Java | 如何做好异常处理?

本文涉及的产品
日志服务 SLS,月写入数据量 50GB 1个月
简介: 这周身体不适请了两天病假,只上了三天班。本来不打算发文,但写文章这件事我很想做好。咬咬牙还是坚持下去。废话少说,今天给你们带来的是如何做好 Java 中的异常处理。

Exception和Error有什么区别?


要做好异常处理就必须了解 Exception 和 Error 的区别,它们主要有以下异同:


1.首先 Exception 和 Error 都是继承于 Throwable 类,在 Java 中只有 Throwable 类型的实例才可以被抛出(throw)或者捕获(catch),Exception 和 Error 体现了JAVA 这门语言对于异常处理的两种方式。


2.Exception 是 Java 程序运行中可预料的异常情况,我们可以获取到这种异常,并且对这种异常进行业务外的处理。它分为检查性异常和非检查性(RuntimeException)异常。两个根本的区别在于,检查性异常必须在编写代码时,使用 try catch 捕获(比如:IOException异常)。非检查性异常 在代码编写时,可以忽略捕获操作(比如:ArrayIndexOutOfBoundsException),这种异常是在代码编写或者使用过程中通过规范可以避免发生的。


3.Error 是 Java 程序运行中不可预料的异常情况,这种异常发生以后,会直接导致 JVM 不可处理或者不可恢复的情况。所以这种异常不可能抓取到,比如 OutOfMemoryError、NoClassDefFoundError等。


NoClassDefFoundError 和 ClassNotFoundException 有什么区别?


ClassNotFoundException 产生的原因是:


Java 支持使用反射方式在运行时动态加载类,例如使用 Class.forName 方法来动态地加载类时,可以将类名作为参数传递给上述方法从而将指定类加载到 JVM 内存中,如果这个类在类路径中没有被找到,那么此时就会在运行时抛出ClassNotFoundException 异常。


原因:


1.常见问题在于类名书写错误。


2.当一个类已经被某个类加载器加载到内存中了,此时另一个类加载器又尝试着动态地从同一个包中加载这个类。通过控制动态类加载过程,可以避免上述情况发生。


NoClassDefFoundError 产生的原因是:


如果 JVM 或者 ClassLoader 实例尝试加载(可以通过正常的方法调用,也可能是使用 new 来创建新的对象)类的时候却找不到类的定义。要查找的类在编译的时候是存在的,运行的时候却找不到了。这个时候就会导致 NoClassDefFoundError。


原因:


1.打包过程漏掉了部分类。

2.jar包出现损坏或者篡改。


解决方法:


查找那些在开发期间存在于类路径下,但在运行期间却不在类路径下的类。


如何做好异常处理?


1.理解 Throwable、Exception、Error 的设计和分类。


640.png

关于上图,我举个形象的例子帮助你理解。


假如你开车上山,车坏了,你拿出工具箱修一修,修好继续上路(Exception 被捕获,从异常中恢复,继续程序的运行),车坏了,你不知道怎么修,打电话告诉修车行是什么问题,要车行过来修。(在当前的逻辑背景下,你不知道是怎么样的处理逻辑,把异常抛出去到更高的业务层来处理)。你打电话的时候,要尽量具体,不能只说我车动不了了。那修车行很难定位你的问题。(要捕获特定的异常,不能捕获类似Exception 的通用异常)。还有一种情况是,你开车上山,山塌了,这你还能修吗?(Error:导致你的运行环境进入不正常的状态,很难恢复)


2.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。


throw 是存在于方法的代码块中,而throws是存在于方法外围,一般是在方法名后边 throws XXXException。


比如,那些继承了 AutoCloseable 或者 Closeable 的对象,我们可以使用 try-with-resource(我们不需要手动关闭资源) 和 multiple catch(捕获多个异常) 的方式进行异常处理。


try (BufferedReader br = new BufferedReader(…);
     BufferedWriter writer = new BufferedWriter(…)) {// Try-with-resources
// do something
catch ( IOException | XEception e) {// Multiple catch
   // Handle it
}


又比如我们要注意 try-catch-finally 中 rerun 的执行顺序问题,如:


// 实例一
try{
    retrun 3;
}catch{
    e.printStackTrace();
}finally{
    return 4;
}
// 实例二
try{
    int x = 3;
    retrun x;
}catch{
    e.printStackTrace();
}finally{
    x++;
}


以上代码实例一,返回的是 4 ;实例二的返回结果是 3。因为 finally 的业务操作是在try 业务操作的 return 返回调用者之前执行。按照实例一,实际情况是,执行完 try 中的业务逻辑 return 返回的操作会先存储到一个临时的堆栈中,此时不给调用者返回,随后执行 finally 中的业务代码。如果 finally 中有return操作,那么就会把 finally 中的return 值与 try 中的 return 值进行替换。随后将最终数据返回给调用者。


异常处理中哪些不当之处?


