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評點六種Java異常處理的陋習
作者:admin 點擊:16016次 日期:2015-06-04
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  【IT168 技術】你覺得自己是一個Java專家嗎?是否肯定自己已經全面掌握了Java的異常處理機制?在下面這段代碼中,你能夠迅速找出異常處理的六個問題嗎?
  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 }
  作為一個Java程序員,你至少應該能夠找出兩個問題。但是,如果你不能找出全部六個問題,請繼續閱讀本文。
  本文討論的不是Java異常處理的一般性原則,因為這些原則已經被大多數人熟知。我們要做的是分析各種可稱為“反例”(anti-pattern)的違背優秀編碼規范的常見壞習慣,幫助讀者熟悉這些典型的反面例子,從而能夠在實際工作中敏銳地察覺和避免這些問題。
  反例之一:丟棄異常
  代碼:15行-18行。
  這段代碼捕獲了異常卻不作任何處理,可以算得上Java編程中的殺手。從問題出現的頻繁程度和禍害程度來看,它也許可以和C/C++程序的一個惡名遠播的問題相提并論不檢查緩沖區是否已滿。如果你看到了這種丟棄(而不是拋出)異常的情況,可以百分之九十九地肯定代碼存在問題(在極少數情況下,這段代碼有存在的理由,但最好加上完整的注釋,以免引起別人誤解)。
  這段代碼的錯誤在于,異常(幾乎)總是意味著某些事情不對勁了,或者說至少發生了某些不尋常的事情,我們不應該對程序發出的求救信號保持沉默和無動于衷。調用一下printStackTrace算不上“處理異常”。不錯,調用printStackTrace對調試程序有幫助,但程序調試階段結束之后,printStackTrace就不應再在異常處理模塊中擔負主要責任了。
  丟棄異常的情形非常普遍。打開JDK的ThreadDeath類的文檔,可以看到下面這段說明:“特別地,雖然出現ThreadDeath是一種‘正常的情形’,但ThreadDeath類是Error而不是Exception的子類,因為許多應用會捕獲所有的Exception然后丟棄它不再理睬。 ”這段話的意思是,雖然ThreadDeath代表的是一種普通的問題,但鑒于許多應用會試圖捕獲所有異常然后不予以適當的處理,所以JDK把 ThreadDeath定義成了Error的子類,因為Error類代表的是一般的應用不應該去捕獲的嚴重問題。可見,丟棄異常這一壞習慣是如此常見,它甚至已經影響到了Java本身的設計。
  那么,應該怎樣改正呢?主要有四個選擇:
  1、處理異常。針對該異常采取一些行動,例如修正問題、提醒某個人或進行其他一些處理,要根據具體的情形確定應該采取的動作。再次說明,調用printStackTrace算不上已經“處理好了異常”。
  2、重新拋出異常。處理異常的代碼在分析異常之后,認為自己不能處理它,重新拋出異常也不失為一種選擇。
  3、把該異常轉換成另一種異常。大多數情況下,這是指把一個低級的異常轉換成應用級的異常(其含義更容易被用戶了解的異常)
  4、不要捕獲異常。
  結論一:既然捕獲了異常,就要對它進行適當的處理。不要捕獲異常之后又把它丟棄,不予理睬。
  反例之二:不指定具體的異常
  代碼:15行。
  許多時候人們會被這樣一種“美妙的”想法吸引:用一個catch語句捕獲所有的異常。最常見的情形就是使用catch(Exception ex)語句。但實際上,在絕大多數情況下,這種做法不值得提倡。為什么呢?
