Java異常處理的誤區和經驗總結
本文著重介紹了 Java 異常選擇和使用中的一些誤區，希望各位讀者能夠熟練掌握異常處理的一些注意點和原則，注意總結和歸納。只有處理好了異常，才能提升開發人員的基本素養，提高系統的健壯性，提升用戶體驗，提高產品的價值。
誤區一、異常的選擇
圖 1. 異常分類
圖 1 描述了異常的結構，其實我們都知道異常分檢測異常和非檢測異常，但是在實際中又混淆了這兩種異常的應用。由于非檢測異常使用方便，很多開發人員就認為檢測異常沒什么用處。其實異常的應用情景可以概括為以下：
一、調用代碼不能繼續執行，需要立即終止。出現這種情況的可能性太多太多，例如服務器連接不上、參數不正確等。這些時候都適用非檢測異常，不需要調用代碼的顯式捕捉和處理，而且代碼簡潔明了。
二、調用代碼需要進一步處理和恢復。假如將 SQLException 定義為非檢測異常，這樣操作數據時開發人員理所當然的認為 SQLException 不需要調用代碼的顯式捕捉和處理，進而會導致嚴重的 Connection 不關閉、Transaction 不回滾、DB 中出現臟數據等情況，正因為 SQLException 定義為檢測異常，才會驅使開發人員去顯式捕捉，并且在代碼產生異常后清理資源。當然清理資源后，可以繼續拋出非檢測異常，阻止程序的執行。根據觀察和理解，檢測異常大多可以應用于工具類中。
誤區二、將異常直接顯示在頁面或客戶端。
將異常直接打印在客戶端的例子屢見不鮮，以 JSP 為例，一旦代碼運行出現異常，默認情況下容器將異常堆棧信息直接打印在頁面上。其實從客戶角度來說，任何異常都沒有實際意義，絕大多數的客戶也根本看不懂異常信息，軟件開發也要盡量避免將異常直接呈現給用戶。
清單 1
- package com.ibm.dw.sample.exception;
- /**
- * 自定義 RuntimeException
- * 添加錯誤代碼屬性
- */
- public class RuntimeException extends java.lang.RuntimeException {
- //默認錯誤代碼
- public static final Integer GENERIC = 1000000;
- //錯誤代碼
- private Integer errorCode;
- public RuntimeException(Integer errorCode, Throwable cause) {
- this(errorCode, null, cause);
- }
- public RuntimeException(String message, Throwable cause) {
- //利用通用錯誤代碼
- this(GENERIC, message, cause);
- }
- public RuntimeException(Integer errorCode, String message, Throwable cause) {
- super(message, cause);
- this.errorCode = errorCode;
- }
- public Integer getErrorCode() {
- return errorCode;
- }
- }
正如示例代碼所示，在異常中引入錯誤代碼，一旦出現異常，我們只要將異常的錯誤代碼呈現給用戶，或者將錯誤代碼轉換成更通俗易懂的提示。其實這里的錯誤代碼還包含另外一個功能，開發人員亦可以根據錯誤代碼準確的知道了發生了什么類型異常。
誤區三、對代碼層次結構的污染
我們經常將代碼分 Service、Business Logic、DAO 等不同的層次結構，DAO 層中會包含拋出異常的方法，如清單 2 所示：
清單 2
- public Customer retrieveCustomerById(Long id) throw SQLException {
- //根據 ID 查詢數據庫
- }
上面這段代碼咋一看沒什么問題，但是從設計耦合角度仔細考慮一下，這里的 SQLException 污染到了上層調用代碼，調用層需要顯式的利用 try-catch 捕捉，或者向更上層次進一步拋出。根據設計隔離原則，我們可以適當修改成：
清單 3
public Customer retrieveCustomerById(Long id) {
try{
//根據 ID 查詢數據庫
}catch(SQLException e){
//利用非檢測異常封裝檢測異常，降低層次耦合
throw new RuntimeException(SQLErrorCode, e);
}finally{
//關閉連接，清理資源
}
}
誤區四、忽略異常
如下異常處理只是將異常輸出到控制臺，沒有任何意義。而且這里出現了異常并沒有中斷程序，進而調用代碼繼續執行，導致更多的異常。
清單 4
- public void retrieveObjectById(Long id){
- try{
- //..some code that throws SQLException
- }catch(SQLException ex){
- /**
- *了解的人都知道，這里的異常打印毫無意義，僅僅是將錯誤堆棧輸出到控制臺。
- * 而在 Production 環境中，需要將錯誤堆棧輸出到日志。
- * 而且這里 catch 處理之后程序繼續執行，會導致進一步的問題*/
- ex.printStacktrace();
- }
- }
可以重構成：
清單 5
- public void retrieveObjectById(Long id){
- try{
- //..some code that throws SQLException
- }
- catch(SQLException ex){
- throw new RuntimeException(“Exception in retieveObjectById”, ex);
- }
- finally{
- //clean up resultset, statement, connection etc
- }
- }
這個誤區比較基本，一般情況下都不會犯此低級錯誤。
誤區五、將異常包含在循環語句塊中
如下代碼所示，異常包含在 for 循環語句塊中。
清單 6
- for(int i=0; i<100; i++){
- try{
- }catch(XXXException e){
- //….
