
finally一般作用在try-catch代碼塊中,在處理異常的時候,通常我們將一定要執(zhí)行的代碼方法finally代碼塊中,表示不管是否出現(xiàn)異常,該代碼塊都會執(zhí)行,一般用來存放一些關(guān)閉資源的代碼。
finalize是一個方法,屬于Object類的一個方法,而Object類是所有類的父類,Java 中允許使用 finalize()方法在垃圾收集器將對象從內(nèi)存中清除出去之前做必要的清理工作。
6. NoClassDefFoundError 和 ClassNotFoundException 區(qū)別?
NoClassDefFoundError 是一個 Error 類型的異常,是由 JVM 引起的,不應(yīng)該嘗試捕獲這個異常。
引起該異常的原因是 JVM 或 ClassLoader 嘗試加載某類時在內(nèi)存中找不到該類的定義,該動作發(fā)生在運行期間,即編譯時該類存在,但是在運行時卻找不到了,可能是變異后被刪除了等原因?qū)е拢?/p>
ClassNotFoundException 是一個受查異常,需要顯式地使用 try-catch 對其進(jìn)行捕獲和處理,或在方法簽名中用 throws 關(guān)鍵字進(jìn)行聲明。當(dāng)使用 Class.forName, ClassLoader.loadClass 或 ClassLoader.findSystemClass 動態(tài)加載類到內(nèi)存的時候,通過傳入的類路徑參數(shù)沒有找到該類,就會拋出該異常;另一種拋出該異常的可能原因是某個類已經(jīng)由一個類加載器加載至內(nèi)存中,另一個加載器又嘗試去加載它。
7. try-catch-finally 中哪個部分可以省略?
答:catch 可以省略
原因
更為嚴(yán)格的說法其實是:try只適合處理運行時異常,try+catch適合處理運行時異常+普通異常。也就是說,如果你只用try去處理普通異常卻不加以catch處理,編譯是通不過的,因為編譯器硬性規(guī)定,普通異常如果選擇捕獲,則必須用catch顯示聲明以便進(jìn)一步處理。而運行時異常在編譯時沒有如此規(guī)定,所以catch可以省略,你加上catch編譯器也覺得無可厚非。
理論上,編譯器看任何代碼都不順眼,都覺得可能有潛在的問題,所以你即使對所有代碼加上try,代碼在運行期時也只不過是在正常運行的基礎(chǔ)上加一層皮。但是你一旦對一段代碼加上try,就等于顯示地承諾編譯器,對這段代碼可能拋出的異常進(jìn)行捕獲而非向上拋出處理。如果是普通異常,編譯器要求必須用catch捕獲以便進(jìn)一步處理;如果運行時異常,捕獲然后丟棄并且+finally掃尾處理,或者加上catch捕獲以便進(jìn)一步處理。
至于加上finally,則是在不管有沒捕獲異常,都要進(jìn)行的“掃尾”處理。
8. try-catch-finally 中,如果 catch 中 return 了,finally 還會執(zhí)行嗎?
答:會執(zhí)行,在 return 前執(zhí)行。
注意:在 finally 中改變返回值的做法是不好的,因為如果存在 finally 代碼塊,try中的 return 語句不會立馬返回調(diào)用者,而是記錄下返回值待 finally 代碼塊執(zhí)行完畢之后再向調(diào)用者返回其值,然后如果在 finally 中修改了返回值,就會返回修改后的值。顯然,在 finally 中返回或者修改返回值會對程序造成很大的困擾,C#中直接用編譯錯誤的方式來阻止程序員干這種齷齪的事情,Java 中也可以通過提升編譯器的語法檢查級別來產(chǎn)生警告或錯誤。
代碼示例1:
執(zhí)行結(jié)果:30
代碼示例2:
執(zhí)行結(jié)果:40
9. 類 ExampleA 繼承 Exception,類 ExampleB 繼承ExampleA。
有如下代碼片斷:
請問執(zhí)行此段代碼的輸出是什么?
