Java异常分析

Java异常处理机制是由sun公司提供的一套尽力挽救出错导致的损失、避免出错导致程序崩溃的应对措施。

异常继承体系图
Java异常分析_第1张图片
Throwable:异常继承体系基类,所有异常都继承于此类。有Exception和Error两个子类。
Exception(异常):是程序可以处理的异常,有运行时异常(RuntimeException)非运行时异常
Error(错误):是程序不可以处理的错误,是由于JVM出错导致的错误,例如VirtualMachineError、OutOfMemoryError。

可查异常:除了RuntimeException及其子类的其他Exception及其子类都属于可查异常。编译器会对其进行检查,要么捕获处理要么抛出给调用者。
不可查异常:RuntimeException及其子类和Error及其子类都属于不可查异常,编译器不会对其进行检查。运行时异常应该从逻辑上去避免出错以减少使用异常产生更多的开销,Error无法从代码层面处理故不检查。

异常常见关键字:try{}catch(){}finally、throw、throws
try:将可能产生异常的代码及方法调用放于此处以供Java异常处理机制进行捕获处理,后边接零个(零个catch块则必须有finally块)或多个catch块捕获。
catch:在catch块中处理try块内捕获到的对应的异常。
finally:任何情况下都必须执行的语句。
throw:出现异常时抛出一个异常对象。
throws:抛出该方法无法处理的异常对象给其调用者。

关键字使用规则
try:将代码尽可能少的放在try块中,不要用try块去捕获RuntimeException,try块会增加开销。

public class ExceptionDemo {
	static int a = 1, b = 0;
	public static int test() {
		try {
			if (b == 0)
				throw new ArithmeticException();
		} catch (ArithmeticException e) {
			return -1;
		}
		return a / b;
	}
	public static void main(String[] args) {
		long start = System.currentTimeMillis();
		for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
			test();
		}
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("time=" + (end - start));
	}
}
Console:time=873
public class ExceptionDemo {
	static int a = 1, b = 0;
	public static int test() {
		if (b == 0)
			return -1;
		return a / b;
	}
	public static void main(String[] args) {
		long start = System.currentTimeMillis();
		for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
			test();
		}
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("time=" + (end - start));
	}
}
Console:time=4

catch:逐一对捕获到的异常进行匹配,并在匹配成功时做相应处理。catch子句不要过多的使用“||”进行异常合并,导致catch块无法针对catch子句中的异常给出不同的处理方式。
finally:做善后清理的工作,例如保证出现异常时能及时关闭打开的文件、断开连接的网络等。
try-finally-return问题:try块中出现return语句时记录return对象的地址,执行完finally后再返回。
finally块中再次遇到return,覆盖try块return对象的地址。

public class ExceptionDemo {
	public static int test() {
		try {
			return 0;
		} finally {
			return 1;
		}
	}
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println(test());
	}
}
Console:
1

finally块中可以修改try块return对象内容。

public class ExceptionDemo {
	int value = 0;
	static ExceptionDemo instance = new ExceptionDemo();
	public static ExceptionDemo test() {
		try {
			return instance;
		} finally {
			instance.value = 1;
		}
	}
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println(test().value);
	}
}
Console:
1

throw:throw表示当前层次无法解决此异常,故停止除finally块以外所有代码的执行。

public class try_finally_throw {
	static int x = 1;
	public static void test() throws Exception {
		try {
			System.out.println("code 1");
			if (x == 1)
				throw new RuntimeException();
			System.out.println("code 2");
		} catch (RuntimeException e) {
			System.out.println("code 3");
			if (x == 1)
				throw new Exception();
			System.out.println("code 4");
		} finally {
			System.out.println("code 5");
		}
		System.out.println("code 6");
	}
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		test();
	}
}
Console:
code 1
code 3
code 5