- }
- }
我們都知道異常處理占用系統資源。一看，大家都認為不會犯這樣的錯誤。換個角度，類 A 中執行了一段循環，循環中調用了 B 類的方法，B 類中被調用的方法卻又包含 try-catch 這樣的語句塊。褪去類的層次結構，代碼和上面如出一轍。
誤區六、利用 Exception 捕捉所有潛在的異常
一段方法執行過程中拋出了幾個不同類型的異常，為了代碼簡潔，利用基類 Exception 捕捉所有潛在的異常，如下例所示：
清單 7
- public void retrieveObjectById(Long id){
- try{
- //…拋出 IOException 的代碼調用
- //…拋出 SQLException 的代碼調用
- }catch(Exception e){
- //這里利用基類 Exception 捕捉的所有潛在的異常，如果多個層次這樣捕捉，會丟失原始異常的有效信息
- throw new RuntimeException(“Exception in retieveObjectById”, e);
- }
- }
可以重構成
清單 8
- public void retrieveObjectById(Long id){
- try{
- //..some code that throws RuntimeException, IOException, SQLException
- }catch(IOException e){
- //僅僅捕捉 IOException
- throw new RuntimeException(/*指定這里 IOException 對應的錯誤代碼*/code,“Exception in retieveObjectById”, e);
- }catch(SQLException e){
- //僅僅捕捉 SQLException
- throw new RuntimeException(/*指定這里 SQLException 對應的錯誤代碼*/code,“Exception in retieveObjectById”, e);
- }
- }
誤區七、多層次封裝拋出非檢測異常
如果我們一直堅持不同類型的異常一定用不同的捕捉語句，那大部分例子可以繞過這一節了。但是如果僅僅一段代碼調用會拋出一種以上的異常時，很多時候沒有必要每個不同類型的 Exception 寫一段 catch 語句，對于開發來說，任何一種異常都足夠說明了程序的具體問題。
清單 9
- try{
- //可能拋出 RuntimeException、IOExeption 或者其它；
- //注意這里和誤區六的區別，這里是一段代碼拋出多種異常。以上是多段代碼，各自拋出不同的異常
- }catch(Exception e){
- //一如既往的將 Exception 轉換成 RuntimeException，但是這里的 e 其實是 RuntimeException 的實例，已經在前段代碼中封裝過
- throw new RuntimeException(/**/code, /**/, e);
- }
如果我們如上例所示，將所有的 Exception 再轉換成 RuntimeException，那么當 Exception 的類型已經是 RuntimeException 時，我們又做了一次封裝。將 RuntimeException 又重新封裝了一次，進而丟失了原有的 RuntimeException 攜帶的有效信息。
解決辦法是我們可以在 RuntimeException 類中添加相關的檢查，確認參數 Throwable 不是 RuntimeException 的實例。如果是，將拷貝相應的屬性到新建的實例上。或者用不同的 catch 語句塊捕捉 RuntimeException 和其它的 Exception。個人偏好方式一，好處不言而喻。
誤區八、多層次打印異常
我們先看一下下面的例子，定義了 2 個類 A 和 B。其中 A 類中調用了 B 類的代碼，并且 A 類和 B 類中都捕捉打印了異常。
清單 10
- public class A {
- private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(A.class);
- public void process(){
