Exception和Error区别
首先:
Exception和Error继承Throwable类,在java中只有Throwable类型的实例才能被抛出(throw)或者捕获(catch),他是异常处理机制的基本类型。
其次:
Exception和Error体现了java平台针对不同异常情况的分类。Exception是程序正常运行过程中,可以预料的意外情况,可能并且应该被捕获,并进行处理。Error正常情况下不大可能出现的情况,绝大部分的Error都会导致程序状态不正常,不可恢复,既然是非正常情况,所以不便也不需要处理,例如OutOfMemoryError之类都是Error的子类
再次:
Exception分为检查型异常和非检查型异常。检查型异常必须在源码中进行捕获处理,这是编译检查的一部分。除了RuntimeExceion及其子类之外的异常都是检查型异常。非检查型异常就是所谓的RuntimeExceion,类似NullPointerException,ArrayIndexOfBoundException就是非检查型异常,通常是可以通过编码避免的逻辑错误,具体根据需要判断是否需要捕获,编译期不检查,如果抛出了非检查型异常,那就是编码逻辑有问题,要解决。
下面两个方面要掌握:
第一、理解 Throwable、Exception、Error的设计分类,以及使用最广泛的类,以及如何自定义异常,其中有些子类最好重点理解一下,比如NoClassDefFoundErrorClassNotFoundException。
第二、理解 Java 语言中操作 Throwable 的元素和实践掌握最基本的语法是必须的,如try-catch-finally 块,throw、throws关键字等。与此同时,也要懂得如何处理典型场景。
需要遵守五个原则:
[if !supportLists]第一、[endif]
尽量不要捕获类似 Exception 这样的通用异常,而是应该捕获特定异常,这是因为在日常的开发和合作中,我们读代码的机会往往超过写代码,软件工程是门协作的艺术,所以我们有义务让自己的代码能够直观地体现出尽量多的信息,而泛泛的 Exception 之类,恰恰隐藏了我们的目的。另外,我们也要保证程序不会捕获到我们不希望捕获的异常。比如,你可能更希望 RuntimeException 被扩散出来,而不是被捕获。
进一步讲,除非深思熟虑了,否则不要捕获 Throwable 或者 Error,这样很难保证我们能够正确程序处理 OutOfMemoryError。
第二、
不要生吞(swallow)异常。这是异常处理中要特别注意的事情,因为很可能会导致非常难以诊断的诡异情况。
生吞异常,往往是基于假设这段代码可能不会发生,或者感觉忽略异常是无所谓的,但是千万不要在产品代码做这种假设!
如果我们不把异常抛出来,或者也没有输出到日志(Logger)之类,程序可能在后续代码以不可控的方式结束。没人能够轻易判断究竟是哪里抛出了异常,以及是什么原因产生了异常。
再来看看第二段代码
try {
//
业务代码
// …
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
这段代码作为一段实验代码,它是没有任何问题的,但是在产品代码中,通常都不允许这样处理。你先思考一下这是为什么呢?
我们先来看看printStackTrace()的文档,开头就是“Prints this throwable and its backtrace to thestandard
error stream”。问题就在这里,在稍微复杂一点的生产系统中,标准出错(STERR)不是个合适的输出选项,因为你很难判断出到底输出到哪里去了。
尤其是对于分布式系统,如果发生异常,但是无法找到堆栈轨迹(stacktrace),这纯属是为诊断设置障碍。所以,最好使用产品日志,详细地输出到日志系统里。
第三、我们接下来看下面的代码段,体会一下Throw early, catch late 原则。
public void readPreferences(String fileName){
//...perform operations...
InputStream in = newFileInputStream(fileName);
//...read the preferencesfile...
}
如果 fileName 是 null,那么程序就会抛出 NullPointerException,但是由于没有第一时间暴露出问题,堆栈信息可能非常令人费解,往往需要相对复杂的定位。这个 NPE 只是作为例子,实际产品代码中,可能是各种情况,比如获取配置失败之类的。在发现问题的时候,第一时间抛出,能够更加清晰地反映问题。
我们可以修改一下,让问题“throw early”,对应的异常信息就非常直观了。
public void readPreferences(String filename) {
Objects.requireNonNull(filename);
//...perform otheroperations...
