《开发实战》12 | 异常处理：别让自己在出问题的时候变为瞎子

12 | 异常处理：别让自己在出问题的时候变为瞎子

捕获和处理异常容易犯的错

“统一异常处理”方式正是我要说的第一个错：不在业务代码层面考虑异常处理，仅在框架层面粗犷捕获和处理异常。
为了理解错在何处，先看看大多数业务应用都采用的三层架构：

1. Controller 层负责信息收集、参数校验、转换服务层处理的数据适配前端，轻业务逻辑；
2. Service 层负责核心业务逻辑，包括各种外部服务调用、访问数据库、缓存处理、消息处理等；
3. Repository 层负责数据访问实现，一般没有业务逻辑。

@RestControllerAdvice
@Slf4j
public class RestControllerExceptionHandler {
  private static int GENERIC_SERVER_ERROR_CODE = 2000;
  private static String GENERIC_SERVER_ERROR_MESSAGE = "服务器忙，请稍后再试";
  @ExceptionHandler
  public APIResponse handle(HttpServletRequest req, HandlerMethod method, Exception BusinessException){
    if (ex instanceof BusinessException) {
      BusinessException exception = (BusinessException) ex;
      log.warn(String.format("访问 %s -> %s 出现业务异常！", req.getRequestU));
      return new APIResponse(false, null, exception.getCode(), exception);
    } else {
      log.error(String.format("访问 %s -> %s 出现系统异常！", req.getRequest
      return new APIResponse(false, null, GENERIC_SERVER_ERROR_CODE, GENE
    }
  }
}

出现运行时系统异常后，异常处理程序会直接把异常转换为 JSON 返回给调用方
捕获了异常后直接生吞。在任何时候，我们捕获了异常都不应该生吞，也就是直接丢弃异常不记录、不抛出
丢弃异常的原始信息。我们来看两个不太合适的异常处理方式，虽然没有完全生吞异常，但也丢失了宝贵的异常信息。
抛异常

只记录了异常消息，却丢失了异常的类型、栈等重要信息：
catch (IOException e) {
  //原始异常信息丢失
  throw new RuntimeException("系统忙请稍后再试");
}

只知道文件读取错误的文件名，至于为什么读取错误、是不存在还是没权限，完全不知道。
catch (IOException e) {
  //只保留了异常消息，栈没有记录
  log.error("文件读取错误, {}", e.getMessage());
  throw new RuntimeException("系统忙请稍后再试");
}

抛出异常时不指定任何消息
throw new RuntimeException();

应该这样抛：

catch (IOException e) {
  log.error("文件读取错误", e);
  throw new RuntimeException("系统忙请稍后再试");
}
或者，把原始异常作为转换后新异常的 cause，原始异常信息同样不会丢：
catch (IOException e) {
  throw new RuntimeException("系统忙请稍后再试", e);
}

除了通过日志正确记录异常原始信息外，通常还有三种处理模式：
转换，即转换新的异常抛出。对于新抛出的异常，最好具有特定的分类和明确的异常消息，而不是随便抛一个无关或没有任何信息的异常，并最好通过 cause 关联老异常。
重试，即重试之前的操作。比如远程调用服务端过载超时的情况，盲目重试会让问题更严重，需要考虑当前情况是否适合重试。
恢复，即尝试进行降级处理，或使用默认值来替代原始数据。

小心 finally 中的异常

finally也会抛异常

@GetMapping("wrong")
public void wrong() {
  try {
    log.info("try");
    //异常丢失
    throw new RuntimeException("try");
  } finally {
    log.info("finally");
    throw new RuntimeException("finally");
  }
}

最后在日志中只能看到 finally 中的异常，虽然 try 中的逻辑出现了异常，但却被 finally中的异常覆盖了
因为一个方法无法出现两个异常。
修复方式:finally 代码块自己负责异常捕获和处理,或者可以把 try 中的异常作为主异常抛出，使用ddSuppressed 方法把 finally 中的异常附加到主异常上.

