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六種異常處理的陋習
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 } |
作爲一個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，因爲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爲“反例”（anti-pattern）的違背優秀編碼規範的常見壞習慣，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並論??不檢查緩衝區是否已滿。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，但最好加上完整的註釋，以免引起別人誤解）。
這段代碼的錯誤在於，異常（幾乎）總是意味着某些事情不對勁了，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於衷。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後，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，因爲許多應用會捕獲所有的Exception然後丟棄它不再理睬。”這段話的意思是，雖然ThreadDeath代表的是一種普通的問題，但鑑於許多應用會試圖捕獲所有異常然後不予以適當的處理，所以JDK把ThreadDeath定義成了Error的子類，因爲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。
那麼，應該怎樣改正呢？主要有四個選擇：
1、處理異常。針對該異常採取一些行動，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採取的動作。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後，認爲自己不能處理它，重新拋出異常也不失爲一種選擇。
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瞭解的異常）。
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。不要捕獲異常之後又把它丟棄，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。爲什麼呢？
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。由於絕大多數異常都直接或間接從java.lang.Exception派生，catch(Exception ex)就相當於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麼呢？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，因爲它要操作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語句應當儘量指定具體的異常類型，而不應該指定涵蓋範圍太廣的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，如果由於某種原因，executeQuery返回了null，該怎麼辦？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??直至最後由JVM處理。
結論二：在catch語句中儘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：佔用資源不釋放
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，也要正確釋放佔用的資源。爲此，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後機會，儘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，會發生什麼事情？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於理解和閱讀。
反例之五：過於龐大的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，原因就在於有些人圖省事，不願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麼。把大量的語句裝入單個巨大的try塊就象是出門旅遊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，然後再在catch語句中聲明Exception，而不是分離各個可能出現異常的段落並分別捕獲其異常。這種做法爲分析程序拋出異常的原因帶來了困難，因爲一大段代碼中有太多的地方可能拋出Exception。
結論五：儘量減小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，會發生什麼事情。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。已經輸出的數據怎麼辦？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。對於有些系統來說，數據不完整可能比系統停止運行帶來更大的損失。
較爲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，先緩衝要輸出的數據，準備好全部數據之後再一次性輸出。
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。
改寫後的代碼
根據上面的討論，下面給出改寫後的代碼。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，有時常識和經驗纔是最好的老師。如果你對自己的做法沒有百分之百的信心，務必加上詳細、全面的註釋。
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，因爲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，時刻誘惑着你。也許有人會認爲這些都屬於雞皮蒜毛的小事，不足掛齒，但請記住：勿以惡小而爲之，勿以善小而不爲。