[ZT]关于六种Java异常处理程序的陋习

夜夜呆

关于六种Java异常处理程序的陋习你觉得自己是一个Java专家吗？是否肯定自己已经全面掌握了Java的异常处理机制？在下面这段代码中，你能够迅速找出异常处理的六个问题吗？
1 OutputStreamWriter out = ...
2 java.sql.Connection conn = ...
3 try { // ⑸
4 　Statement stat = conn.createStatement();
5 　ResultSet rs = stat.executeQuery(
6 　　"select uid, name from user");
7 　while (rs.next())
8 　{
9 　　out.println("ID：" + rs.getString("uid") // ⑹
10 　　　"，姓名：" + rs.getString("name"));
11 　}
12 　conn.close(); // ⑶
13 　out.close();
14 }
15 catch(Exception ex) // ⑵
16 {
17 　ex.printStackTrace(); //⑴，⑷
18 }

　　作为一个Java程序员，你至少应该能够找出两个问题。但是，如果你不能找出全部六个问题，请继续阅读本文。

　　本文讨论的不是Java异常处理的一般性原则，因为这些原则已经被大多数人熟知。我们要做的是分析各种可称为“反例”（anti-pattern）的违背优秀编码规范的常见坏习惯，帮助读者熟悉这些典型的反面例子，从而能够在实际工作中敏锐地察觉和避免这些问题。

　　反例之一：丢弃异常

　　代码：15行-18行。

　　这段代码捕获了异常却不作任何处理，可以算得上Java编程中的杀手。从问题出现的频繁程度和祸害程度来看，它也许可以和C/C++程序的一个恶名远播的问题相提并论??不检查缓冲区是否已满。如果你看到了这种丢弃（而不是抛出）异常的情况，可以百分之九十九地肯定代码存在问题（在极少数情况下，这段代码有存在的理由，但最好加上完整的注释，以免引起别人误解）。

　　这段代码的错误在于，异常（几乎）总是意味着某些事情不对劲了，或者说至少发生了某些不寻常的事情，我们不应该对程序发出的求救信号保持沉默和无动于衷。调用一下printStackTrace算不上“处理异常”。不错，调用printStackTrace对调试程序有帮助，但程序调试阶段结束之后，printStackTrace就不应再在异常处理模块中担负主要责任了。

　　丢弃异常的情形非常普遍。打开JDK的ThreadDeath类的文档，可以看到下面这段说明：“特别地，虽然出现ThreadDeath是一种‘正常的情形’，但ThreadDeath类是Error而不是Exception的子类，因为许多应用会捕获所有的Exception然后丢弃它不再理睬。”这段话的意思是，虽然ThreadDeath代表的是一种普通的问题，但鉴于许多应用会试图捕获所有异常然后不予以适当的处理，所以JDK把ThreadDeath定义成了Error的子类，因为Error类代表的是一般的应用不应该去捕获的严重问题。可见，丢弃异常这一坏习惯是如此常见，它甚至已经影响到了Java本身的设计。

　　那么，应该怎样改正呢？主要有四个选择：

　　1、处理异常。针对该异常采取一些行动，例如修正问题、提醒某个人或进行其他一些处理，要根据具体的情形确定应该采取的动作。再次说明，调用printStackTrace算不上已经“处理好了异常”。

　　2、重新抛出异常。处理异常的代码在分析异常之后，认为自己不能处理它，重新抛出异常也不失为一种选择。

　　3、把该异常转换成另一种异常。大多数情况下，这是指把一个低级的异常转换成应用级的异常（其含义更容易被用户了解的异常）。

　　4、不要捕获异常。

　　结论一：既然捕获了异常，就要对它进行适当的处理。不要捕获异常之后又把它丢弃，不予理睬。

　　反例之二：不指定具体的异常

　　代码：15行。

　　许多时候人们会被这样一种“美妙的”想法吸引：用一个catch语句捕获所有的异常。最常见的情形就是使用catch(Exception ex)语句。但实际上，在绝大多数情况下，这种做法不值得提倡。为什么呢？

　　要理解其原因，我们必须回顾一下catch语句的用途。catch语句表示我们预期会出现某种异常，而且希望能够处理该异常。异常类的作用就是告诉Java编译器我们想要处理的是哪一种异常。由于绝大多数异常都直接或间接从java.lang.Exception派生，catch(Exception ex)就相当于说我们想要处理几乎所有的异常。