InputStream in = newFileInputStream(filename);
//...read the preferencesfile...
}
至于“catch late”,其实是我们经常苦恼的问题,捕获异常后,需要怎么处理呢?最差的处理方式,就是我前面提到的“生吞异常”,本质上其实是掩盖问题。如果实在不知道如何处理,可以选择保留原有异常的 cause 信息,直接再抛出或者构建新的异常抛出去。在更高层面,因为有了清晰的(业务)逻辑,往往会更清楚合适的处理方式是什么。
第四、有的时候,我们会根据需要自定义异常,这个时候除了保证提供足够的信息,还有两点需要考虑:
是否需要定义成 Checked Exception,因为这种类型设计的初衷更是为了从异常情况恢复,作为异常设计者,我们往往有充足信息进行分类。
在保证诊断信息足够的同时,也要考虑避免包含敏感信息,因为那样可能导致潜在的安全问题。如果我们看 Java 的标准类库,你可能注意到类似 java.net.ConnectException,出错信息是类似“ Connection
refused (Connection refused)”,而不包含具体的机器名、IP、端口等,一个重要考量就是信息安全。类似的情况在日志中也有,比如,用户数据一般是不可以输出到日志里面的。
第五、我们从性能角度来审视一下 Java 的异常处理机制,这里有两个可能会相对昂贵的地方:
[if !supportLists]· [endif]try-catch 代码段会产生额外的性能开销,或者换个角度说,它往往会影响 JVM 对代码进行优化,所以建议仅捕获有必要的代码段,尽量不要一个大的 try 包住整段的代码;与此同时,利用异常控制代码流程,也不是一个好主意,远比我们通常意义上的条件语句(if/else、switch)要低效。
[if !supportLists]· [endif]Java 每实例化一个 Exception,都会对当时的栈进行快照,这是一个相对比较重的操作。如果发生的非常频繁,这个开销可就不能被忽略了。
第六、是如何选择抛出检查型异常还是非检查型异常
1.对可恢复的情况使用检查型异常。对编程错误使用运行时异常。选择异常的主要原则是:如果期望调用者能够适当的恢复,对于这种异常就应该使用受检异常。方法中声明要抛出的每个受检异常,都是对API用户的一种提示,每种异常都对应这个方法的一种可能的结果,受检异常往往指明了可恢复的条件。不符合业务逻辑抛出检查型异常,不符合API规范抛出非检查型异常
2.避免不必要的使用检查型异常。如果调用者正常是有API并不能阻止产生异常,并且产生异常后,使用API的程序员要立刻采取恢复行动,满足这两个条件就更适合使用检查型异常
3.优先使用标准异常。好处:和程序员已经熟悉的用法一致,可读性好,降低时间开销
4.抛出与抽象相对应的异常。更高层的实现应该捕获底层的异常,同事抛出可以按照高层抽象进行解释的异常,这种做法被称为异常转译
5.努力使失败保持原子性。参数不不可变或者变化之前验证可能导致失败的部分
捕获还是抛出还要看具体的业务场景,最终的效果就是try/catch所处理的都是有意义的业务异常,而不是捕获Exception,Exception交给最外层逻辑处理不中断外部业务,则必须捕获异常进行处理,中断外部业务,不用捕获,使用最外层异常处理器处理。
常规结构:
最外层异常处理逻辑器(通用异常,公共异常,非检查型异常)
内部的异常处理try/catch仅针对有意义的检查型异常,catch之后抛出的看业务决定是中断还是非中断,或者采用逻辑处理,不抛出(必须有日志)
所以,对于部分追求极致性能的底层类库,有种方式是尝试创建不进行栈快照的 Exception。这本身也存在争议,因为这样做的假设在于,我创建异常时知道未来是否需要堆栈。问题是,实际上可能吗?小范围或许可能,但是在大规模项目中,这么做可能不是个理智的选择。如果需要堆栈,但又没有收集这些信息,在复杂情况下,尤其是类似微服务这种分布式系统,这会大大增加诊断的难度。
当我们的服务出现反应变慢、吞吐量下降的时候,检查发生最频繁的 Exception 也是一种思路。