  要理解其原因,我們必須回顧一下catch語句的用途。catch語句表示我們預期會出現某種異常,而且希望能夠處理該異常。異常類的作用就是告訴 Java編譯器我們想要處理的是哪一種異常。由于絕大多數異常都直接或間接從java.lang.Exception派生,catch(Exception ex)就相當于說我們想要處理幾乎所有的異常。
  再來看看前面的代碼例子。我們真正想要捕獲的異常是什么呢?最明顯的一個是SQLException,這是JDBC操作中常見的異常。另一個可能的異常是IOException,因為它要操作OutputStreamWriter。顯然,在同一個catch塊中處理這兩種截然不同的異常是不合適的。如果用兩個catch塊分別捕獲SQLException和IOException就要好多了。這就是說,catch語句應當盡量指定具體的異常類型,而不應該指定涵蓋范圍太廣的Exception類。
  另一方面,除了這兩個特定的異常,還有其他許多異常也可能出現。例如,如果由于某種原因,executeQuery返回了null,該怎么辦?答案是讓它們繼續拋出,即不必捕獲也不必處理。實際上,我們不能也不應該去捕獲可能出現的所有異常,程序的其他地方還有捕獲異常的機會直至最后由JVM處理。
  結論二:在catch語句中盡可能指定具體的異常類型,必要時使用多個catch。不要試圖處理所有可能出現的異常。
  反例之三:占用資源不釋放
  代碼:3行-14行。
  異常改變了程序正常的執行流程。這個道理雖然簡單,卻常常被人們忽視。如果程序用到了文件、Socket、JDBC連接之類的資源,即使遇到了異常,也要正確釋放占用的資源。為此,Java提供了一個簡化這類操作的關鍵詞finally。
  finally是樣好東西:不管是否出現了異常,Finally保證在try/catch/finally塊結束之前,執行清理任務的代碼總是有機會執行。遺憾的是有些人卻不習慣使用finally。
  當然,編寫finally塊應當多加小心,特別是要注意在finally塊之內拋出的異常這是執行清理任務的最后機會,盡量不要再有難以處理的錯誤。
  結論三:保證所有資源都被正確釋放。充分運用finally關鍵詞。
  反例之四:不說明異常的詳細信息
  代碼:3行-18行。
  仔細觀察這段代碼:如果循環內部出現了異常,會發生什么事情?我們可以得到足夠的信息判斷循環內部出錯的原因嗎?不能。我們只能知道當前正在處理的類發生了某種錯誤,但卻不能獲得任何信息判斷導致當前錯誤的原因。
  printStackTrace的堆棧跟蹤功能顯示出程序運行到當前類的執行流程,但只提供了一些最基本的信息,未能說明實際導致錯誤的原因,同時也不易解讀。
  因此,在出現異常時,最好能夠提供一些文字信息,例如當前正在執行的類、方法和其他狀態信息,包括以一種更適合閱讀的方式整理和組織printStackTrace提供的信息。
  結論四:在異常處理模塊中提供適量的錯誤原因信息,組織錯誤信息使其易于理解和閱讀。
  反例之五:過于龐大的try塊
  代碼:3行-14行。
  經常可以看到有人把大量的代碼放入單個try塊,實際上這不是好習慣。這種現象之所以常見,原因就在于有些人圖省事,不愿花時間分析一大塊代碼中哪幾行代碼會拋出異常、異常的具體類型是什么。把大量的語句裝入單個巨大的try塊就象是出門旅游時把所有日常用品塞入一個大箱子,雖然東西是帶上了,但要找出來可不容易。
  一些新手常常把大量的代碼放入單個try塊,然后再在catch語句中聲明Exception,而不是分離各個可能出現異常的段落并分別捕獲其異常。這種做法為分析程序拋出異常的原因帶來了困難,因為一大段代碼中有太多的地方可能拋出Exception。
  結論五:盡量減小try塊的體積。
  反例之六:輸出數據不完整
  代碼:7行-11行。
  不完整的數據是Java程序的隱形殺手。仔細觀察這段代碼,考慮一下如果循環的中間拋出了異常,會發生什么事情。循環的執行當然是要被打斷的,其次,catch塊會執行就這些,再也沒有其他動作了。已經輸出的數據怎么辦?使用這些數據的人或設備將收到一份不完整的(因而也是錯誤的)數據,卻得不到任何有關這份數據是否完整的提示。對于有些系統來說,數據不完整可能比系統停止運行帶來更大的損失。
  較為理想的處置辦法是向輸出設備寫一些信息,聲明數據的不完整性;另一種可能有效的辦法是,先緩沖要輸出的數據,準備好全部數據之后再一次性輸出。
  結論六:全面考慮可能出現的異常以及這些異常對執行流程的影響。
  改寫后的代碼
  根據上面的討論,下面給出改寫后的代碼。也許有人會說它稍微有點?嗦,但是它有了比較完備的異常處理機制
  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:數據不完整);
  throw new ApplicationException(讀取數據時出現SQL錯誤, sqlex);
  }
  catch(IOException ioex)
  {
  throw new ApplicationException(寫入數據時出現IO錯誤, ioex);
  }
  finally
  {
  if (conn != null) {
  try {
  conn.close();
  }
  catch(SQLException sqlex2)
  {
  System.err(this.getClass().getName() + .mymethod - 不能關閉數據庫連接: + sqlex2.toString());
  }
  }
  if (out != null) {
  try {
  out.close();
  }
  catch(IOException ioex2)
  {
  System.err(this.getClass().getName() + .mymethod - 不能關閉輸出文件 + ioex2.toString());
  }
  }
  }
  本文的結論不是放之四海皆準的教條,有時常識和經驗才是最好的老師。如果你對自己的做法沒有百分之百的信心,務必加上詳細、全面的注釋。
  另一方面,不要笑話這些錯誤,不妨問問你自己是否真地徹底擺脫了這些壞習慣。即使最有經驗的程序員偶爾也會誤入歧途,原因很簡單,因為它們確確實實帶來了“方便”。所有這些反例都可以看作Java編程世界的惡魔,它們美麗動人,無孔不入,時刻誘惑著你。也許有人會認為這些都屬于雞皮蒜毛的小事,不足掛齒,但請記住:勿以惡小而為之,勿以善小而不為。

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