Android 性能優化（三）認識錯誤Error和異常Exception及棧軌跡StackTrace

目錄

一、定義

throwable

exception

error

二、異常類型

三、異常處理5個關鍵字 

try

catch

throw

throws

finally

四、模擬面試

面試題1：try語句可以嵌套嗎？

面試題2：下面代碼有問題嗎？

面試題3：try塊中加退出語句return會怎樣？

五、異常的棧軌跡(Stack Trace)

1、printStackTrace()

2、getStackTrace()方法

 3、fillInStackTrace()

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 前言

Android 性能優化（一）閃退治理、卡頓優化、耗電優化、APK瘦身 ，這篇中我強調“運行穩定大於一切”，保證程序運行中不出現Crash，要比卡頓、耗電、安裝包大小等方面更爲重要。

當一個方法發生錯誤時，此方法會產生一個對象並將其交給運行時系統。 這個對象就叫異常對象，它包含了錯誤信息、異常類型以及程序的狀態。創建一個異常對象並將其交給運行時系統稱之爲拋出異常。造成Crash的原因有很多，而在程序運行過程中Throwable拋出的異常或錯誤就是其中最普遍的成因。本篇將對Throwable下的Exception和error有一個比較清晰的認識。

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一、定義

• throwable

可拋出的意思，是根基類，子類有異常exception和錯誤error。在java中只有Throwable類型的實例才能被拋出(throw)或者捕獲(catch)，它是異常處理機制的基本類型。

• exception

表示程序運行中出現的非正常狀態，並告訴我們程序發生了什麼問題，且程序自身可以進行攔截或處理的異常。

• error

是指程序無法處理的錯誤，其中包括程序運行時 JVM出現的問題。

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二、異常類型

Throwable分爲檢查型異常（Checked Exception）和非檢查型異常（Unchecked Exception）。

• 檢查型異常必須在源碼中進行try-catch捕獲處理，這是編譯檢查的一部分。
• 類似NullPointerException,ArrayIndexOfBoundException就是非檢查型異常，通常是可以通過編碼避免的邏輯錯誤。
• 編譯期不檢查，如果拋出了非檢查型異常，那就是編碼邏輯有問題，需要開發者解決。

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三、異常處理5個關鍵字 

異常處理過程：一般情況下是用try來執行一段程序，如果系統會拋出（throw\throws）一個異常對象，可以通過它的類型來捕獲（catch）它，或通過總是執行代碼塊（finally）來處理。

需要注意：try-catch代碼段會產生額外的性能開銷，Java每實例化一個Exception，都會對當時的棧進行快照。

try

• 用來指定一段可能產生異常的代碼塊；是一個“監控區域”的概念。

catch

• 緊跟在try塊後面，用來指定你想要捕獲的異常的類型；

throw

• 語句用來明確地拋出一個異常；

throws

• 用來聲明一個方法可能拋出的各種異常；

finally

• 爲確保一段代碼不管發生什麼異常狀況都要被執行；

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四、模擬面試

 

面試題1：try語句可以嵌套嗎？

答：可以的。每當遇到一個try語句，指定的一段可能產生異常的代碼塊就會被放入異常棧中，直到所有的try語句都完成。如果下一級的try語句沒有對某種異常進行處理（catch），異常棧就會執行出棧操作，交給上一層處理，直到遇到有處理這種異常的try語句或者最終將異常拋給JVM。

 

面試題2：下面代碼有問題嗎？

try {
     Thread.sleep(500L);
} catch (Exception e) {
}

答：這段代碼違反了異常處理的兩個基本原則。  第一，儘量不要捕獲類似Exception這樣的通用異常，而是應該捕獲特定異常。例如，這裏Thread.sleep() 應當捕獲 InterruptedException。第二，在異常處理（catch）中不要生吞（swallow）異常。這是特別注意的事情，因爲很可能會導致非常難以診斷的詭異情況。

 

面試題3：try塊中加退出語句return會怎樣？

　　try塊中有return語句時，仍然會執行finally塊中的語句，然後方法再返回。

 

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五、異常的棧軌跡(Stack Trace)

參考：Java異常的棧軌跡(Stack Trace) - wawlian - 博客園

1、printStackTrace()

