java异常 | 处理规范、全局异常、Error处理

异常类型

异常大类	发生场景
Throwable	所有异常的根类
Error	由虚拟机或系统引发的异常
Exception	RuntimeException ：运行时异常，不需要显式捕获或声明；非RuntimeException：必须显式捕获或声明的异常

显示声明异常：

①：try-catch

try {
    // 执行可能抛出Runtime异常的代码
} catch (ClassCastException e) {
    throw new CustomException("业务处理异常", e);
}

②方法签名

public void method() throws ClassCastException{
    // 可能抛出Runtime的代码
}

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异常处理规范

⚓️异常包装

   规范：
       捕获异常后，将其包装为自定义异常，并添加更多的上下文信息。

1. 按业务划分异常：可以更好地反映业务逻辑和场景，使得异常的处理更加准确和精细化。例如，在电商应用中可以定义订单异常、库存异常、支付异常等来表示不同的业务异常情况。
2. 按层划分异常：可以更好地将异常的处理与各层的责任分离开来。例如，在多层架构中，可以定义表示数据访问层异常的数据库异常、表示业务逻辑层异常的业务异常、表示展示层异常的界面异常等。
3. 按其他需求划分异常常：例如按照功能模块、错误类型、系统模块等进行划分。

   代码示例：

try {
    // 执行可能抛出异常的代码
} catch (Exception e) {
    // 将异常包装为自定义异常，添加更多上下文信息
    throw new CustomException("业务处理异常", e);
}

⚓️异常传递

   规范：
       在方法签名中明确声明可能抛出的受检异常，以便上层调用者知晓，并在适当的层次处理异常。

   代码示例：

public void method() throws IOException {
   // 可能抛出IOException的代码
}

⚓️异常日志记录

   规范：
       在异常处理过程中，记录异常相关的信息，如异常类型、异常堆栈信息、触发异常的位置等。

   代码示例：

try {
   // 可能抛出异常的代码
} catch (Exception e) {
   logger.error("异常类型: " + e.getClass().getSimpleName());
   logger.error("异常堆栈信息: ", e);
}

⚓️异常处理的最佳实践

   规范：
       避免捕获过宽的异常类型，尽量捕获具体的异常类型；在合适的地方捕获异常，不要滥用异常捕获；及时关闭资源，避免资源泄露等。

   代码示例：

try {
   // 可能抛出特定异常的代码
} catch (SpecificException se) {
   // 处理特定异常的逻辑
}

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全局异常处理

⛵️优点：

   @ControllerAdvice+@ExceptionHandler注解确保捕获和处理Controller层的异常。

⛵️代码示例：

/**
 * @Description: 全局异常类
 * @Version: 1.0
 */
 
@ControllerAdvice//使用该注解表示开启了全局异常的捕获
public class GlobalExceptionHandler {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(GlobalExceptionHandler.class);
    /**
     * 处理空指针的异常
     *
     * @param req
     * @param e
     * @return
     */
    @ExceptionHandler(value = NullPointerException.class)
    @ResponseBody
    public FrontResult exceptionHandler(HttpServletRequest req, NullPointerException e) {
        logger.error("URL : " + req.getRequestURL().toString());
        logger.error("HTTP_METHOD : " + req.getMethod());
        logger.error("发生空指针异常！原因是:", e);
        return FrontResult.getExceptionResult(ResultCodeEnum.FAIL.getCode(), ResultMsgEnum.EXECUTE_FAIL.getMsg());
    }

    /**
     * 处理索引越界异常
     *
     * @param req
     * @param e
     * @return
     */
    @ExceptionHandler(value = IndexOutOfBoundsException.class)
    @ResponseBody
    public FrontResult exceptionHandler(HttpServletRequest req, IndexOutOfBoundsException e) {
        logger.error("URL : " + req.getRequestURL().toString());
        logger.error("HTTP_METHOD : " + req.getMethod());
        logger.error("索引越界异常！原因是:", e);
        return FrontResult.getExceptionResult(ResultCodeEnum.FAIL.getCode(), ResultMsgEnum.EXECUTE_FAIL.getMsg());
    }

    /**
     * 处理类未找到异常
     *
     * @param req
     * @param e
     * @return
     */
    @ExceptionHandler(value = ClassNotFoundException.class)
    @ResponseBody
    public FrontResult exceptionHandler(HttpServletRequest req, ClassNotFoundException e) {
        logger.error("URL : " + req.getRequestURL().toString());
        logger.error("HTTP_METHOD : " + req.getMethod());
        logger.error("发生类未找到异常！原因是:", e);
        return FrontResult.getExceptionResult(ResultCodeEnum.FAIL.getCode(), ResultMsgEnum.EXECUTE_FAIL.getMsg());
    }

