JAVA异常整理

整理的一点异常文档，和大家分享下。觉得“异常是为异常的情况而设计的，使用时也应该牢记这一原则。”这句话说的太经典了。

 

传统的观点

在下面的来自 Sun 的“The Java Tutorial”的摘录中，总结了关于将一个异常声明为检查型还是非检查型的传统观点：

因为 Java 语言并不要求方法捕获或者指定运行时异常，因此编写只抛出运行时异常的代码或者使得他们的所有异常子类都继承自 RuntimeException ，对于程序员来说是有吸引力的。这些编程捷径都允许程序员编写 Java 代码而不会受到来自编译器的所有挑剔性错误的干扰，并且不用去指定或者捕获任何异常。 尽管对于程序员来说这似乎比较方便，但是它回避了 Java 的捕获或者指定要求的意图，并且对于那些使用您提供的类的程序员可能会导致问题。

检查型异常代表关于一个合法指定的请求的操作的有用信息，调用者可能已经对该操作没有控制，并且调用者需要得到有关的通知 —— 例如，文件系统已满，或者远端已经关闭连接，或者访问权限不允许该动作。

如果您仅仅是因为不想指定异常而抛出一个 RuntimeException ，或者创建 RuntimeException 的一个子类，那么您换取到了什么呢？您只是获得了抛出一个异常而不用您指定这样做的能力。换句话说，这是一种用于避免文档化方法所能抛出的异常的方式。在什么时候这是有益的？也就是说，在什么时候避免注明一个方法的行为是有益的？答案是“几乎从不。”

换句话说，Sun 告诉我们检查型异常应该是准则。该教程通过多种方式继续说明，通常应该抛出异常，而不是 RuntimeException —— 除非您是 JVM。

 

 

在 Effective Java: Programming Language Guide一书中 

• 第 39 条：只为异常条件使用异常。也就是说，不要为控制流使用异常，比如，在调用 Iterator.next() 时而不是在第一次检查 Iterator.hasNext() 时捕获 NoSuchElementException 。
  
  
• 第 40 条：为可恢复的条件使用检查型异常，为编程错误使用运行时异常。这里，Bloch 回应传统的 Sun 观点 —— 运行时异常应该只是用于指示编程错误，例如违反前置条件。
  
  
• 第 41 条：避免不必要的使用检查型异常。换句话说，对于调用者不可能从其中恢复的情形，或者惟一可以预见的响应将是程序退出，则不要使用检查型异常。
  
  
• 第 43 条：抛出与抽象相适应的异常。换句话说，一个方法所抛出的异常应该在一个抽象层次上定义，该抽象层次与该方法做什么相一致，而不一定与方法的底层实现细节相一致。例如，一个从文件、数据库或者 JNDI 装载资源的方法在不能找到资源时，应该抛出某种 ResourceNotFound 异常（通常使用异常链来保存隐含的原因），而不是更底层的 IOException 、 SQLException 或者 NamingException 。

 

对于检查型异常的一些批评

 

检查型异常不适当地暴露实现细节

您已经有多少次看见（或者编写）一个抛出 SQLException 或者 IOException 的方法，即使它看起来与数据库或者文件毫无关系呢？对于开发人员来说，在一个方法的最初实现中总结出可能抛出的所有异常并且将它们增加到方法的 throws 子句（许多 IDE 甚至帮助您执行该任务）是十分常见的。这种直接方法的一个问题是它违反了 Bloch 的 第 43 条 —— 被抛出的异常所位于的抽象层次与抛出它们的方法不一致。

一个用于装载用户概要的方法，在找不到用户时应该抛出 NoSuchUserException ，而不是 SQLException —— 调用者可以很好地预料到用户可能找不到，但是不知道如何处理 SQLException 。异常链可以用于抛出一个更为合适的异常而不用丢弃关于底层失败的细节（例如栈跟踪），允许抽象层将位于它们之上的分层同位于它们之下的分层的细节隔离开来，同时保留对于调试可能有用的信息。

据说，诸如 JDBC 包的设计采取这样一种方式，使得它难以避免该问题。在 JDBC 接口中的每个方法都抛出 SQLException ，但是在访问一个数据库的过程中可能会经历多种不同类型的问题，并且不同的方法可能易受不同错误模式的影响。一个 SQLException 可能指示一个系统级问题（不能连接到数据库）、逻辑问题（在结果集中没有更多的行）或者特定数据的问题（您刚才试图插入行的主键已经存在或者违反实体完整性约束）。如果没有犯不可原谅的尝试分析消息正文的过失，调用者是不可能区分这些不同类型的 SQLException 的。 （ SQLException 的确支持用于获取数据库特定错误代码和 SQL 状态变量的方法，但是在实践中这些很少用于区分不同的数据库错误条件。）

