Java 異常處理的誤解與經驗總結

本文著重介紹了 Java 異常選擇和使用中的一些誤解，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。處理好了異常，才能提升開發人員的基本素養，提升系統的健壯性，提升使用者體驗，提升產品的價值。

誤解一：異常的選擇

圖1. 異常分類

圖1 描述了這兩異常的結構，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異常種異常的應用。由於非檢測異常使用方便，許多開發人員就認為檢測異常沒什麼用。其實異常的應用情境可以概括為以下：

呼叫程式碼不能繼續執行，需要立即終止。發生這種情況的可能性太多太多，例如伺服器連線不上、參數不正確等。這些時候都適用非檢測異常，不需要呼叫程式碼的明確捕捉和處理，而且程式碼簡潔明了。

呼叫程式碼需要進一步處理和恢復。假如將SQLException 定義為非偵測異常，這樣操作資料時開發人員理所當然的認為SQLException 不需要呼叫程式碼的明確捕捉和處理，進而導致嚴重的Connection 不關閉、Transaction 不回滾、DB 中出現髒資料等情況，正因為SQLException 定義為偵測異常，才會驅使開發人員去明確捕捉，並且在程式碼產生異常後清理資源。當然清理資源後，可以繼續拋出非偵測異常，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

將異常直接印在客戶端的例子屢見不鮮，以JSP 為例，一旦程式碼運行出現異常，預設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，絕大多數的客戶根本看不懂異常訊息，軟體開發也要盡量避免將異常直接呈現給使用者。

清單1

package com.ibm.dw.sample.exception;
/**
* 自定义 RuntimeException
* 添加错误代码属性
*/
public class RuntimeException extends java.lang.RuntimeException { 
    //默认错误代码 
   public static final Integer GENERIC = 1000000; 
   //错误代码
   private Integer errorCode; 
    public RuntimeException(Integer errorCode, Throwable cause) {
           this(errorCode, null, cause);
    }
    public RuntimeException(String message, Throwable cause) {
           //利用通用错误代码
           this(GENERIC, message, cause);
    }
    public RuntimeException(Integer errorCode, String message, Throwable cause) {
           super(message, cause);
           this.errorCode = errorCode;
    }
    public Integer getErrorCode() {
           return errorCode;
    } 
}

正如示例代碼所示，在異常中引入錯誤代碼，一旦出現異常，我們只要將異常的錯誤代碼呈現給用戶，或者將錯誤代碼轉換成更通俗易懂的提示。其實這裡的錯誤代碼還包含另一個功能，開發人員亦可以根據錯誤代碼準確的知道了發生了什麼類型異常。

迷思三：對程式碼層次結構的污染

我們常將程式碼分Service、Business Logic、DAO 等不同的層次結構，DAO 層中會包含拋出異常的方法，如清單2 所示：

清單2

public Customer retrieveCustomerById(Long id) throw SQLException {
//根据 ID 查询数据库
}

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 污染到了上層調用程式碼，調用層需要顯式的利用try-catch 捕捉，或者向更上層進一步拋出。根據設計隔離原則，我們可以適當地修改成：

清单 3

public Customer retrieveCustomerById(Long id) {
    try{
           //根据 ID 查询数据库
    }catch(SQLException e){
           //利用非检测异常封装检测异常，降低层次耦合
           throw new RuntimeException(SQLErrorCode, e);
    }finally{
           //关闭连接，清理资源
    }
}

误区四：忽略异常

如下异常处理只是将异常输出到控制台，没有任何意义。而且这里出现了异常并没有中断程序，进而调用代码继续执行，导致更多的异常。

清单 4

public void retrieveObjectById(Long id){
  try{
      //..some code that throws SQLException
   }catch(SQLException ex){
    /**
      *了解的人都知道，这里的异常打印毫无意义，仅仅是将错误堆栈输出到控制台。
      * 而在 Production 环境中，需要将错误堆栈输出到日志。
      * 而且这里 catch 处理之后程序继续执行，会导致进一步的问题*/
      
         ex.printStacktrace();
    }
}

可以重构成：

清单 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
}
}

这个误区比较基本，一般情况下都不会犯此低级错误。

误区五：将异常包含在循环语句块中

如下代码所示，异常包含在 for 循环语句块中。

清单 6

for(int i=0; i<100; i++){
   try{
   }catch(XXXException e){
        //….
   }
}

我们都知道异常处理占用系统资源。一看，大家都认为不会犯这样的错误。换个角度，类 A 中执行了一段循环，循环中调用了 B 类的方法，B 类中被调用的方法却又包含 try-catch 这样的语句块。褪去类的层次结构，代码和上面如出一辙。

误区六：利用 Exception 捕捉所有潜在的异常

一段方法执行过程中抛出了几个不同类型的异常，为了代码简洁，利用基类 Exception 捕捉所有潜在的异常，如下例所示：

清单 7

public void retrieveObjectById(Long id){
   try{
       //…抛出 IOException 的代码调用
       //…抛出 SQLException 的代码调用
   }catch(Exception e){
       //这里利用基类 Exception 捕捉的所有潜在的异常，如果多个层次这样捕捉，会丢失原始异常的有效信息
       throw new RuntimeException(“Exception in retieveObjectById”, e);
   }
}

