异常

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介绍Java中的异常

异常

1. 简介

在Java中，如果某个方法不能以正常的途径完成任务，可以通过另一个路径退出方法。此时，方法并不返回任何值，而是抛出throw一个封装了错误信息的对象。

2. 异常分类

所有异常都继承自Throwable，并分解为Error（错误）和Exception（异常）。

Throwable：

  • Error（错误）：Error分支的类结构主要负责描述运行时系统的内部错误和资源耗尽错误。程序不应该抛出此类错误，出现此错误时除了告诉客户外还应该使程序安全的终止。

    • OutOfMemoryError：当 JVM 内存不足时抛出。
    • StackOverflowError：当程序调用堆栈溢出（如无限递归）时抛出。
    • VirtualMachineError：当 JVM 出现严重问题时抛出。

  • Exception（异常）：Exception分为两个分支，RuntimeException和受检异常。

    • RuntimeException（运行时异常）：由程序错误导致的异常
      • NullPointerException：当程序尝试访问空对象的属性或方法时抛出。
      • ArrayIndexOutOfBoundsException：当数组索引越界时抛出。
      • ArithmeticException：当数学运算异常（如除以零）时抛出。
      • ClassCastException：当对象强制转换失败时抛出。
      • IllegalArgumentException：当传递给方法的参数不合法时抛出。
      • 等等…
    • CheckedException（受检异常）：程序本身没问题但因为IO等错误导致的异常。受检异常是编译时检查的异常，必须在方法中声明 throws 或用 try-catch 块处理，否则编译器会报错。
      • IOException：表示输入输出操作失败时的异常。
      • SQLException：表示数据库操作失败时的异常。
      • FileNotFoundException：表示文件未找到时的异常。
      • ClassNotFoundException：表示找不到类时的异常。
      • 等等…

Java语言规范将派生于Error和RuntimeException的异常称为非受查异常unchecked，其它异常成为受查异常checked。若子类重写了父类的方法，其声明的受查异常不能比父类声明异常更通用。

3. 应用

可以创建自己的异常类，继承Exception或其子类，然后至少要创建默认构造器和包含错误描述信息的构造器。

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public class CustomException extends Exception {

    public CustomException() {
    }

    public CustomException(String message) {
        super(message);
    }
}

实际项目开发会设计一些常用的异常类，如登陆时UserNotFoundException、PwdNotMatchException、下载时FileNotFoundException等。可以根据实际情况设计项目所需要的各类异常。

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public class ResourceNotEnoughException extends RuntimeException {
    public ResourceNotEnoughException() {
    }

    public ResourceNotEnoughException(String message) {
        super(message);
    }
}

4. 抛出异常

  1. 找到合适的异常类
  2. 创建异常类的对象
  3. 抛出对象
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public int countValue(String s) throws NullPointerException{
    return s.length();
}

public void method(){
    ...
    throw new RuntimeException();//各类运行时异常
}

什么时候抛出异常？try-catch，try-with-resource有谈到选择抛出还是处理异常需要根据情况判断，具体哪些情况下抛出异常会好一些呢？

  1. 无法处理异常，打印和输出并不能算是异常处理，统一抛出异常。
  2. 异常机制设计了统一异常处理，按照机制的规定情况抛出异常。
  3. 具体情况具体分析，切忌偷懒滥用。

5. 捕获异常

通过try/catch语句块来捕获异常，具体可参考try-catch，try-with-resource。

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try {
    // 可能抛出异常的代码
} catch (ExceptionType e) {
    // 处理异常的代码
} finally {
    // 可选，释放资源的代码，不论是否发生异常都会执行
}

6.简单的设计项目内的异常机制

业务流程不能正确执行通常有以下原因：

  1. 输入必填项验证未通过，或数据根本就没有非空验证
  2. 业务状态验证未通过
  3. 权限验证未通过
  4. 调用外部服务接口时，返回数据不符合预期

软件一些常见的异常还有：

  1. 服务调用异常：超时、中断、状态码非200的调用异常

  2. 第三方异常：数据库、缓存、消息队列等

  3. 代码常规异常：JDK定义的那些Exception

  4. 根据以上和实际项目需求，分类设计各种异常。

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@Getter
@Setter
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class ApiException extends RuntimeException {
    private Integer code;
    private String errMsg;

    public ApiException(CodeEnums codeEnums) {
        super(codeEnums.getMsg());
        this.code = codeEnums.getCode();
        this.errMsg = codeEnums.getMsg();
    }

    public ApiException(int code,String msg) {
        super(msg);
        this.code = code;
        this.errMsg = msg;
    }
}

