异常处理是 Java 开发中的一个重要部分,是为了处理任何错误状况,比如资源不可访问,非法输入,空输入等等。Java 提供了几个异常处理特性,以try,catch 和 finally 关键字的形式内建于语言自身之中。Java 编程语言也允许创建新的自定义异常,并通过使用 throw 和 throws关键字抛出它们。在Java编程中,Java 的异常处理不单单是知道语法这么简单,它必须遵循标准的 JDK 库,和处理错误和异常的开源代码。
这里我们将讨论一些关于异常处理的 Java 最佳实践。在我们讨论异常处理的最佳实践之前,先让我们了解下几个重要的概念,那就是什么是异常以及异常的分类。
什么是异常?
异常的英文单词是 exception,异常本质上是程序上的错误,包括程序逻辑错误和系统错误。比如使用空的引用、数组下标越界、内存溢出错误等,这些都是意外的情况,背离我们程序本身的意图。错误在我们编写程序的过程中会经常发生,包括编译期间和运行期间的错误,在编译期间出现的错误有编译器帮助我们一起修正,然而运行期间的错误便不是编译器力所能及了,并且运行期间的错误往往是难以预料的。假若程序在运行期间出现了错误,如果置之不理,程序便会终止或直接导致系统崩溃,显然这不是我们希望看到的结果。
如何对运行期间出现的错误进行处理和补救呢?Java 提供了异常机制来进行处理,通过异常机制来处理程序运行期间出现的错误。通过异常机制,我们可以更好地提升程序的健壮性。
异常分类
Java 把异常当作对象来处理,并定义一个基类 java.lang.Throwable 作为所有异常的超类。
Java 包括三种类型的异常: 检查性异常(checked exceptions)、非检查性异常(unchecked Exceptions) 和错误(errors)。
- 检查性异常(checked exceptions) 是必须在在方法的 throws 子句中声明的异常。它们扩展了异常,旨在成为一种“在你面前”的异常类型。JAVA希望你能够处理它们,因为它们以某种方式依赖于程序之外的外部因素。检查的异常表示在正常系统操作期间可能发生的预期问题。 当你尝试通过网络或文件系统使用外部系统时,通常会发生这些异常。 大多数情况下,对检查性异常的正确响应应该是稍后重试,或者提示用户修改其输入。
- 非检查性异常(unchecked Exceptions) 是不需要在throws子句中声明的异常。 由于程序错误,JVM并不会强制你处理它们,因为它们大多数是在运行时生成的。 它们扩展了 RuntimeException。 最常见的例子是 NullPointerException, 未经检查的异常可能不应该重试,正确的操作通常应该是什么都不做,并让它从你的方法和执行堆栈中出来。
- 错误(errors) 是严重的运行时环境问题,肯定无法恢复。 例如 OutOfMemoryError,LinkageError 和 StackOverflowError,通常会让程序崩溃。
所有不是 Runtime Exception 的异常,统称为 Checked Exception,又被称为检查性异常。这类异常的产生不是程序本身的问题,通常由外界因素造成的。为了预防这些异常产生时,造成程序的中断或得到不正确的结果,Java 要求编写可能产生这类异常的程序代码时,一定要去做异常的处理。
Java 语言将派生于 RuntimeException 类或 Error 类的所有异常称为非检查性异常。
Java 异常层次结构图如下图所示:
在了解了异常的基本概念以及分类后,现在让我们开始探索异常处理的最佳实践吧。
异常处理最佳实践
不要忽略捕捉的异常
catch (NoSuchMethodException e) { return null; }
虽然捕捉了异常但是却没有做任何处理,除非你确信这个异常可以忽略,不然不应该这样做。这样会导致外面无法知晓该方法发生了错误,无法确定定位错误原因。
在你的方法里抛出定义具体的检查性异常
public void foo() throws Exception { //错误方式 }
一定要避免出现上面的代码示例,它破坏了检查性异常的目的。 声明你的方法可能抛出的具体检查性异常,如果只有太多这样的检查性异常,你应该把它们包装在你自己的异常中,并在异常消息中添加信息。 如果可能的话,你也可以考虑代码重构。
public void foo() throws SpecificException1, SpecificException2 { //正确方式 }
捕获具体的子类而不是捕获 Exception 类
try { someMethod(); } catch (Exception e) { //错误方式 LOGGER.error("method has failed", e); }
捕获异常的问题是,如果稍后调用的方法为其方法声明添加了新的检查性异常,则开发人员的意图是应该处理具体的新异常。如果你的代码只是捕获异常(或 Throwable),永远不会知道这个变化,以及你的代码现在是错误的,并且可能会在运行时的任何时候中断。
永远不要捕获 Throwable 类
这是一个更严重的麻烦,因为 Java Error 也是 Throwable 的子类,Error 是 JVM 本身无法处理的不可逆转的条件,对于某些 JVM 的实现,JVM 可能实际上甚至不会在 Error 上调用 catch 子句。
始终正确包装自定义异常中的异常,以便堆栈跟踪不会丢失
catch (NoSuchMethodException e) {