答:
輸出:ExampleA。(根據(jù)里氏代換原則??,抓取 ExampleA 類型異常的 catch 塊能夠抓住 try 塊中拋出的 ExampleB 類型的異常)
面試題 - 說出下面代碼的運行結(jié)果。(此題的出處是《Java 編程思想》一書)
結(jié)果
10. 常見的 RuntimeException 有哪些?
ClassCastException(類轉(zhuǎn)換異常)
IndexOutOfBoundsException(數(shù)組越界)
NullPointerException(空指針)
ArrayStoreException(數(shù)據(jù)存儲異常,操作數(shù)組時類型不一致)
還有IO操作的BufferOverflowException異常
11. Java常見異常有哪些
java.lang.IllegalAccessError:違法訪問錯誤。當(dāng)一個應(yīng)用試圖訪問、修改某個類的域(Field)或者調(diào)用其方法,但是又違反域或方法的可見性聲明,則拋出該異常。
java.lang.InstantiationError:實例化錯誤。當(dāng)一個應(yīng)用試圖通過Java的new操作符構(gòu)造一個抽象類或者接口時拋出該異常.
java.lang.OutOfMemoryError:內(nèi)存不足錯誤。當(dāng)可用內(nèi)存不足以讓Java虛擬機(jī)分配給一個對象時拋出該錯誤。
java.lang.StackOverflowError:堆棧溢出錯誤。當(dāng)一個應(yīng)用遞歸調(diào)用的層次太深而導(dǎo)致堆棧溢出或者陷入死循環(huán)時拋出該錯誤。
java.lang.ClassCastException:類造型異常。假設(shè)有類A和B(A不是B的父類或子類),O是A的實例,那么當(dāng)強制將O構(gòu)造為類B的實例時拋出該異常。該異常經(jīng)常被稱為強制類型轉(zhuǎn)換異常。
java.lang.ClassNotFoundException:找不到類異常。當(dāng)應(yīng)用試圖根據(jù)字符串形式的類名構(gòu)造類,而在遍歷CLASSPAH之后找不到對應(yīng)名稱的class文件時,拋出該異常。
java.lang.ArithmeticException:算術(shù)條件異常。譬如:整數(shù)除零等。
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException:數(shù)組索引越界異常。當(dāng)對數(shù)組的索引值為負(fù)數(shù)或大于等于數(shù)組大小時拋出。
java.lang.IndexOutOfBoundsException:索引越界異常。當(dāng)訪問某個序列的索引值小于0或大于等于序列大小時,拋出該異常。
java.lang.InstantiationException:實例化異常。當(dāng)試圖通過newInstance()方法創(chuàng)建某個類的實例,而該類是一個抽象類或接口時,拋出該異常。
java.lang.NoSuchFieldException:屬性不存在異常。當(dāng)訪問某個類的不存在的屬性時拋出該異常。
java.lang.NoSuchMethodException:方法不存在異常。當(dāng)訪問某個類的不存在的方法時拋出該異常。
java.lang.NullPointerException:空指針異常。當(dāng)應(yīng)用試圖在要求使用對象的地方使用了null時,拋出該異常。譬如:調(diào)用null對象的實例方法、訪問null對象的屬性、計算null對象的長度、使用throw語句拋出null等等。
java.lang.NumberFormatException:數(shù)字格式異常。當(dāng)試圖將一個String轉(zhuǎn)換為指定的數(shù)字類型,而該字符串確不滿足數(shù)字類型要求的格式時,拋出該異常。
java.lang.StringIndexOutOfBoundsException:字符串索引越界異常。當(dāng)使用索引值訪問某個字符串中的字符,而該索引值小于0或大于等于序列大小時,拋出該異常。
Java異常處理最佳實踐
在 Java 中處理異常并不是一個簡單的事情。不僅僅初學(xué)者很難理解,即使一些有經(jīng)驗的開發(fā)者也需要花費很多時間來思考如何處理異常,包括需要處理哪些異常,怎樣處理等等。這也是絕大多數(shù)開發(fā)團(tuán)隊都會制定一些規(guī)則來規(guī)范進(jìn)行異常處理的原因。而團(tuán)隊之間的這些規(guī)范往往是截然不同的。