- try{
- //實例化 B 類，可以換成其它注入等方式
- B b = new B();
- b.process();
- //other code might cause exception
- } catch(XXXException e){
- //如果 B 類 process 方法拋出異常，異常會在 B 類中被打印，在這里也會被打印，從而會打印 2 次
- logger.error(e);
- throw new RuntimeException(/* 錯誤代碼 */ errorCode, /*異常信息*/msg, e);
- }
- }
- }
- public class B{
- private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(B.class);
- public void process(){
- try{
- //可能拋出異常的代碼
- }
- catch(XXXException e){
- logger.error(e);
- throw new RuntimeException(/* 錯誤代碼 */ errorCode, /*異常信息*/msg, e);
- }
- }
- }
同一段異常會被打印 2 次。如果層次再復雜一點，不去考慮打印日志消耗的系統性能，僅僅在異常日志中去定位異常具體的問題已經夠頭疼的了。
其實打印日志只需要在代碼的最外層捕捉打印就可以了，異常打印也可以寫成 AOP，織入到框架的最外層。
誤區九、異常包含的信息不能充分定位問題
異常不僅要能夠讓開發人員知道哪里出了問題，更多時候開發人員還需要知道是什么原因導致的問題，我們知道 java .lang.Exception 有字符串類型參數的構造方法，這個字符串可以自定義成通俗易懂的提示信息。
簡單的自定義信息開發人員只能知道哪里出現了異常，但是很多的情況下，開發人員更需要知道是什么參數導致了這樣的異常。這個時候我們就需要將方法調用的參數信息追加到自定義信息中。下例只列舉了一個參數的情況，多個參數的情況下，可以單獨寫一個工具類組織這樣的字符串。
清單 11
- public void retieveObjectById(Long id){
- try{
- //..some code that throws SQLException
- }catch(SQLException ex){
- //將參數信息添加到異常信息中
- throw new RuntimeException(“Exception in retieveObjectById with Object Id :”+ id, ex);
- }
- }
誤區十、不能預知潛在的異常
在寫代碼的過程中，由于對調用代碼缺乏深層次的了解，不能準確判斷是否調用的代碼會產生異常，因而忽略處理。在產生了 Production Bug 之后才想起來應該在某段代碼處添加異常補捉，甚至不能準確指出出現異常的原因。這就需要開發人員不僅知道自己在做什么，而且要去盡可能的知道別人做了什么，可能會導致什么結果，從全局去考慮整個應用程序的處理過程。這些思想會影響我們對代碼的編寫和處理。
誤區十一、混用多種第三方日志庫
現如今 Java 第三方日志庫的種類越來越多，一個大項目中會引入各種各樣的框架，而這些框架又會依賴不同的日志庫的實現。最麻煩的問題倒不是引入所有需要的這些日志庫，問題在于引入的這些日志庫之間本身不兼容。如果在項目初期可能還好解決，可以把所有代碼中的日志庫根據需要重新引入一遍，或者換一套框架。但這樣的成本不是每個項目都承受的起的，而且越是隨著項目的進行，這種風險就越大。
怎么樣才能有效的避免類似的問題發生呢，現在的大多數框架已經考慮到了類似的問題，可以通過配置 Properties 或 xml 文件、參數或者運行時掃描 Lib 庫中的日志實現類，真正在應用程序運行時才確定具體應用哪個特定的日志庫。
其實根據不需要多層次打印日志那條原則，我們就可以簡化很多原本調用日志打印代碼的類。很多情況下，我們可以利用攔截器或者過濾器實現日志的打印，降低代碼維護、遷移的成本。
結束語
以上純屬個人的經驗和總結，事物都是辯證的，沒有絕對的原則，適合自己的才是最有效的原則。希望以上的講解和分析可以對您有所幫助。