  Exception類本身除了定義了幾個構造器之外，所有的方法都是從其父類Throwable繼承過來的，而且和異常相關的方法都是從父類繼承過來的。其中就有一個 printStackTrace() 方法。

這個方法會將Throwable對象的棧軌跡信息打印到標準錯誤輸出流上。輸出的大體樣子如下：

java.lang.NullPointerException
         at MyClass.mash(MyClass.java:9)
         at MyClass.crunch(MyClass.java:6)
         at MyClass.main(MyClass.java:3)

輸出的第一行是toString()方法的輸出，後面幾行的內容都是之前通過fillInStackTrace()方法保存的內容。

 

2、getStackTrace()方法

    對printStackTrace()方法所打印信息進行訪問。它會返回一個棧軌跡元素的數組 StackTraceElement[]。

    下面是一個使用getStackTrace()訪問這些軌跡棧元素並打印輸出的例子：

public class TestPrintStackTrace {
    public static void f() throws Exception{
        throw new Exception("出問題啦！");
    }
    public static void g() throws Exception{
        f();
    }
    public static void main(String[] args) {
        try {
            g();
        }catch(Exception e) {
            System.out.println("e.printStackTrace:");
            e.printStackTrace();
       
            System.out.println("e.getStackTrace:");
            for(StackTraceElement elem : e.getStackTrace()) {
                System.out.println(elem);
            }
        }
    }
}

getStackTrace()的輸出和printStackTrace()的輸出基本上是一樣的，如下： 

e.printStackTrace:
java.lang.Exception: 出問題啦！
    at TestPrintStackTrace.f(TestPrintStackTrace.java:3)
    at TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:6)
    at TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:10)

e.getStackTrace:
TestPrintStackTrace.f(TestPrintStackTrace.java:3)
TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:6)
TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:10)

 

 3、fillInStackTrace()

我們在前面也提到了這個方法。要說清楚這個方法，首先要講一下捕獲異常之後重新拋出的問題。

首先，在catch代碼塊中捕獲到異常，調用printStackTrace()打印棧軌跡，又重新throw出去。在上一級的方法調用中，再捕獲這個異常並且打印出棧軌跡信息，這兩個棧軌跡信息會一樣嗎？我們看一下代碼：

public class TestPrintStackTrace {
    public static void f() throws Exception{
        throw new Exception("出問題啦！");
    }
    public static void g() throws Exception{
        try {
            f();
        }catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
            throw e;
        }
         
    }
    public static void main(String[] args) {
        try {
            g();
        }catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在main方法中調用g()方法，並且捕獲拋出的異常。此時 f()方法拋出異常“出問題啦！”，按理說兩次打印棧軌跡的信息應該不同，第二次打印的信息應該沒有關於f()的信息。輸出結果如下：事實上，兩次打印棧軌跡信息是一樣的！

java.lang.Exception: 出問題啦！
    at TestPrintStackTrace.f(TestPrintStackTrace.java:3)
    at TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:7)
    at TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:16)
java.lang.Exception: 出問題啦！
    at TestPrintStackTrace.f(TestPrintStackTrace.java:3)
    at TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:7)
    at TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:16)

因此，當捕獲到異常立即拋出，在上級方法調用中再次捕獲這個異常，兩次打印的棧軌跡信息是一樣的。

因爲，沒有將當前線程當前狀態下的軌跡棧的狀態保存進Throwabe中。而fillInStackTrace()方法剛好做的就是這樣的保存工作。

public Throwable fillInStackTrace()

可見，fillInStackTrace()方法的返回值是保存了當前棧軌跡信息的Throwable對象。g()方法代碼改動如下：

  public static void g() throws Exception{
        try {
            f();
        }catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
            throw (Exception)e.fillInStackTrace();
        }
    }

輸出結果：

java.lang.Exception: 出問題啦！
    at TestPrintStackTrace.f(TestPrintStackTrace.java:3)
    at TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:7)
    at TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:17)
java.lang.Exception: 出問題啦！
    at TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:11)
    at TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:17)

 我們看到，在main方法中打印棧軌跡已經沒有了f()相關的信息了。