1.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,如下代码:


try {
  // 业务代码
  // …
  Thread.sleep(1000L);
} catch (Exception e) {
  // Ignore it
}


在这里是 Thread.sleep() 抛出的 InterruptedException。我们应该捕获这个特定的异常,因为在开发中,我们读代码的时间远远超过写代码,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。


2.不要生吞(swallow)异常


有以下代码:


try {
   // 业务代码
   // …
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}


以上代码中华,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。这就叫生吞异常。


他的问题出在,异常中的异常日志如何输出的问题。按照上边的输出,如果实在复杂的系统中,会判断不出来异常具体在哪里打印出来的。


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。


Throw early, catch late 原则


有以上代码:


public void readPreferences(String fileName){
     //...perform operations... 
    InputStream in = new FileInputStream(fileName);
     //...read the preferences file...
}


如果 fileName 是 null,那么程序就会抛出 NullPointException,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,可能是各种情况,比如配置获取失败等。在发现问题时,第一时间抛出,能更清晰地反映问题。


我们可以修改下,让问题 "throw early", 对应的异常信息就非常直观了,如:


public void readPreferences(String filename) {
    Objects. requireNonNull(filename);
    //...perform other operations... 
    InputStream in = new FileInputStream(filename);
     //...read the preferences file...
}


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? 有很多人,就像上面提到的那样直接生吞异常,本质上其实是掩耳盗铃。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。


如何自定义异常


如何自定义异常,包括以下两点需要考虑:


1.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。


2.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。


异常处理机制的性能


1.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。


2.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。


所以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。


后语


以上就是我对 Java  异常处理的理解,希望对你们有帮助。最后,对 Python 、Java 感兴趣请长按二维码关注一波,我会努力带给你们价值,如果觉得本文对你哪怕有一丁点帮助,请帮忙点好看,让更多人知道。

相关实践学习
日志服务之使用Nginx模式采集日志
本文介绍如何通过日志服务控制台创建Nginx模式的Logtail配置快速采集Nginx日志并进行多维度分析。
相关文章
|
2天前
|
Java 编译器
探索Java中的异常处理机制
【10月更文挑战第35天】在Java的世界中,异常是程序运行过程中不可避免的一部分。本文将通过通俗易懂的语言和生动的比喻,带你了解Java中的异常处理机制,包括异常的类型、如何捕获和处理异常,以及如何在代码中有效地利用异常处理来提升程序的健壮性。让我们一起走进Java的异常世界,学习如何优雅地面对和解决问题吧!
|
1天前
|
Java 编译器
如何避免在 Java 中出现 NoSuchElementException 异常
在Java中,`NoSuchElementException`通常发生在使用迭代器、枚举或流等遍历集合时,尝试访问不存在的元素。为了避免该异常,可以在访问前检查是否有下一个元素(如使用`hasNext()`方法),或者使用`Optional`类处理可能为空的情况。正确管理集合边界和条件判断是关键。
|
2天前
|
Java 开发者
Java中的异常处理:从基础到高级
【10月更文挑战第35天】在Java的世界里,异常处理是维护程序健壮性的关键。本文将深入浅出地探讨Java的异常处理机制,从基本的try-catch语句到自定义异常类的实现,带领读者理解并掌握如何在Java中优雅地处理错误和异常。我们将通过实际代码示例,展示如何捕获、处理以及预防潜在的运行时错误,确保程序即使在面临意外情况时也能保持稳定运行。
14 7
|
1天前
|
Java 数据库连接 开发者
Java中的异常处理机制及其最佳实践####
在本文中,我们将探讨Java编程语言中的异常处理机制。通过深入分析try-catch语句、throws关键字以及自定义异常的创建与使用,我们旨在揭示如何有效地管理和响应程序运行中的错误和异常情况。此外,本文还将讨论一些最佳实践,以帮助开发者编写更加健壮和易于维护的代码。 ####
|
5天前
|
Java
Java 异常处理下篇:11 个异常处理最佳实践
本文深入探讨了 Java 异常处理的最佳实践,包括早抛出晚捕获、只捕获可处理的异常、不要忽略捕获的异常、抛出具体检查性异常、正确包装自定义异常、记录或抛出异常但不同时执行、避免在 `finally` 块中抛出异常、避免使用异常进行流程控制、使用模板方法处理重复的 `try-catch`、尽量只抛出与方法相关的异常以及异常处理后清理资源。通过遵循这些实践,可以提高代码的健壮性和可维护性。
|
4天前
|
Java
Java异常捕捉处理和错误处理
Java异常捕捉处理和错误处理
9 1
|
6天前
|
Java 编译器 开发者
Java异常处理的最佳实践,涵盖理解异常类体系、选择合适的异常类型、提供详细异常信息、合理使用try-catch和finally语句、使用try-with-resources、记录异常信息等方面
本文探讨了Java异常处理的最佳实践,涵盖理解异常类体系、选择合适的异常类型、提供详细异常信息、合理使用try-catch和finally语句、使用try-with-resources、记录异常信息等方面,帮助开发者提高代码质量和程序的健壮性。
14 2
|
7天前
|
Java 程序员 数据库连接
深入浅出Java异常处理
【10月更文挑战第30天】在Java的世界里,异常处理就像是生活中的急救箱,遇到意外时能及时救治。本文不仅教你如何使用try-catch语句包扎“伤口”,还会深入讲解如何通过自定义异常来应对那些常见的“头疼脑热”。准备好,我们将一起探索Java异常处理的奥秘,让你的程序更加健壮。
|
8天前
|
Java 程序员 数据库连接
Java中的异常处理:理解与实践
【10月更文挑战第29天】在Java编程的世界里,异常像是不请自来的客人,它们可能在任何时候闯入我们的程序宴会。了解如何妥善处理这些意外访客,不仅能够保持我们程序的优雅和稳健,还能确保它不会因为一个小小的失误而全盘崩溃。本文将通过浅显易懂的方式,带领读者深入异常处理的核心概念,并通过实际示例展现如何在Java代码中实现有效的异常管理策略。
|
13天前
|
Java
如何在 Java 中处理“Broken Pipe”异常
在Java中处理“Broken Pipe”异常,通常发生在网络通信中,如Socket编程时。该异常表示写入操作的另一端已关闭连接。解决方法包括:检查网络连接、设置超时、使用try-catch捕获异常并进行重试或关闭资源。
下一篇
无影云桌面