不稳定的方法签名

不 稳定的方法签名问题是与前面的问题相关的 —— 如果您只是通过一个方法传递异常，那么您不得不在每次改变方法的实现时改变它的方法签名，以及改变调用该方法的所有代码。一旦类已经被部署到产品中，管理 这些脆弱的方法签名就变成一个昂贵的任务。然而，该问题本质上是没有遵循 Bloch 提出的第 43 条的另一个症状。方法在遇到失败时应该抛出一个异常，但是该异常应该反映该方法做什么，而不是它如何做。

有时，当程序员对因为实现的改变而导致从方法签名中增加或者删除异常感到厌烦时，他们不是通过使用一个抽象来定义特定层次可能抛出的异常类型，而只是将他们的所有方法都声明为抛出 Exception 。换句话说，他们已经认定异常只是导致烦恼，并且基本上将它们关闭掉了。毋庸多言，该方法对于绝大多数可任意使用的代码来说通常不是一个好的错误处理策略。

难以理解的代码

因 为许多方法都抛出一定数目的不同异常，错误处理的代码相对于实际的功能代码的比率可能会偏高，使得难以找到一个方法中实际完成功能的代码。异常是通过集中 错误处理来设想减小代码的，但是一个具有三行代码和六个 catch 块（其中每个块只是记录异常或者包装并重新抛出异常）的方法看起来比较膨胀并且会使得本来简单的代码变得模糊。

异常淹没

我们都看到过这样的代码，其中捕获了一个异常，但是在 catch 块中没有代码。尽管这种编程实践很明显是不好的，但是很容易看出它是如何发生的 —— 在原型化期间，某人通过 try...catch 块包装代码，而后来忘记返回并填充 catch 块。尽管这个错误很常见，但是这也是更好的工具可以帮助我们的地方之一 —— 对于异常淹没的地方，通过编辑器、编译器或者静态检查工具可以容易地检测并发出警告。

极度通用的 try...catch 块是另一种形式的异常淹没，并且更加难以检测，因为这是 Java 类库中的异常类层次的结构而导致的（可疑）。让我们假定一个方法抛出四个不同类型的异常，并且调用者遇到其中任何一个异常都将捕获、记录它们，并且返回。实现该策略的一种方式是使用一个带有四个 catch 子句的 try...catch 块，其中每个异常类型一个。

过多的异常包装

如 果异常是在一个底层的设施中生成的，并且通过许多代码层向上扩散，在最终被处理之前它可能被捕获、包装和重新抛出若干次。当异常最终被记录的时候，栈跟踪 可能有许多页，因为栈跟踪可能被复制多次，其中每个包装层一次。（在 JDK 1.4 以及后来的版本中，异常链的实现在某种程度上缓解了该问题。）

替换的方法

Bruce Eckel， Thinking in Java 的作者，声称在使用 Java 语言多年后，他已经得出这样的结论，认为检查型异常是一个错误 —— 一个应该被声明为失败的试验。Eckel 提倡将所有的异常都作为非检查型的，并且提供清单 2 中的类作为将检查型异常转变为非检查型异常的一个方法，同时保留当异常从栈向上扩散时捕获特定类型的异常的能力：

如果查看 Eckel 的 Web 站点上的讨论，您将会发现回应者是严重分裂的。一些人认为他的提议是荒谬的；一些人认为这是一个重要的思想。（我的观点是，尽管恰当地使用异常确实是很难 的，并且对异常用不好的例子大量存在，但是大多数赞同他的人是因为错误的原因才这样做的，这与一个政客位于一个可以随便获取巧克力的平台上参选将会获得十 岁孩子的大量选票的情况具有相似之处。）

Rod Johnson 是 J2EE Design and Development的作者，这是我所读过的关于 Java 开发，J2EE 等方面的最好的书籍之一。他采取一个不太激进的方法。他列举了异常的多个类别，并且为每个类别确定一个策略。一些异常本质上是次要的返回代码（它通常指示 违反业务规则），而一些异常则是“发生某种可怕错误”（例如数据库连接失败）的变种。Johnson 提倡对于第一种类别的异常（可选的返回代码）使用检查型异常，而对于后者使用运行时异常。在“发生某种可怕错误”的类别中，其动机是简单地认识到没有调用 者能够有效地处理该异常，因此它也可能以各种方式沿着栈向上扩散而对于中间代码的影响保持最小（并且最小化异常淹没的可能性）。