可以重构成

清单 8

public void retrieveObjectById(Long id){
   try{
       //..some code that throws RuntimeException, IOException, SQLException
   }catch(IOException e){
       //仅仅捕捉 IOException
       throw new RuntimeException(/*指定这里 IOException 对应的错误代码*/code,“Exception in retieveObjectById”, e);
   }catch(SQLException e){
       //仅仅捕捉 SQLException
       throw new RuntimeException(/*指定这里 SQLException 对应的错误代码*/code,“Exception in retieveObjectById”, e);
   }
}

误区七：多层次封装抛出非检测异常

如果我们一直坚持不同类型的异常一定用不同的捕捉语句，那大部分例子可以绕过这一节了。但是如果仅仅一段代码调用会抛出一种以上的异常时，很多时候没有必要每个不同类型的 Exception 写一段 catch 语句，对于开发来说，任何一种异常都足够说明了程序的具体问题。

清单 9

try{
   //可能抛出 RuntimeException、IOExeption 或者其它；
   //注意这里和误区六的区别，这里是一段代码抛出多种异常。以上是多段代码，各自抛出不同的异常
}catch(Exception e){
   //一如既往的将 Exception 转换成 RuntimeException，但是这里的 e 其实是 RuntimeException 的实例，已经在前段代码中封装过
   throw new RuntimeException(/**/code, /**/, e);
}

如果我们如上例所示，将所有的 Exception 再转换成 RuntimeException，那么当 Exception 的类型已经是 RuntimeException 时，我们又做了一次封装。将 RuntimeException 又重新封装了一次，进而丢失了原有的 RuntimeException 携带的有效信息。

解决办法是我们可以在 RuntimeException 类中添加相关的检查，确认参数 Throwable 不是 RuntimeException 的实例。如果是，将拷贝相应的属性到新建的实例上。或者用不同的 catch 语句块捕捉 RuntimeException 和其它的 Exception。个人偏好方式一，好处不言而喻。

误区八：多层次打印异常

我们先看一下下面的例子，定义了 2 个类 A 和 B。其中 A 类中调用了 B 类的代码，并且 A 类和 B 类中都捕捉打印了异常。

清单 10

public class A {
private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(A.class);
public void process(){
    try{
    //实例化 B 类，可以换成其它注入等方式
    B b = new B();
    b.process();
    //other code might cause exception
   } catch(XXXException e){
      //如果 B 类 process 方法抛出异常，异常会在 B 类中被打印，在这里也会被打印，从而会打印 2 次
      logger.error(e);
      throw new RuntimeException(/* 错误代码 */ errorCode, /*异常信息*/msg, e);
      }
   }
}
public class B{
private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(B.class);
   public void process(){
       try{
           //可能抛出异常的代码
       }
       catch(XXXException e){
           logger.error(e);
           throw new RuntimeException(/* 错误代码 */ errorCode, /*异常信息*/msg, e);
       }
}
}

同一段异常会被打印 2 次。如果层次再复杂一点，不去考虑打印日志消耗的系统性能，仅仅在异常日志中去定位异常具体的问题已经够头疼的了。

其实打印日志只需要在代码的最外层捕捉打印就可以了，异常打印也可以写成 AOP，织入到框架的最外层。

误区九：异常包含的信息不能充分定位问题

异常不仅要能够让开发人员知道哪里出了问题，更多时候开发人员还需要知道是什么原因导致的问题，我们知道 java .lang.Exception 有字符串类型参数的构造方法，这个字符串可以自定义成通俗易懂的提示信息。

简单的自定义信息开发人员只能知道哪里出现了异常，但是很多的情况下，开发人员更需要知道是什么参数导致了这样的异常。这个时候我们就需要将方法调用的参数信息追加到自定义信息中。下例只列举了一个参数的情况，多个参数的情况下，可以单独写一个工具类组织这样的字符串。

清单 11

public void retieveObjectById(Long id){
   try{
       //..some code that throws SQLException
  }catch(SQLException ex){
       //将参数信息添加到异常信息中
       throw new RuntimeException(“Exception in retieveObjectById with Object Id :”+ id, ex);
  }
}

误区十：不能预知潜在的异常

在写代码的过程中，由于对调用代码缺乏深层次的了解，不能准确判断是否调用的代码会产生异常，因而忽略处理。在产生了 Production Bug 之后才想起来应该在某段代码处添加异常补捉，甚至不能准确指出出现异常的原因。这就需要开发人员不仅知道自己在做什么，而且要去尽可能的知道别人做了什么，可能会导致什么结果，从全局去考虑整个应用程序的处理过程。这些思想会影响我们对代码的编写和处理。

误区十一：混用多种第三方日志库

现如今 Java 第三方日志库的种类越来越多，一个大项目中会引入各种各样的框架，而这些框架又会依赖不同的日志库的实现。最麻烦的问题倒不是引入所有需要的这些日志库，问题在于引入的这些日志库之间本身不兼容。如果在项目初期可能还好解决，可以把所有代码中的日志库根据需要重新引入一遍，或者换一套框架。但这样的成本不是每个项目都承受的起的，而且越是随着项目的进行，这种风险就越大。

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 文件、參數或者運行時掃描Lib 庫中的日誌實現類，真正在應用程序運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調用日誌列印程式碼的類別。很多情況下，我們可以利用攔截器或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幫助。

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