　　再来看看前面的代码例子。我们真正想要捕获的异常是什么呢？最明显的一个是SQLException，这是JDBC操作中常见的异常。另一个可能的异常是IOException，因为它要操作OutputStreamWriter。显然，在同一个catch块中处理这两种截然不同的异常是不合适的。如果用两个catch块分别捕获SQLException和IOException就要好多了。这就是说，catch语句应当尽量指定具体的异常类型，而不应该指定涵盖范围太广的Exception类。

　　另一方面，除了这两个特定的异常，还有其他许多异常也可能出现。例如，如果由于某种原因，executeQuery返回了null，该怎么办？答案是让它们继续抛出，即不必捕获也不必处理。实际上，我们不能也不应该去捕获可能出现的所有异常，程序的其他地方还有捕获异常的机会??直至最后由JVM处理。

　　结论二：在catch语句中尽可能指定具体的异常类型，必要时使用多个catch。不要试图处理所有可能出现的异常。

　　反例之三：占用资源不释放

　　代码：3行-14行。

　　异常改变了程序正常的执行流程。这个道理虽然简单，却常常被人们忽视。如果程序用到了文件、Socket、JDBC连接之类的资源，即使遇到了异常，也要正确释放占用的资源。为此，Java提供了一个简化这类操作的关键词finally。

　　finally是样好东西：不管是否出现了异常，Finally保证在try/catch/finally块结束之前，执行清理任务的代码总是有机会执行。遗憾的是有些人却不习惯使用finally。

　　当然，编写finally块应当多加小心，特别是要注意在finally块之内抛出的异常??这是执行清理任务的最后机会，尽量不要再有难以处理的错误。

　　结论三：保证所有资源都被正确释放。充分运用finally关键词。

　　反例之四：不说明异常的详细信息

　　代码：3行-18行。

　　仔细观察这段代码：如果循环内部出现了异常，会发生什么事情？我们可以得到足够的信息判断循环内部出错的原因吗？不能。我们只能知道当前正在处理的类发生了某种错误，但却不能获得任何信息判断导致当前错误的原因。

　　printStackTrace的堆栈跟踪功能显示出程序运行到当前类的执行流程，但只提供了一些最基本的信息，未能说明实际导致错误的原因，同时也不易解读。

　　因此，在出现异常时，最好能够提供一些文字信息，例如当前正在执行的类、方法和其他状态信息，包括以一种更适合阅读的方式整理和组织printStackTrace提供的信息。

　　结论四：在异常处理模块中提供适量的错误原因信息，组织错误信息使其易于理解和阅读。

　　反例之五：过于庞大的try块

　　代码：3行-14行。

　　经常可以看到有人把大量的代码放入单个try块，实际上这不是好习惯。这种现象之所以常见，原因就在于有些人图省事，不愿花时间分析一大块代码中哪几行代码会抛出异常、异常的具体类型是什么。把大量的语句装入单个巨大的try块就象是出门旅游时把所有日常用品塞入一个大箱子，虽然东西是带上了，但要找出来可不容易。

　　一些新手常常把大量的代码放入单个try块，然后再在catch语句中声明Exception，而不是分离各个可能出现异常的段落并分别捕获其异常。这种做法为分析程序抛出异常的原因带来了困难，因为一大段代码中有太多的地方可能抛出Exception。

　　结论五：尽量减小try块的体积。

　　反例之六：输出数据不完整

　　代码：7行-11行。

　　不完整的数据是Java程序的隐形杀手。仔细观察这段代码，考虑一下如果循环的中间抛出了异常，会发生什么事情。循环的执行当然是要被打断的，其次，catch块会执行??就这些，再也没有其他动作了。已经输出的数据怎么办？使用这些数据的人或设备将收到一份不完整的（因而也是错误的）数据，却得不到任何有关这份数据是否完整的提示。对于有些系统来说，数据不完整可能比系统停止运行带来更大的损失。

　　较为理想的处置办法是向输出设备写一些信息，声明数据的不完整性；另一种可能有效的办法是，先缓冲要输出的数据，准备好全部数据之后再一次性输出。

　　结论六：全面考虑可能出现的异常以及这些异常对执行流程的影响。

　　改写后的代码

　　根据上面的讨论，下面给出改写后的代码。也许有人会说它稍微有点?嗦，但是它有了比较完备的异常处理机制。

OutputStreamWriter out = ...
java.sql.Connection conn = ...
try {
　Statement stat = conn.createStatement();
　ResultSet rs = stat.executeQuery(
　　"select uid, name from user");
　while (rs.next())
　{
　　out.println("ID：" + rs.getString("uid") + "，姓名: " + rs.getString("name"));
　}
}
catch(SQLException sqlex)
{
　out.println("警告：数据不完整");
　throw new ApplicationException("读取数据时出现SQL错误", sqlex);
}
catch(IOException ioex)
{
　throw new ApplicationException("写入数据时出现IO错误", ioex);
}
finally
{
　if (conn != null) {
　　try {
　　　conn.close();
　　}
　　catch(SQLException sqlex2)
　　{
　　　System.err(this.getClass().getName() + ".mymethod - 不能关闭数据库连接: " + sqlex2.toString());
　　}
　}

　if (out != null) {
　　try {
　　　out.close();
　　}
　　catch(IOException ioex2)
　　{
　　　System.err(this.getClass().getName() + ".mymethod - 不能关闭输出文件" + ioex2.toString());
　　}
　}
}