Johnson 还列举了一个中间情形，对此他提出一个问题，“只是少数调用者希望处理问题吗？”对于这些情形，他也建议使用非检查型异常。作为该类别的一个例子，他列举 了 JDO 异常 —— 大多数情况下，JDO 异常表示的情况是调用者不希望处理的，但是在某些情况下，捕获和处理特定类型的异常是有用的。他建议在这里使用非检查型异常，而不是让其余的使用 JDO 的类通过捕获和重新抛出这些异常的形式来弥补这个可能性。

 

使用非检查型异常

关于是否使用非检查型异常的决定是复杂的，并且很显然没有明显的答案。Sun 的建议是对于任何情况使用它们，而 C# 方法（也就是 Eckel 和其他人所赞同的）是对于任何情况都不使用它们。其他人说，“还存在一个中间情形。”

 

 

异常开销很大

是的，异常开销很大。那么，这是不是就意味着您不该使用异常？当然不是。但是，何时应该使用异常，何时又不应该使用异常呢？不幸的是，答案不是一下子就说得清的。

我 们要说的是，您不必放弃已经学到的好的 try-catch 编程习惯，但是使用异常时可能会遇到麻烦，创建异常就是一个例子。当创建一个异常时，需要收集一个栈跟踪（stack track），这个栈跟踪用于描述异常是在何处创建的。还记得当代码中抛出一个意料之外的异常时，您所看到的输出来的栈跟踪吗？像下面这个：

Exception in thread "main" my.corp.DidntExpectThisException
        at T.noExceptionsHere(T.java:13)
        at T.main(T.java:7)


构 建这些栈跟踪时需要为运行时栈做一份快照，正是这一部分开销很大。运行时栈不是为有效的异常创建而设计的，而是设计用来让运行时尽可能快地运行。入栈，出 栈，入栈，出栈。让这样的工作顺利完成，而没有任何不必要的延迟。但是，当需要创建一个 Exception 时，JVM 不得不说：“先别动，我想就您现在的样子存一份快照，所以暂时停止入栈和出栈操作，笑着等我拍完快照吧。”栈跟踪不只包含运行时栈中的一两个元素，而是包 含这个栈中的每一个元素，从栈顶到栈底，还有行号和一切应有的东西。如果在一个深度为20的栈中创建了异常，那么就别指望只记录顶部的几个栈元素了――您 得完完整整地记录下所有20个元素。从 main 或 Thread.run （在栈底）到栈顶，记录整个栈。

因此，创建异常这一部分开 销很大。从技术上讲，栈跟踪快照是在本地方法 Throwable.fillInStackTrace() 中发生的，这个方法又是从 Throwable contructor 那里调用的。但是这并没有什么影响――如果您创建一个 Exception ，就得付出代价。好在捕获异常开销不大，因此可以使用 try-catch 将核心内容包起来。您也可以在方法定义中定义 throws 子句，这样对性能不会造成什么损失，例如：

public Blah myMethod(Foo x) throws SomeBarException {
  ....


从技术上讲，您甚至可以随意地抛出异常，而不用花费很大的代价。招致性能损失的并不是 throw 操作——尽管在没有预先创建异常的情况下就抛出异常是有点不寻常。真正要花代价的是创建异常。

try {
  doThings();
  if (true)
    throw new SomeException(); //cos my program runs too fast
}
catch(SomeException e) {
  doMoreThings();
}


幸运的是，好的编程习惯已教会我们，不应该不管三七二十一就抛出异常。异常是为异常的情况而设计的，使用时也应该牢记这一原则。但是，万一您不想遵从好的编程习惯，Java 语言就会让您知道，那样做可以让您的程序运行得更快，从而鼓励您去那样做。

 

 

评论

2 楼 zuozhengfeng 2010-01-12  

对于异常还是不太清楚，而且在项目开发总是无法确定该如何使用

1 楼 ningmenglovesoft 2009-09-08  

觉得蛮好的。异常处理在java中真的很重要。如果异常捕捉不正确。要吗导致代码不健壮。要吗就是吃掉异常。对于调试带来很大的麻烦