@Getter
public enum CodeEnums {
    SUCCESS(0, "操作成功"),
    SYSTEM_ERR(1, "系统异常"),
    PARA_ERR(2, "[参数异常]:"),
    USER_EXIST(10001, "用户已经注册"),
    PWD_CHECK_ERR(10002, "重复密码有误"),
    USER_NOT_EXIST(10003, "用户不存在"),
    USER_IS_LOCK(10004, "用户状态被锁定"),
    USER_PWD_FAIL(10005, "登录密码错误"),
    USER_TOKEN_FAIL(10006, "鉴权失败,请重新登录"),
    USER_TOKEN_EMPTY(10007, "获取鉴权信息失败"),
    USER_ROLE_LIMIT(10008, "权限不足");

    private Integer code;
    private String msg;
    CodeEnums(Integer code, String msg) {
        this.code = code;
        this.msg = msg;
    }
}
  1. 实现全局异常拦截处理，如Spring中可以通过@ControllerAdvice或继承AbstractHandlerExceptionResolver来实现
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@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {
    private static Logger logger = Logger.getLogger(GlobalExceptionHandler.class);
    private static final String DEFAULT_ERROR_VIEW = "/error";

    @ExceptionHandler(value = RuntimeException.class)
    @ResponseBody
    public String handleRuntimeException(RuntimeException ex) {//可以返回JSON数据
        logger.error("捕获异常-RuntimeException");
        logger.error(ex.getMessage());
        ex.printStackTrace();//不要隐藏异常栈信息
        JSONObject object = new JSONObject();
        object.put("msg", ex.getMessage());
        object.put("code", 1);
        return object.toString();
    }

    @ExceptionHandler(value = ApiException.class)
    @ResponseBody
    public String handleRuntimeException(ApiException ex) {
        logger.error("捕获异常-ApiException");
        logger.error(ex.getMessage());
        ex.printStackTrace();
        JSONObject object = new JSONObject();
        object.put("msg", ex.getMessage());
        object.put("code", 1);
        return object.toString();
    }

    @ExceptionHandler(value = HttpRequestMethodNotSupportedException.class)
    public ModelAndView handleIllegalParamException(HttpRequestMethodNotSupportedException ex) {//也可以返回某个页面
        logger.error("捕获异常-HttpRequestMethodNotSupportedException");
        logger.error(ex.getMessage());
        ex.printStackTrace();
        ModelAndView mav = new ModelAndView();
        mav.addObject("errorMsg", "错误的访问系统服务，服务接口不存在");
        mav.setViewName(DEFAULT_ERROR_VIEW);
        return mav;
    }

    @ExceptionHandler(value = MissingServletRequestParameterException.class)
    public ModelAndView handleNullPointerException(MissingServletRequestParameterException ex) {
        logger.error("捕获异常-MissingServletRequestParameterException");
        logger.error(ex.getMessage());
        ex.printStackTrace();
        ModelAndView mav = new ModelAndView();
        mav.addObject("errorMsg", "缺少服务所需要的参数");
        mav.setViewName(DEFAULT_ERROR_VIEW);
        return mav;
    }

    @ExceptionHandler(value = HttpSessionRequiredException.class)
    public ModelAndView handleHttpSessionRequiredException(HttpSessionRequiredException ex) {
        logger.error("捕获异常-HttpSessionRequiredException");
        logger.error(ex.getMessage());
        ex.printStackTrace();
        ModelAndView mav = new ModelAndView();
        mav.addObject("errorMsg", "登陆已过时，请重新登陆");
        mav.setViewName(DEFAULT_ERROR_VIEW);
        return mav;
    }

    @ExceptionHandler(value = JDBCConnectionException.class)
    public ModelAndView handleJDBCConnectionException(JDBCConnectionException ex) {
        logger.error("捕获异常-JDBCConnectionException");
        logger.error(ex.getMessage());
        ex.printStackTrace();
        ModelAndView mav = new ModelAndView();
        mav.addObject("errorMsg", "网络连接失常，无法连接数据库");
        mav.setViewName(DEFAULT_ERROR_VIEW);
        return mav;
    }

    @ExceptionHandler(value = FileNotFoundException.class)
    public ModelAndView handleFileNotFoundException(FileNotFoundException ex) {
        logger.error("捕获异常-FileNotFoundException");
        logger.error(ex.getMessage());
        ex.printStackTrace();
        ModelAndView mav = new ModelAndView();
        mav.addObject("errorMsg", "找不到指定文件，请联系管理员");
        mav.setViewName(DEFAULT_ERROR_VIEW);
        return mav;
    }
}
  1. 在业务中适当位置抛出异常
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public void method(){
    ...
    throw new ApiException(CodeEnums.EMAIL_USED);
}

7.异常机制的使用

  1. 不要滥用异常机制

  2. 不要过分细化异常

  3. 利用异常层次结构，不要只抛出RuntimeException，应该找到合适的子类或创建自定义异常。

  4. 处理异常时，在出错的地方抛出异常永远比取虚拟值或默认值要可靠

  5. 一些情况下应该多抛出异常，而不是在函数内捕获异常。

个人在实际开发中感觉没有必要去规范化的check Exception，无需频繁使用try/catch，编写工具类或基层代码时可以严谨一些，并严格按照Java异常体系分层设计。而业务部分则可以考虑设计统一的运行时异常来描述业务问题，并配置全局捕获异常并处理，没必要在正常业务流程中很少发生的异常上面花费过多精力和时间。

参考：

🔗《Java核心技术 卷Ⅰ》