本文給出幾個被很多團(tuán)隊使用的異常處理最佳實踐。
1. 在 finally 塊中清理資源或者使用 try-with-resource 語句
當(dāng)使用類似InputStream這種需要使用后關(guān)閉的資源時,一個常見的錯誤就是在try塊的最后關(guān)閉資源。
問題就是,只有沒有異常拋出的時候,這段代碼才可以正常工作。try 代碼塊內(nèi)代碼會正常執(zhí)行,并且資源可以正常關(guān)閉。
但是,使用 try 代碼塊是有原因的,一般調(diào)用一個或多個可能拋出異常的方法,而且,你自己也可能會拋出一個異常,這意味著代碼可能不會執(zhí)行到 try 代碼塊的最后部分。結(jié)果就是,你并沒有關(guān)閉資源。
所以,你應(yīng)該把清理工作的代碼放到 finally 里去,或者使用 try-with-resource 特性。
1.1 使用 finally 代碼塊
與前面幾行 try 代碼塊不同,finally 代碼塊總是會被執(zhí)行。不管 try 代碼塊成功執(zhí)行之后還是你在 catch 代碼塊中處理完異常后都會執(zhí)行。因此,你可以確保你清理了所有打開的資源。
1.2 Java 7 的 try-with-resource 語法
如果你的資源實現(xiàn)了 AutoCloseable 接口,你可以使用這個語法。大多數(shù)的 Java 標(biāo)準(zhǔn)資源都繼承了這個接口。當(dāng)你在 try 子句中打開資源,資源會在 try 代碼塊執(zhí)行后或異常處理后自動關(guān)閉。
2. 優(yōu)先明確的異常
你拋出的異常越明確越好,永遠(yuǎn)記住,你的同事或者幾個月之后的你,將會調(diào)用你的方法并且處理異常。
因此需要保證提供給他們盡可能多的信息。這樣你的 API 更容易被理解。你的方法的調(diào)用者能夠更好的處理異常并且避免額外的檢查。
因此,總是嘗試尋找最適合你的異常事件的類,例如,拋出一個 NumberFormatException 來替換一個 IllegalArgumentException 。避免拋出一個不明確的異常。
3. 對異常進(jìn)行文檔說明
當(dāng)在方法上聲明拋出異常時,也需要進(jìn)行文檔說明。目的是為了給調(diào)用者提供盡可能多的信息,從而可以更好地避免或處理異常。
在 Javadoc 添加 @throws 聲明,并且描述拋出異常的場景。
4. 使用描述性消息拋出異常
在拋出異常時,需要盡可能精確地描述問題和相關(guān)信息,這樣無論是打印到日志中還是在監(jiān)控工具中,都能夠更容易被人閱讀,從而可以更好地定位具體錯誤信息、錯誤的嚴(yán)重程度等。
但這里并不是說要對錯誤信息長篇大論,因為本來 Exception 的類名就能夠反映錯誤的原因,因此只需要用一到兩句話描述即可。
如果拋出一個特定的異常,它的類名很可能已經(jīng)描述了這種錯誤。所以,你不需要提供很多額外的信息。一個很好的例子是 NumberFormatException 。當(dāng)你以錯誤的格式提供 String 時,它將被 java.lang.Long 類的構(gòu)造函數(shù)拋出。
5. 優(yōu)先捕獲最具體的異常
大多數(shù) IDE 都可以幫助你實現(xiàn)這個最佳實踐。當(dāng)你嘗試首先捕獲較不具體的異常時,它們會報告無法訪問的代碼塊。
但問題在于,只有匹配異常的第一個 catch 塊會被執(zhí)行。因此,如果首先捕獲 IllegalArgumentException ,則永遠(yuǎn)不會到達(dá)應(yīng)該處理更具體的 NumberFormatException 的 catch 塊,因為它是 IllegalArgumentException 的子類。
總是優(yōu)先捕獲最具體的異常類,并將不太具體的 catch 塊添加到列表的末尾。
你可以在下面的代碼片斷中看到這樣一個 try-catch 語句的例子。第一個 catch 塊處理所有 NumberFormatException 異常,第二個處理所有非 NumberFormatException 異常的IllegalArgumentException 異常。
6. 不要捕獲 Throwable 類
Throwable 是所有異常和錯誤的超類。你可以在 catch 子句中使用它,但是你永遠(yuǎn)不應(yīng)該這樣做!
