异常——读《编写高质量代码:改善Java程序的151个建议》(八)

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建议后面的五角星仅代表笔者个人需要注意的程度。
Talk is cheap.Show me the code

建议110:提倡异常封装★★☆☆☆

Java API提供的异常只有开发人员才能看得懂,而对于终端用户来说,这些异常基本上就是天书,那该怎么办?这就需要我们对异常进行封装了。异常封装有三方面的优点:

  1. 提高系统的友好性,如下:

    public static void doStuff2() throws MyBussinessException{
            try {
                InputStream is = new FileInputStream("无效文件.txt");
            } catch (FileNotFoundException e) {
                //为方便开发和维护人员而设置的异常信息
                e.printStackTrace();
                //抛出业务异常
                throw new MyBussinessException(e);
            }
            /*文件操作*/
        }
    
  2. 提高系统的可维护性,如下:

    public void doStuff2(){
            try{
                //do something
            }catch(FileNotFoundException e){
                log.info("文件问找到,使用默认配置文件……");
            }catch(SecurityException e){
                log.error("无权访问,可能原因是……");
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
  3. 解决Java异常机制自身的缺陷(Java中的异常一次只能抛出一个)。如下:

    class MyException extends Exception {
        // 容纳所有的异常
        private List<Throwable> causes = new ArrayList<Throwable>();
    
        // 构造函数,传递一个异常列表
        public MyException(List<? extends Throwable> _causes) {
            causes.addAll(_causes);
        }
    
        // 读取所有的异常
        public List<Throwable> getExceptions() {
            return causes;
        }
    }
    
    public static void doStuff() throws MyException {
            List<Throwable> list = new ArrayList<Throwable>();
            // 第一个逻辑片段
            try {
                // Do Something
            } catch (Exception e) {
    
                list.add(e);
            }
            // 第二个逻辑片段
            try {
                // Do Something
            } catch (Exception e) {
                list.add(e);
            }
    
            if (list.size() > 0) {
                throw new MyException(list);
            }
    
        }
    

建议111:采用异常链传递异常★★☆☆☆

设计模式中有一个模式叫做责任链模式(Chain of Responsibility),它的目的是将多个对象连成一条链,并沿着这条链传递该请求,直到有对象处理它为止,异常的传递处理也应该采用责任链模式。

对于异常先封装,然后传递,过程如下:

  1. FileNotFoundException封装为MyException
  2. 抛出到逻辑层,逻辑层根据异常代码(或者自定义的异常类型)确定后续处理逻辑,然后抛出到展现层。
  3. 展现层自行决定要展现什么,如果是管理员则可以展现低层级的异常,如果是普通用户则展示封装后的异常。

示例如下:

public class IOException extends Exception {

    public IOException() {
        super();
    }
    //定义异常原因
    public IOException(String message) {
        super(message);
    }
    //定义异常原因,并携带原始异常
    public IOException(String message, Throwable cause) {
        super(message, cause);
    }
    //保留原始异常信息
    public IOException(Throwable cause) {
        super(cause);
    }
}

//调用
      try{
            //doSomething
        }catch(Exception e){
            throw new IOException(e);
        }

建议112:受检异常尽可能转化为非受检异常★☆☆☆☆

受检异常不足的地方:

  1. 受检异常使接口声明脆弱

    interface User{
        //修改用户密码,抛出安全异常
        public void changePassword() throws MySecurityException;
    }
    //这会导致所有的User调用者都要追加对RejectChangeException异常问题的处理。
    
  2. 受检异常使代码的可读性降低

    public static void main(String[] args) {
        //调用者必须对异常进行处理
            try{
                user.changePassword();
            }catch(Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
  3. 受检异常增加了开发工作量

注意:受检异常威胁到系统的安全性、稳定性、可靠性、正确性时,不能转换为非受检异常。

建议113:不要在finally块中处理返回值★☆☆☆☆

可能会引发以下问题:

  1. 覆盖了try代码块中的return返回值

    public static Person doStuffw() {
            Person person = new Person();
            person.setName("张三");
            try {
                return person;
            } catch (Exception e) {    
    
            } finally {
                // 重新修改一下值
                person.setName("李四");
            }
            person.setName("王五");
            return person;
        }
    
  2. 屏蔽异常

    public static void doSomeThing(){
            try{
                //正常抛出异常
                throw new RuntimeException();
            }finally{
                //告诉JVM:该方法正常返回
                return;
            }
        }
    

注意:不要在finally代码块中出现return语句。

建议114:不要在构造函数中抛出异常★☆☆☆☆

Java的异常机制有三种:

  1. Error类及其子类表示的是错误,无法处理。
  2. RuntimeException类及其子类表示的是非受检异常,需要处理。
  3. Exception类及其子类(不包含非受检异常)表示的是受检异常,必须处理。

从系统设计和开发的角度来分析,尽量不要在构造函数中抛出异常,原因分析:

  1. 构造函数抛出错误是程序员无法处理的

  2. 构造函数不应该抛出非受检异常

    • 加重了上层代码编写者的负担
    • 后续代码不会执行
  3. 构造函数尽可能不要抛出受检异常

    • 导致子类代码膨胀
    • 违背了里氏替换原则,里氏替换原则是说“父类能出现的地方子类就可以出现,而且将父类替换为子类也不会产生任何异常”
    • 子类构造函数扩展受限

建议115:使用Throwable获得栈信息★☆☆☆☆

JVM在创建一个Throwable类及其子类时会把当前线程的栈信息记录下来,以便在输出异常时准确定位异常原因,我们来看Throwable源代码:

public class Throwable implements Serializable {
    //出现异常记录的栈帧
    private StackTraceElement[] stackTrace;
    //默认构造函数
    public Throwable() { 
        //记录栈帧
        fillInStackTrace();
    }
    //本地方法,抓取执行时的栈信息
    private synchronized native Throwable fillInStackTrace();

}

在出现异常时(或主动声明一个Throwable对象时),JVM会通过fillInStackTrace方法记录下栈帧信息,然后生成一个Throwable对象,这样我们就可以知道类间的调用顺序、方法名称及当前行号等了。

建议116:异常只为异常服务★☆☆☆☆

异常虽然是描述例外事件的,但能避免则避免。

建议在异常诞生前就消除掉,比如增加判断,以提高程序的性能和稳定性。

注意:异常只为确实异常的事件服务。

建议117:多使用异常,把性能问题放一边★☆☆☆☆

异常有一个缺点:性能比较慢。

Java的异常处理机制确实比较慢,这个“比较慢”是相对于诸如StringInteger等对象来说的,单单从对象的创建上来说,new一个IOException会比String慢5倍,这从异常的处理机制上也可以解释:因为它要执行fillInStackTrace方法,要记录当前栈的快照,而String类则是直接申请一个内存创建对象,异常类慢一筹也就在所难免了。而且,异常类是不能缓存的。

经过测试,在JDK 1.6下,一个异常对象创建的时间只需要1.4毫秒左右(注意是毫秒,通常一个交易处理是在100毫秒左右),难道我们的系统连如此微小的性能消耗都不允许吗?

注意:性能问题不是拒绝异常的借口。

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