最好还是使用try-with-resources 语句的做法。对于实现了 AutoCloseable 接口的资源，建议使用 try-with-resources 来释放资源，否则也可能会产生刚才提到的，释放资源时出现的异常覆盖主异常的问题。比如如下我们定义一个测试资源，其 read 和 close 方法都会抛出异常：

public class TestResource implements AutoCloseable {
  public void read() throws Exception{
    throw new Exception("read error");
  }
  @Override
  public void close() throws Exception {
    throw new Exception("close error");
  }
}
@GetMapping("useresourcewrong")
public void useresourcewrong() throws Exception {
  TestResource testResource = new TestResource();
  try {
    testResource.read();
  } finally {
    testResource.close();
  }
}

而改为 try-with-resources 模式之后：

@GetMapping("useresourceright")
public void useresourceright() throws Exception {
  try (TestResource testResource = new TestResource()){
    testResource.read();
  }
}

千万别把异常定义为静态变量

public class Exceptions {
  public static BusinessException ORDEREXISTS = new BusinessException("订单已经存在");
  ...
}
@GetMapping("wrong")
public void wrong() {
  try {
    createOrderWrong();
  } catch (Exception ex) {
    log.error("createOrder got error", ex);
  }
  try {
    cancelOrderWrong();
  } catch (Exception ex) {
    log.error("cancelOrder got error", ex);
  }
}
private void createOrderWrong() {
  //这里有问题
  throw Exceptions.ORDEREXISTS;
}
private void cancelOrderWrong() {
  //这里有问题
  throw Exceptions.ORDEREXISTS;
}
cancelOrder got error 的提示对应了 createOrderWrong 方法。显然，cancelOrderWrong 方法在出错后抛出的异常，其实是 createOrderWrong 方法出错的异常

修复方式

public class Exceptions {
  public static BusinessException orderExists(){
    return new BusinessException("订单已经存在", 3001);
  }
}

提交线程池的任务出了异常会怎么样？

提交 10 个任务到线程池异步处理，第 5 个任务抛出一个RuntimeException，每个任务完成后都会输出一行日志：

@GetMapping("execute")
public void execute() throws InterruptedException {

    String prefix = "test";
    ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(1, new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat(prefix+"%d").get());
    //提交10个任务到线程池处理，第5个任务会抛出运行时异常
    IntStream.rangeClosed(1, 10).forEach(i -> threadPool.execute(() -> {
        if (i == 5) throw new RuntimeException("error");
        log.info("I'm done : {}", i);
    }));

    threadPool.shutdown();
    threadPool.awaitTermination(1, TimeUnit.HOURS);
}

观察日志发现：任务 1 到 4 所在的线程是 test0，任务 6 开始运行在线程 test1。因此从线程名的改变可以知
道因为异常的抛出老线程退出了，线程池只能重新创建一个线程。如果每个异步任务都以异常结束，那么线程池可能完全起不到线程重用的作用。
因为没有手动捕获异常进行处理，ThreadGroup 帮我们进行了未捕获异常的默认处理，向标准错误输出打印了出现异常的线程名称和异常信息。显然，这种没有以统一的错误日志格式记录错误信息打印出来的形式，对生产级代码是不合适的，
修复方式有 种：

1. 以 execute 方法提交到线程池的异步任务，最好在任务内部做好异常处理；设置自定义的异常处理程序作为保底，比如在声明线程池时自定义线程池的未捕获异常处理程序：

new ThreadFactoryBuilder()
  .setNameFormat(prefix+"%d")
  .setUncaughtExceptionHandler((thread, throwable)-> log.error("ThreadPool {} got exception", thread, throwable))
  .get()

2. 设置全局的默认未捕获异常处理程序：

static {
    Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler((thread, throwable)->
     log.error("Thread {} got exception", thread, throwable));
}

把 execute 方法改为 submit，修改代码后重新执行程序可以看到如下日志，说明线程没退出，异常也没记录被生吞了.
查看 FutureTask 源码可以发现，在执行任务出现异常之后，异常存到了一个 outcome 字段中，只有在调用 get 方法获取 FutureTask 结果的时候，才会以 ExecutionException 的形式重新抛出异常：
修改后的代码如下所示，我们把 submit 返回的 Future 放到了 List 中，随后遍历 List 来捕获所有任务的异常。这么做确实合乎情理。既然是以 submit 方式来提交任务，那么我们应该关心任务的执行结果，否则应该以 xecute 来提交任务:

List tasks = IntStream.rangeClosed(1, 10).mapToObj(i -> threadPool.submit(() -> {
    if (i == 5) throw new RuntimeException("error");
    log.info("I'm done : {}", i);
})).collect(Collectors.toList());

tasks.forEach(task-> {
    try {
        task.get();
    } catch (Exception e) {
        log.error("Got exception", e);
    }
});

确保正确处理了线程池中任务的异常，如果任务通过 execute 提交，那么出现异常会导致线程退出，大量的异常会导致线程重复创建引起性能问题，我们应该尽可能确保任务不出异常，同时设置默认的未捕获异常处理程序来兜底；