　　本文的结论不是放之四海皆准的教条，有时常识和经验才是最好的老师。如果你对自己的做法没有百分之百的信心，务必加上详细、全面的注释。

　　另一方面，不要笑话这些错误，不妨问问你自己是否真地彻底摆脱了这些坏习惯。即使最有经验的程序员偶尔也会误入歧途，原因很简单，因为它们确确实实带来了“方便”。所有这些反例都可以看作Java编程世界的恶魔，它们美丽动人，无孔不入，时刻诱惑着你。也许有人会认为这些都属于鸡皮蒜毛的小事，不足挂齿，但请记住：勿以恶小而为之，勿以善小而不为。

                                           作者 ——————————wtwt011

[ 本帖最后由 夜夜呆 于 2006-5-23 19:40 编辑 ]

玫瑰从来不慌张

好文，顶一个

艾斯尼勒

好文，顶下

不过5的问题好像不太好把握，这么说是否更确切？

：当一个try块中若包含有两出以上可能出现相同类型异常的代码，并且对这几处相同类型异常需要进行不相同的处理的情况下，请把try块拆分

夜夜呆

3楼说的对...但是我感觉看怎么想吧...!
如果往大了想.....整个来分析..那就是不管是什么...尽量不要用太大的 try ...!
如果分析细节...一定是有很多的...!!

perryhg

这个文章是楼主的原创吗？如果是转贴，请注一下“转”或者“ZT”，以表示对原作者的尊重，谢谢

zw_ren

异常(Exception)处理
　　按照Java语言的定义，所谓异常处理指的就是向客户表示发生非正常情况的机制。在Java中有下列几种非正常情况：
　　编译错误(compile error)：又称为语法错误，是因为错误地使用了语言。程序设计语言的基本目的之一，就是尽可能地在编译期间发现错误。同时Java又支持类的动态加载和多戊，这使得许多检查必须在运行时完成。异常是动行时检查的主角之一（另一个运行时检查的重要角色是断言）。
　　逻辑错误(logical error)：又称为算法错误。无论是编译器，还是异常都不应该也不可能检查这类错误。只有程序员才能检查这种错误。
　　运行时错误(runtime error)：程序在执行时所发生的执行错误。这是异常机制大展拳脚的地方。这类错误可能是数学运算发生溢出、磁盘空间不足或是文件损毁等在正常情况下不可能发生的错误。

　　当Java程序违反了Java的语义规则时，Java虚拟机会将发生的错误表示为一个异常。
　　所谓违反了Java的语义规则，包括两种情况。一种是Java类库内置的语义检查。例如数且下标越界，会引发IndexOutOfBoundsException；访问null的对象，会引发NullPointerException。
　　另一种情况就是java允许程序员扩展这种语义检查，也就是程序员可以创建自己的异常，并自由选择在何时用throw关键字引发异常。
　　任何异常都会引起程序控制流的转移，当异常被抛出(throw)后，Java虚拟机会在抛出异常的方法中寻找最近的匹配的catch语句，如果没有，则在调用方法中寻找，直至遍历调用栈中所有方法为止。如果没有找到任何匹配的catch语句，则会调用ThreadGroup.uncaughtException()方法。
　　所有的异常都是java.lang.Throwable的子类。更严谨一点地说，我们应当尽量使它们仅仅是Error、Exception或者RuntimeException的子类。
　　finally关键字是对Java异常处理模型的有益补充。finally块中的代码总会执行，而不管有无异常发生。使用finally可以维护对象的内部状态，并且finally是释放非内存资源的最佳场所。