如果在 catch 子句中使用 Throwable ,它不僅會捕獲所有異常,也將捕獲所有的錯誤。JVM 拋出錯誤,指出不應(yīng)該由應(yīng)用程序處理的嚴(yán)重問題。典型的例子是 OutOfMemoryError 或者 StackOverflowError 。兩者都是由應(yīng)用程序控制之外的情況引起的,無法處理。
所以,最好不要捕獲 Throwable ,除非你確定自己處于一種特殊的情況下能夠處理錯誤。
7. 不要忽略異常
很多時候,開發(fā)者很有自信不會拋出異常,因此寫了一個catch塊,但是沒有做任何處理或者記錄日志。
但現(xiàn)實是經(jīng)常會出現(xiàn)無法預(yù)料的異常,或者無法確定這里的代碼未來是不是會改動(刪除了阻止異常拋出的代碼),而此時由于異常被捕獲,使得無法拿到足夠的錯誤信息來定位問題。
合理的做法是至少要記錄異常的信息。
8. 不要記錄并拋出異常
這可能是本文中最常被忽略的最佳實踐??梢园l(fā)現(xiàn)很多代碼甚至類庫中都會有捕獲異常、記錄日志并再次拋出的邏輯。如下:
這個處理邏輯看著是合理的。但這經(jīng)常會給同一個異常輸出多條日志。如下:
如上所示,后面的日志也沒有附加更有用的信息。如果想要提供更加有用的信息,那么可以將異常包裝為自定義異常。
因此,僅僅當(dāng)想要處理異常時才去捕獲,否則只需要在方法簽名中聲明讓調(diào)用者去處理。
9. 包裝異常時不要拋棄原始的異常
捕獲標(biāo)準(zhǔn)異常并包裝為自定義異常是一個很常見的做法。這樣可以添加更為具體的異常信息并能夠做針對的異常處理。
在你這樣做時,請確保將原始異常設(shè)置為原因(注:參考下方代碼 NumberFormatException e 中的原始異常 e )。Exception 類提供了特殊的構(gòu)造函數(shù)方法,它接受一個 Throwable 作為參數(shù)。否則,你將會丟失堆棧跟蹤和原始異常的消息,這將會使分析導(dǎo)致異常的異常事件變得困難。
10. 不要使用異??刂瞥绦虻牧鞒?/h1>
不應(yīng)該使用異常控制應(yīng)用的執(zhí)行流程,例如,本應(yīng)該使用if語句進(jìn)行條件判斷的情況下,你卻使用異常處理,這是非常不好的習(xí)慣,會嚴(yán)重影響應(yīng)用的性能。
11. 使用標(biāo)準(zhǔn)異常
如果使用內(nèi)建的異??梢越鉀Q問題,就不要定義自己的異常。Java API 提供了上百種針對不同情況的異常類型,在開發(fā)中首先盡可能使用 Java API 提供的異常,如果標(biāo)準(zhǔn)的異常不能滿足你的要求,這時候創(chuàng)建自己的定制異常。盡可能得使用標(biāo)準(zhǔn)異常有利于新加入的開發(fā)者看懂項目代碼。
12. 異常會影響性能
異常處理的性能成本非常高,每個 Java 程序員在開發(fā)時都應(yīng)牢記這句話。創(chuàng)建一個異常非常慢,拋出一個異常又會消耗1~5ms,當(dāng)一個異常在應(yīng)用的多個層級之間傳遞時,會拖累整個應(yīng)用的性能。
僅在異常情況下使用異常;
在可恢復(fù)的異常情況下使用異常;
盡管使用異常有利于 Java 開發(fā),但是在應(yīng)用中最好不要捕獲太多的調(diào)用棧,因為在很多情況下都不需要打印調(diào)用棧就知道哪里出錯了。因此,異常消息應(yīng)該提供恰到好處的信息。往期:一百期面試題匯總
13. 總結(jié)
綜上所述,當(dāng)你拋出或捕獲異常的時候,有很多不同的情況需要考慮,而且大部分事情都是為了改善代碼的可讀性或者 API 的可用性。