throws:如果一个方法可能会出现异常,但没有能力处理这种异常,可以在方法声明处用throws子句来声明抛出异常。

异常处理(阿里Java手册)
1、Java类库中定义的可以通过预检查方式规避的RuntimeException异常不应该通过catch的方式来处理,比如NullPointerException,IndexOutOfBoundsException等等。
说明:无法通过预检查的异常除外,比如,在解析字符串形势的数字时,不得不通过catch NumberFormatException来实现。
正例:if(obj!=null){···}
反例:try{obj.method();}catch(NullPointerException e){···}
2、异常不要用来做流程控制,条件控制。
说明:异常设计的初衷是解决程序运行中的各种意外情况,且异常的处理效率比条件判断方式要低很多。
3、catch时请分清稳定代码和非稳定代码,稳定代码指无论如何不会出错的代码。对于非稳定代码的catch尽可能进行区分异常类型,再做对应的异常处理。
说明:对于大段代码进行try-catch,是程序无法根据不同的异常做出正确的应激反应,也不利于定位问题。
正例:用户注册的场景中,如果用户输入非法字符,或用户名称已存在,或用户输入密码过于简单,在程序上作出分门别类的判断,并提示给用户。
4、捕获异常是为了处理它,不要捕获了却什么都不处理而抛弃之,如果不想处理它,请将该异常抛给他的调用者。最外层的业务使用者,必须处理异常,将其转化为用户可以理解的内容。
5、有try块放到了事物代码中,catch异常后,如果需要回滚事物,一定要注意手动回滚事物。
6、finally块必须对资源对象、流对象进行关闭,有异常也要做try-catch。
说明:如果JDK7及以上,可以使用try-with-resources方式。
7、不要在finally块中使用return。
说明:finally块中的return返回后方法结束执行,不会再执行try块中的return语句。
8、捕获异常与抛异常,必须是完全匹配,或者捕获异常是抛异常的父类。
说明:如果预期对方抛的是绣球,实际接到的是铅球,就会产生意外情况。
9、【推荐】方法的返回值可以为null,不强制返回空集合,或者空对象等,必须添加注释充分说明说明情况下会返回null值。
说明:本手册明确防止NPE是调用者的责任。即使被调用方法返回空集合或者空对象,对调用者来说,也并非高枕无忧,必须考虑到远程调用失败、序列化失败、运行时异常等场景返回null的情况。
10、【推荐】防止NPE,是程序员的基本修养,注意NPE产生的场景:
1)返回类型为基本数据类型,return包装数据类型的对象时,自动拆箱有可能产生NPE。
反例:public int f(){return Integer对象},如果为null,自动解箱抛 NPE
2)数据库的查询结果可能为null。
3)集合里的元素及时isNotEmpty,取出的数据元素也可能为null。
4)远程调用返回对象时,一律要求进行空指针判断,防止NPE。
5)对于Session中获取的数据,建议NPE检查,避免空指针。
6)级联调用obj.getA().getB().getC();一连串调用,易产生NPE。
正例:使用JDK8的Optional类来防止NPE问题。
11、【推荐】定义时区分unchecked/checked异常,避免直接抛出new RuntimeException(),更不允许抛出Exception或者Throwable,应使用有业务含义的自定义异常。推荐业界已定义过的自定义异常,如DAOException/ServiceException等。
12、【参考】对于公司外的http/api开放接口必须使用“错误码”;而应用内部推荐异常抛出;跨应用间RPC调用优先考虑使用Result方式,封装isSuccess()方法、“错误码”、“错误简短信息”。
说明:关于RPC方法返回方式使用Result方式的理由:
1)使用抛异常返回方式,调用方如果没有捕获到就会产生运行时错误。
2)如果不加栈信息,只是new 自定义异常,加入自己理解的error message,对于调用端解决问题的帮助不会太多。如果加了栈信息,在频繁调用出错的情况下,数据序列化和传输的性能损耗也是问题。
13、【参考】避免出现重复的代码(Don’t Repeat Yourself),即DRY原则。
说明:随意复制和粘贴代码,必然会导致代码的重复,在以后需要修改时,需要修改所有的副本,容易遗漏。必要时抽取共性方法,或者抽象公共类,甚至是组件化。
正例:一个类中有多个public方法,都需要进行数行相同的参数校验操作,这个时候请抽取:private boolean checkParam(DTO dto){···}

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