Android 性能优化（三）认识错误Error和异常Exception及栈轨迹StackTrace

目录

一、定义

throwable

exception

error

二、异常类型

三、异常处理5个关键字 

try

catch

throw

throws

finally

四、模拟面试

面试题1：try语句可以嵌套吗？

面试题2：下面代码有问题吗？

面试题3：try块中加退出语句return会怎样？

五、异常的栈轨迹(Stack Trace)

1、printStackTrace()

2、getStackTrace()方法

 3、fillInStackTrace()

---

 前言

Android 性能优化（一）闪退治理、卡顿优化、耗电优化、APK瘦身 ，这篇中我强调“运行稳定大于一切”，保证程序运行中不出现Crash，要比卡顿、耗电、安装包大小等方面更为重要。

当一个方法发生错误时，此方法会产生一个对象并将其交给运行时系统。 这个对象就叫异常对象，它包含了错误信息、异常类型以及程序的状态。创建一个异常对象并将其交给运行时系统称之为抛出异常。造成Crash的原因有很多，而在程序运行过程中Throwable抛出的异常或错误就是其中最普遍的成因。本篇将对Throwable下的Exception和error有一个比较清晰的认识。

---

一、定义

• throwable

可抛出的意思，是根基类，子类有异常exception和错误error。在java中只有Throwable类型的实例才能被抛出(throw)或者捕获(catch)，它是异常处理机制的基本类型。

• exception

表示程序运行中出现的非正常状态，并告诉我们程序发生了什么问题，且程序自身可以进行拦截或处理的异常。

• error

是指程序无法处理的错误，其中包括程序运行时 JVM出现的问题。

---

二、异常类型

Throwable分为检查型异常（Checked Exception）和非检查型异常（Unchecked Exception）。

• 检查型异常必须在源码中进行try-catch捕获处理，这是编译检查的一部分。
• 类似NullPointerException,ArrayIndexOfBoundException就是非检查型异常，通常是可以通过编码避免的逻辑错误。
• 编译期不检查，如果抛出了非检查型异常，那就是编码逻辑有问题，需要开发者解决。

---

三、异常处理5个关键字 

异常处理过程：一般情况下是用try来执行一段程序，如果系统会抛出（throw\throws）一个异常对象，可以通过它的类型来捕获（catch）它，或通过总是执行代码块（finally）来处理。

需要注意：try-catch代码段会产生额外的性能开销，Java每实例化一个Exception，都会对当时的栈进行快照。

try

• 用来指定一段可能产生异常的代码块；是一个“监控区域”的概念。

catch

• 紧跟在try块后面，用来指定你想要捕获的异常的类型；

throw

• 语句用来明确地抛出一个异常；

throws

• 用来声明一个方法可能抛出的各种异常；

finally

• 为确保一段代码不管发生什么异常状况都要被执行；

---

四、模拟面试

 

面试题1：try语句可以嵌套吗？

答：可以的。每当遇到一个try语句，指定的一段可能产生异常的代码块就会被放入异常栈中，直到所有的try语句都完成。如果下一级的try语句没有对某种异常进行处理（catch），异常栈就会执行出栈操作，交给上一层处理，直到遇到有处理这种异常的try语句或者最终将异常抛给JVM。

 

面试题2：下面代码有问题吗？

try {
     Thread.sleep(500L);
} catch (Exception e) {
}

答：这段代码违反了异常处理的两个基本原则。  第一，尽量不要捕获类似Exception这样的通用异常，而是应该捕获特定异常。例如，这里Thread.sleep() 应当捕获 InterruptedException。第二，在异常处理（catch）中不要生吞（swallow）异常。这是特别注意的事情，因为很可能会导致非常难以诊断的诡异情况。

 

面试题3：try块中加退出语句return会怎样？

　　try块中有return语句时，仍然会执行finally块中的语句，然后方法再返回。

 

---

五、异常的栈轨迹(Stack Trace)

参考：Java异常的栈轨迹(Stack Trace) - wawlian - 博客园

1、printStackTrace()