異常不僅僅是一個錯誤控制機(jī)制,也是一個通信媒介。因此,為了和同事更好的合作,一個團(tuán)隊必須要制定出一個最佳實踐和規(guī)則,只有這樣,團(tuán)隊成員才能理解這些通用概念,同時在工作中使用它。
異常處理-阿里巴巴Java開發(fā)手冊
【強制】Java 類庫中定義的可以通過預(yù)檢查方式規(guī)避的RuntimeException異常不應(yīng)該通過catch 的方式來處理,比如:NullPointerException,IndexOutOfBoundsException等等。說明:無法通過預(yù)檢查的異常除外,比如,在解析字符串形式的數(shù)字時,可能存在數(shù)字格式錯誤,不得不通過catch NumberFormatException來實現(xiàn)。正例:if (obj != null) {…} 反例:try { obj.method(); } catch (NullPointerException e) {…}
【強制】異常不要用來做流程控制,條件控制。說明:異常設(shè)計的初衷是解決程序運行中的各種意外情況,且異常的處理效率比條件判斷方式要低很多。
【強制】catch時請分清穩(wěn)定代碼和非穩(wěn)定代碼,穩(wěn)定代碼指的是無論如何不會出錯的代碼。對于非穩(wěn)定代碼的catch盡可能進(jìn)行區(qū)分異常類型,再做對應(yīng)的異常處理。說明:對大段代碼進(jìn)行try-catch,使程序無法根據(jù)不同的異常做出正確的應(yīng)激反應(yīng),也不利于定位問題,這是一種不負(fù)責(zé)任的表現(xiàn)。正例:用戶注冊的場景中,如果用戶輸入非法字符,或用戶名稱已存在,或用戶輸入密碼過于簡單,在程序上作出分門別類的判斷,并提示給用戶。
【強制】捕獲異常是為了處理它,不要捕獲了卻什么都不處理而拋棄之,如果不想處理它,請將該異常拋給它的調(diào)用者。最外層的業(yè)務(wù)使用者,必須處理異常,將其轉(zhuǎn)化為用戶可以理解的內(nèi)容。
【強制】有try塊放到了事務(wù)代碼中,catch異常后,如果需要回滾事務(wù),一定要注意手動回滾事務(wù)。
【強制】finally塊必須對資源對象、流對象進(jìn)行關(guān)閉,有異常也要做try-catch。說明:如果JDK7及以上,可以使用try-with-resources方式。
【強制】不要在finally塊中使用return。說明:try塊中的return語句執(zhí)行成功后,并不馬上返回,而是繼續(xù)執(zhí)行finally塊中的語句,如果此處存在return語句,則在此直接返回,無情丟棄掉try塊中的返回點。反例:
【強制】捕獲異常與拋異常,必須是完全匹配,或者捕獲異常是拋異常的父類。說明:如果預(yù)期對方拋的是繡球,實際接到的是鉛球,就會產(chǎn)生意外情況。
【強制】在調(diào)用RPC、二方包、或動態(tài)生成類的相關(guān)方法時,捕捉異常必須使用Throwable類來進(jìn)行攔截。說明:通過反射機(jī)制來調(diào)用方法,如果找不到方法,拋出NoSuchMethodException。什么情況會拋出NoSuchMethodError呢?二方包在類沖突時,仲裁機(jī)制可能導(dǎo)致引入非預(yù)期的版本使類的方法簽名不匹配,或者在字節(jié)碼修改框架(比如:Asm)動態(tài)創(chuàng)建或修改類時,修改了相應(yīng)的方法簽名。這些情況,即使代碼編譯期是正確的,但在代碼運行期時,會拋出NoSuchMethodError。
