Java：如何正确地使用异常详解

概述：

  Java中的异常机制是一个好东西。不过好东西也要正确地使用才行，不然就会让我们错误地认识它。在错误地认识状况下，就会错误地使用。这样就成了一个恶性地循环了。这不是我们愿意看到的。不要以为我们已经可以很好地使用异常了，下面就针对部分问题作一个讲解。这部分的问题中，有一些是来自《Effective Java》这本书中，有一部分是来自本人平时开发过程中遇到的。

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1.是throw还是try-catch

  这个是一个对刚接触编程开发的人来说，经常面临但又选择不好的问题。

  由于我们开发的项目可不是像写Demo一样轻松，这里可能会有很多层次结构。我们要在具体哪一层的什么位置是使用try-catch这个异常呢，还是把异常throw到上一层呢？这里，我们首先要知道一件事，那就是try-catch和throw分别会发生什么情况呢？

try-catch: 捕获一个异常情况，并中止try块中的后续操作。且不会再向上抛出异常了。

throw: 当使用throw抛出一个异常时，当前的执行块(方法)会结束后续的执行。相当于一个return操作，并保证了上层在调用的时候可以捕获到这个异常，并做相应处理。

Demo示例如下：

public class ExceptionClient {

    public static void main(String[] args) {
        ExceptionClient client = new ExceptionClient();
        
        client.showInfo();
    }
    
    private void showInfo() {
        try {
            System.out.println("first info");
            testException();
            System.out.println("second info");
        } catch (Exception e) {
            System.err.println(e);
        }
        
        System.out.println("outside info");
    }
    
    private void testException() throws AException {
        boolean f = true;
        if (f) {
            throw new AException("AException");
        }
        
        System.out.println("f is false.");
    }
}

  按照上面对try-catch和throw的分析，可以知道，showInfo方法try块中的第二句话是不打印的，而testException方法的最后一句也是不打印的。结果如下：

图-1 try-catch测试结果

2.是使用受检的异常还是非受检的异常

  首先我们要了解什么是受检异常和非受检异常，不过这里顾名思义，受检即接受检查。由于目前的IDE很是智能，当我们在使用受检异常而未try-catch这个异常时，IDE会给出错误提示。如下：

图-2 IDE对受检异常的检查

  而非受检异常则不会被IDE识别。还有一点，因为前面说到IDE会检测到受检异常，所以，这里如果我们强行运行此代码，是通不过编译的，非受检异常则不会。

  好了，说明了受检异常和非受检异常在使用过程中的区别。现在就来说说怎么创建这些不同的异常吧。

  当我们要编写自定义的受检异常A.java时，A的class需要继承Exception，而非受检异常B.java则是继承RuntimeException。

  由于受检异常会在使用的过程，强行限制开发人员去try-catch。而在try-catch此异常的时候，开发人员则可以对此异常进行修正并重新之前的操作(即恢复)。在RuntimeException中则没有这样的限制。所以，当我们试图告诉调用者，当前的异常是可以被修复，并允许重新去调用的时候，我们就使用受检的异常，当我们认为这是一个程序错误的时候，则需要使用非受检异常。

  可能对在何时使用受检异常或非受检异常有了一些基本认识，然后你可能会问这样的一个问题：我们不是还有一个Error么，那么错误(Error)和异常有什么区别呢？下面就列举了这两者之间的区别(点击查看参考来源)：

Exception：
1．可以是可被控制(checked) 或不可控制的(unchecked)。
2．表示一个由程序员导致的错误。
3．应该在应用程序级被处理。
Error：
1．总是不可控制的(unchecked)。
2．经常用来用于表示系统错误或低层资源的错误。
3．如何可能的话，应该在系统级被捕捉。

3.只针对不正确的条件才使用异常

  关于这一点，首先我们应该了解的是Java在进行异常检查时消耗的系统资源，要比普通的程序调用高。那么，如果我们的程序在不停地进行异常检查，就会对程序整个的性能产生不小的影响。我们可以从一个小例子中看出这一点。如下：

假设现有10000000个元素的List，我们要对此List进行遍历，有三种方式，分别如下：

第一种：对每一种情况进行异常检查

private void call_1(List<Integer> list) {
        long t = System.currentTimeMillis();
        try {
            int index = 0;
            while(true) {
                list.get(index++);
            } 
        } catch (IndexOutOfBoundsException e) {
            LogUtils.printTimeUsed("不针对检查异常", t);
        }
    }

第二种：只对错误的情况进行异常检查

private void call_2(List<Integer> list) {
        long t = System.currentTimeMillis();
        t = System.currentTimeMillis();
        int size = list.size();
        int index = 0;
        while(true) {
            if (index >= size) {
                try {
                    list.get(index++);
                } catch (IndexOutOfBoundsException e) {
                    LogUtils.printTimeUsed("针对性检查异常", t);
                    break;
                }
            }
            list.get(index++);
        }
    }

第三种：普通的循环遍历

private void call_3(List<Integer> list) {
        long t = System.currentTimeMillis();
        t = System.currentTimeMillis();
        int size = list.size();
        int index = 0;
        for (index = 0; index < size; index++) {
            list.get(index++);
        }
        
        LogUtils.printTimeUsed("循环遍历", t);
    }

测试结果：

图-3 不同异常检查方式遍历List

  从上面的测试结果中，我们可以看到不针对地检查异常（盲目地检查异常），比有针对性地检查异常性能上低了不少。所以，我们在使用异常的时候，请格外谨慎。需要去避免一些不必要的异常检查，以优化我们的程序代码。

Ref：

《Effective Java》