  Exception类本身除了定义了几个构造器之外，所有的方法都是从其父类Throwable继承过来的，而且和异常相关的方法都是从父类继承过来的。其中就有一个 printStackTrace() 方法。

这个方法会将Throwable对象的栈轨迹信息打印到标准错误输出流上。输出的大体样子如下：

java.lang.NullPointerException
         at MyClass.mash(MyClass.java:9)
         at MyClass.crunch(MyClass.java:6)
         at MyClass.main(MyClass.java:3)

输出的第一行是toString()方法的输出，后面几行的内容都是之前通过fillInStackTrace()方法保存的内容。

 

2、getStackTrace()方法

    对printStackTrace()方法所打印信息进行访问。它会返回一个栈轨迹元素的数组 StackTraceElement[]。

    下面是一个使用getStackTrace()访问这些轨迹栈元素并打印输出的例子：

public class TestPrintStackTrace {
    public static void f() throws Exception{
        throw new Exception("出问题啦！");
    }
    public static void g() throws Exception{
        f();
    }
    public static void main(String[] args) {
        try {
            g();
        }catch(Exception e) {
            System.out.println("e.printStackTrace:");
            e.printStackTrace();
       
            System.out.println("e.getStackTrace:");
            for(StackTraceElement elem : e.getStackTrace()) {
                System.out.println(elem);
            }
        }
    }
}

getStackTrace()的输出和printStackTrace()的输出基本上是一样的，如下： 

e.printStackTrace:
java.lang.Exception: 出问题啦！
    at TestPrintStackTrace.f(TestPrintStackTrace.java:3)
    at TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:6)
    at TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:10)

e.getStackTrace:
TestPrintStackTrace.f(TestPrintStackTrace.java:3)
TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:6)
TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:10)

 

 3、fillInStackTrace()

我们在前面也提到了这个方法。要说清楚这个方法，首先要讲一下捕获异常之后重新抛出的问题。

首先，在catch代码块中捕获到异常，调用printStackTrace()打印栈轨迹，又重新throw出去。在上一级的方法调用中，再捕获这个异常并且打印出栈轨迹信息，这两个栈轨迹信息会一样吗？我们看一下代码：

public class TestPrintStackTrace {
    public static void f() throws Exception{
        throw new Exception("出问题啦！");
    }
    public static void g() throws Exception{
        try {
            f();
        }catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
            throw e;
        }
         
    }
    public static void main(String[] args) {
        try {
            g();
        }catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在main方法中调用g()方法，并且捕获抛出的异常。此时 f()方法抛出异常“出问题啦！”，按理说两次打印栈轨迹的信息应该不同，第二次打印的信息应该没有关于f()的信息。输出结果如下：事实上，两次打印栈轨迹信息是一样的！

java.lang.Exception: 出问题啦！
    at TestPrintStackTrace.f(TestPrintStackTrace.java:3)
    at TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:7)
    at TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:16)
java.lang.Exception: 出问题啦！
    at TestPrintStackTrace.f(TestPrintStackTrace.java:3)
    at TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:7)
    at TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:16)

因此，当捕获到异常立即抛出，在上级方法调用中再次捕获这个异常，两次打印的栈轨迹信息是一样的。

因为，没有将当前线程当前状态下的轨迹栈的状态保存进Throwabe中。而fillInStackTrace()方法刚好做的就是这样的保存工作。

public Throwable fillInStackTrace()

可见，fillInStackTrace()方法的返回值是保存了当前栈轨迹信息的Throwable对象。g()方法代码改动如下：

  public static void g() throws Exception{
        try {
            f();
        }catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
            throw (Exception)e.fillInStackTrace();
        }
    }

输出结果：

java.lang.Exception: 出问题啦！
    at TestPrintStackTrace.f(TestPrintStackTrace.java:3)
    at TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:7)
    at TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:17)
java.lang.Exception: 出问题啦！
    at TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:11)
    at TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:17)

 我们看到，在main方法中打印栈轨迹已经没有了f()相关的信息了。