　　Java异常机制的设计目的是提供一种可扩展的语义检查机制。

条款1　[规则]用时间频度来确定异常情况
条款2　[规则]用不需查异常来强化方法的约定
条款3　[规则]用Error的子类来表示系统级的异常和程序不必处理的异常

　　在Java的异常处理体系中有三种典型的异常：Error、Exception和RuntimeException。
　　系统级的异常是指一些绝对不应该发生的错误，如果这些错误发生了，在应用程序中进行恢复通常是不可能的。应用程序不应该也不必要声明和抛出Error的子类，也不必试图捕获Error的子类。最典型的系统级异常就是VirtualMachineError及其子类InternalError、OutOfManoryError、StackOverflowError和UnknownError。
　　程序不必处理的异常是指一些特殊用途的异常，例如J2SE1.4中增加的AssertionError。AssertionError在断言失败时被抛出。程序员不必捕获AssertionError，对待AssertionError的正确做法是检查代码并修改导致断言失败的错误。当然断言本身也有可能是错误的。从这个角度看来，AssertionError被系统用来执行一种动态检查策略，所表示的并非异常，而是程序中的错误，这种错误不应该在执行时处理，而应该在代码中消除这种错误。
　　条款2中不需查异常的用法与此处相似，不同的是AssertionError是由Java运行时系统处理的，而不需查异常则是由程序员手工建立的机制。在有些情况下，可以用断言代替不需查异常，前提是该不需查异常不会使对象处于不合法的状态。

　　条款4　[规则]用不从RuntimeException继承的Exception的子类来表示需查异常。
　　
　　所谓需查异常(checked exception)，是指在方法定义时用throws关键字声明的异常。
　　需查异常是最常见的异常用法。使用需查异常的第一个要点就是判断是否使用需查异常，判断规则参考条款1。
　　使用需查异常的第二个要点是不要将从RuntimeException继承得到的子类作为需查异常。RuntimeException的子类是专门为不需查异常保留的。

　　条款5　[规则]用RuntimeException的子类来表示不需查异常
　　
　　在条款2中已经提到了不需查异常。所谓不需查异常，是指方法中抛出了该异常，但是在方法的定义中并未有用throws声明该异常。
　　对于不需查异常，编译器并不会强迫程序员使用catch来捕获该异常。
　　不需查异常通常都用RuntimeException的子类来表示，因为这类异常只有到了程序运行的时候才会发挥其作用。对程序员来说，RuntimeException的子类表明了程序的错误，因此得到不需查异常时，通常都要考虑修改你的代码了。条款2用不需查异常来强化方法的约定，违返方法调用的预定是最常见的程序错误之一。
　　不需查异常同需查异常一起，构成了异常的两大主流用法。将不需查异常限制为RuntimeException的子类，其它Exception的子类则用来表示需查异常，可以清晰地区分这两种用法。对于需查异常来说，客户必须用try-catch来捕获异常，否则编译时无法通过；对于不需查异常来说，客户必须正确地使用API，否则代码虽然可以通过编译，但是无法运行，不需查异常会立即使程序退出。
　　由于存在不需查异常，用throws声明直接抛出Exception类是不可接受的，这会强迫客户捕获Exception的所有子类，从而使不需查异常失效。从客户的角度来说，直接捕获Exception类也是不负责任的做法，这使得API提供的不需查异常完全失去了作用。
　　不需查异常同Error及其子类并无本质的区别，只不过Error及其子类通常由Java虚拟机使用。而不需查异常则由程序员使用。

java.lang.Object
  java.lang.Throwable
    java.lang.Exception
    ┕ BadLocationException, BadStringOperationException,
      ClassNotFoundException, CloneNotSupportedException,
      DataFormatException, IOException, SQLException,
      java.lang.RuntimeException
      ┕ BufferOverflowException, ClassCastException, IllegalArgumentException,
         IndexOutOfBoundsException, NullPointerException,
    java.lang.Error
        VirtualMachineError,
        ┕ InternalError, OutOfMemoryError, StackOverflowError, UnknownError
ThreadDeath, AssertionError, LinkageError, AWTError,
FactoryConfigurationError
　　
　　条款6　[规则]用链式异常来保存原始异常信息
　　在捕获异常后，创建并抛出自定义的异常是常见的行为。但在抛出新的异常的同时，老的异常就被“淹没”掉了。如果不做任何特殊处理，新抛出的异常往往不能提供足够的信息。
　　J2SE1.4已经在Throwable类中封装了处理嵌套异常或是链式异常的功能。现在不是只有两个构造函数（其中一个无参数，另一个接受一条详细信息作为参数），而是有4个构造函数：
　　　　Throwable()
        Throwable(String message)
        Throwable(Throwable cause)
        Throwable(String message, Throwable cause)
　　当创建自己的异常时，应该添加另外两个构造函数。那样，就可以在异常被创建时，很容易地传递产生该异常的原始异常。
　　另一种情况是丢失的异常。异常丢失的原因在于finally块中抛出了新的异常。如果finally块中有异常抛出，就会将原先的异常淹没掉。所以：不要在finally中抛出任何异常。