【推薦】方法的返回值可以為null,不強制返回空集合,或者空對象等,必須添加注釋充分說明什么情況下會返回null值。說明:本手冊明確防止NPE是調(diào)用者的責(zé)任。即使被調(diào)用方法返回空集合或者空對象,對調(diào)用者來說,也并非高枕無憂,必須考慮到遠(yuǎn)程調(diào)用失敗、序列化失敗、運行時異常等場景返回null的情況。
【推薦】防止NPE,是程序員的基本修養(yǎng),注意NPE產(chǎn)生的場景:1) 返回類型為基本數(shù)據(jù)類型,return包裝數(shù)據(jù)類型的對象時,自動拆箱有可能產(chǎn)生NPE。反例:public int f() { return Integer對象}, 如果為null,自動解箱拋NPE。2) 數(shù)據(jù)庫的查詢結(jié)果可能為null。3) 集合里的元素即使isNotEmpty,取出的數(shù)據(jù)元素也可能為null。4) 遠(yuǎn)程調(diào)用返回對象時,一律要求進(jìn)行空指針判斷,防止NPE。5) 對于Session中獲取的數(shù)據(jù),建議進(jìn)行NPE檢查,避免空指針。6) 級聯(lián)調(diào)用obj.getA().getB().getC();一連串調(diào)用,易產(chǎn)生NPE。正例:使用JDK8的Optional類來防止NPE問題。
【推薦】定義時區(qū)分unchecked / checked 異常,避免直接拋出new RuntimeException(),更不允許拋出Exception或者Throwable,應(yīng)使用有業(yè)務(wù)含義的自定義異常。推薦業(yè)界已定義過的自定義異常,如:DAOException / ServiceException等。
【參考】對于公司外的http/api開放接口必須使用“錯誤碼”;而應(yīng)用內(nèi)部推薦異常拋出;跨應(yīng)用間RPC調(diào)用優(yōu)先考慮使用Result方式,封裝isSuccess()方法、“錯誤碼”、“錯誤簡短信息”。說明:關(guān)于RPC方法返回方式使用Result方式的理由:1)使用拋異常返回方式,調(diào)用方如果沒有捕獲到就會產(chǎn)生運行時錯誤。2)如果不加棧信息,只是new自定義異常,加入自己的理解的error message,對于調(diào)用端解決問題的幫助不會太多。如果加了棧信息,在頻繁調(diào)用出錯的情況下,數(shù)據(jù)序列化和傳輸?shù)男阅軗p耗也是問題。
【參考】避免出現(xiàn)重復(fù)的代碼(Don’t Repeat Yourself),即DRY原則。說明:隨意復(fù)制和粘貼代碼,必然會導(dǎo)致代碼的重復(fù),在以后需要修改時,需要修改所有的副本,容易遺漏。必要時抽取共性方法,或者抽象公共類,甚至是組件化。正例:一個類中有多個public方法,都需要進(jìn)行數(shù)行相同的參數(shù)校驗操作,這個時候請抽?。簆rivate boolean checkParam(DTO dto) {…}
這些年做Java開發(fā)我整理了一份完整的java的系統(tǒng)化資料,從Javase- ssm-springcloud,包括了面試題,PDF電子書等等,以及我自身之前的一個面試文案和知識點補充,如果你需要一本全面的Java書,如果你想學(xué)習(xí)Java,如果你想找到一份好的工作,那么緣分就來了,有需要的朋友可以評論區(qū)留言,這里也祝愿大家最終都能夠?qū)W有所成,早日找到滿意的工作!
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