    /**
     * 处理SQL异常
     *
     * @param req
     * @param e
     * @return
     */
    @ExceptionHandler(value = SQLException.class)
    @ResponseBody
    public FrontResult exceptionHandler(HttpServletRequest req, SQLException e) {
        logger.error("URL : " + req.getRequestURL().toString());
        logger.error("HTTP_METHOD : " + req.getMethod());
        logger.error("发生SQL异常！原因是:", e);
        return FrontResult.getExceptionResult(ResultCodeEnum.FAIL.getCode(), ResultMsgEnum.EXECUTE_FAIL.getMsg());
    }

    /**
     * 处理IO异常
     *
     * @param req
     * @param e
     * @return
     */
    @ExceptionHandler(value = IOException.class)
    @ResponseBody
    public FrontResult exceptionHandler(HttpServletRequest req, IOException e) {
        logger.error("URL : " + req.getRequestURL().toString());
        logger.error("HTTP_METHOD : " + req.getMethod());
        logger.error("发生IO异常！原因是:", e);
        return FrontResult.getExceptionResult(ResultCodeEnum.FAIL.getCode(), ResultMsgEnum.EXECUTE_FAIL.getMsg());
    }

    /**
     * 处理其他异常
     *
     * @param req
     * @param e
     * @return
     */
    @ExceptionHandler(value = Exception.class)
    @ResponseBody
    public FrontResult exceptionHandler(HttpServletRequest req, Exception e) {
        logger.error("URL : " + req.getRequestURL().toString());
        logger.error("HTTP_METHOD : " + req.getMethod());
        logger.error("未知Exception！原因是:", e);
        return FrontResult.getExceptionResult(ResultCodeEnum.FAIL.getCode(), ResultMsgEnum.EXECUTE_FAIL.getMsg());
    }

    /**
     * 处理Error异常
     *
     * @param req
     * @param e
     * @return
     */
    @ExceptionHandler(value = Error.class)
    @ResponseBody
    public FrontResult errorHandler(HttpServletRequest req, Error e) {
        logger.error("URL : " + req.getRequestURL().toString());
        logger.error("HTTP_METHOD : " + req.getMethod());
        logger.error("未知Error！原因是:", e);
        // 发送警报通知
        sendAlertNotification();
        
        // 执行清理操作（关闭数据库连接、释放资源等）
        cleanup();
        
        // 终止应用程序
        System.exit(1);
    }
}

⛵️注意：

   全局异常处理应该是最后的防线，用于捕获未被处理的异常。在应用程序的各个层次中，尽量在局部进行异常处理，以确保能够在发生异常时立即采取适当的措施

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Error类型的异常如何处理

   对于Java中的Error类型异常，通常是指严重的系统级错误，它们通常无法被应用程序处理或恢复，并且可能会导致应用程序的非正常终止，所以Error类型的异常一定要被开发人员重视。

⛲️常见Error异常

类型	发生场景
OutOfMemoryError	内存溢出错误，表示应用程序在申请内存时无法满足需求
StackOverflowError	栈溢出错误，表示方法调用的层级过深，导致栈空间不足
NoClassDefFoundError	找不到类定义错误，表示在运行时无法找到所需的类文件
NoSuchMethodError	找不到方法错误，表示在运行时无法找到所需的方法
ExceptionInInitializerError	表示在静态初始化期间发生异常
IllegalAccessError	表示非法访问类、字段或方法
AbstractMethodError	表示抽象方法没有被实现或覆盖
AssertionError	断言错误，表示断言语句失败

⛲️处理建议

   以下是处理Error类型异常的一些常见做法：

1. 不要捕获后不处理：

   Error类型的异常会导致应用程序无法正常运行，处理这些异常的主要目标是尽快终止程序的执行，以避免进一步的损害或数据丢失。即时捕获记录错误信息后，也应继续抛出异常，让这些异常冒泡到应用程序的顶层，由Java虚拟机或操作系统来处理。

2. 记录错误日志：

   当发生Error类型异常时，及时记录错误信息到日志中，以便后续的故障排查和分析。可以使用日志框架（如log4j、logback等）、或java虚拟机的错误日志来记录错误信息，并确保日志配置正确，以便及时获取异常的详细信息。

//配置java虚拟机错误日志
java -XX:ErrorFile=/path/to/error.log -jar xxxxx.jar

3. 异常监控和报警：

   设置合适的异常监控和报警机制，当系统发生Error类型异常时，及时通知相关人员或团队尽快处理。可以使用监控工具和服务（如Prometheus、Grafana等）来实现异常监控和报警功能。

4. 优雅降级：

   在面对严重的Error异常时，可以考虑进行优雅降级处理。例如，通过切换到备用服务、提供默认值或警告消息等方式，尽量保持系统的可用性，并减少对用户的影响。

⛲️结论

   在面对Error异常时，重要的是及时记录、报警、定位问题，并采取适当的措施来保证系统的稳定性和可用性，及时发现及时处理。