《Java核心技术》阅读笔记（三）- 异常处理

JavaCoreNote–异常

如果由于出现错误而使得某些操作没有完成，程序应该：
• 返回到一种安全状态，并能够让用户执行一些其他的命令；或者
• 允许用户保存所有操作的结果，并以妥善的方式终止程序

异常

for：将控制权从错误产生的地方转移给能够处理这种情况的错误处理器

程序错误分类：

1. 用户输入
2. 物理限制
3. 设备
4. 代码
   处理方式：返回一个特殊的错误码；不返回任何值，而是抛出一个封装了异常信息的对象，寻找对应的错误处理器。

语法

分类

• 非受查异常（unchecked）
  Error、RuntimeException
  Error类层次结构描述了 Java 运行时系统的内部错误和资源耗尽错误；
  RuntimeException：程序错误导致的异常，包括情况：

  • 错误的类型转换
  • 数组访问越界
  • 访问null指针
    如果出现RuntimeException异常，一定是程序员的问题

• 受查异常（checked）
  非RuntimeException表示程序本身没有问题，但由于像IO错误这类的异常

何时声明

1. 调用一个抛出受査异常的方法
2. 程序运行过程中发现错误，并且利用throw语句抛出一个受查异常
3. 程序出现错误抛出非受查异常
4. 虚拟机和运行时库出现的内部错误

注：不应声明从Error继承来的错误、从RuntimeException继承来的异常

一个方法必须声明所有可能抛出的受查异常，而非受查异常要么不可控制（Error)，要么就应该避免发生（RuntimeException)

抛出异常

1. 找到合适异常类
2. 创建异常类对象
3. 将对象抛出

定义异常类：派生于Exception或其子类的类，提供两个构造器
注：不允许子类的throws说明符中出现超过超类方法所列出的异常类范围

捕获异常

• try/catch语句块
• 何时捕获，何时抛出？——捕获哪些知道如何处理的异常
• 捕获多个异常时，异常变量隐含为final变量
• catch语句中可再次抛出异常，为了转换异常的类型，可设置异常原因initCause，getCause可重新获得

finally子句

for：资源回收问题，如果没有finally子句，一样的代码将在两个地方出现。
finally子句中包含return语句将覆盖try中的return

解耦合try/catch和try/finally语句块，内层负责关闭资源，外层负责确保报告出现的异常

InputStrean in = . . .;
try
{
    try
    {
        code that might throwexceptions
    }
    finally
    {
        in.cose(); 
    } 
}
catch (IOException e) {
    show error message
}

finally子句可能产生异常，覆盖原始的异常信息。

带资源的try语句

• 资源属于实现AutoClosable接口的类，会自动调用close方法。
• 带资源的try语句也可以有自己的catch、finally子句，这些子句会在调用了关闭资源之后执行。实际中，避免加入过多内容，很少这样使用这种情况。
  对于finally子句产生异常覆盖原始异常的问题，会自动调用addSuppressd方法添加到原始异常的抑制异常中，抛出原始异常，处理器可调用getSuppressed获得异常列表。

堆栈轨迹

• Throwable.printStackTrace、getStackTrace
• Thread.getAllStackTrace

使用技巧

1. 异常处理不能代替简单测试
2. 不要过分细化异常，使代码膨胀
3. 利用异常层次结构
4. 不要压制异常
5. 检测错误时，苛刻比放任更好（早抛出）
6. 不要羞于传递异常（晚捕获）

断言

for：有选择的启用检测

断言机制允许在测试期间向代码中插入一些检査语句。当代码发布时，这些插人的检测语句将会被自动地移走

使用

1. assert 条件;
   assert 条件:表达式;
   条件不成立时抛出AssertionError异常，第二种形式中表达式生成一个说明字符串。

2. 启用禁用
   不需要重新编译，是类加载器的功能。
   启用：-enableassertions 或 -ea
   可在某个类或包中启用：
   java -ea:MyClass -ea:com.mycompany.mylib… MyApp
   禁用：-disableassertions 或 -da

对于系统类（没有类加载器），使用：enablesystemassertions/-esa
程序中也可以控制，参看API

3. 何时使用

• 断言失败是致命的、不可恢复的错误；
• 断言检查只用于开发和测阶段

日志

日志API优势：

1. 很容易开启、取消全部或某个级别日志记录；
2. 可以被定向到不同处理器；
3. 记录器和处理器可以对记录过滤；
4. 不同方式格式化；
5. 可以用多个日志记录器；
6. 默认用配置文件控制，也可用程序替换配置。

基本日志

1. 调用全局记录器(global logger)
2. 取消：Logger.getGlobal().setLevel(Off)

高级日志

1. 记录器具有层次结构，子继承父的属性
2. 7个级别：SEVERE、WARNING、INFO、CONFIG、FINE、FINER、FINEST，默认前三个

默认记录类名、方法名信息，但VM可能进行优化得不到准确调用信息，可使用logp方法获得调用类和方法的确切信息

作用：

1. 用来跟踪执行流的方法：entring、exiting
2. 记录不可预料的异常：throwing、log

修改日志管理器配置

默认：jre/lib/1ogging.properties
修改：java -Djava.util.logging.config.file=configFile MainClass

修改日志级别 名称.level=FINE
默认日志管理器：java.util.logging.LogManager
可通过系统属性修改：java.util.logging.manager

处理器

• 默认使用ConsoleHandler
• 默认INFO级java.uti1.1ogging.ConsoleHandler.level
• 默认发送到处理器及父处理器

其他处理器：FileHandler、SocketHandler
可修改文件处理器的默认行为

过滤器

实现Filter，记录器或处理器中setFilter方法使用

格式化

实现Formatter，处理器中setFormatter方法使用

常用操作

1. 日志记录器命名为主程序包名
2. 程序中安装默认配置
3. 只将对用户有用的日志设置为前3个级别，显示在控制台。

调试技巧

1. 打印变量；
2. 在类中放置main方法，对每个类做单元测试；
3. 使用JUnit组织测试用例
4. 使用日志代理（logging proxy）截获方法调用，记录日志
5. 打印堆栈轨迹Thread.dumpStack()
6. 捕获堆栈轨迹到字符串
7. 捕获错误信息到文件java MyProgram 2> errors.txt
   java MyProgram 1> errors.txt 2>&1
8. 非捕获异常的堆栈轨迹保存到文件中，可以调用静态的 Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler方法改变非捕获异常的处理器
9. 观察类的加载过程，可以用-verbose标志启动Java虚拟机
10. -Xlint选项告诉编译器对一些普遍容易出现的代码问题进行检査
    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Vg4mJ7vS-1582984683851)(evernotecid://1520493E-927F-420A-8EE1-BA6F74088A9D/appyinxiangcom/11767354/ENResource/p3065)]
11. 利用JVM对Java应用程序进行监控（monitoring)和管理 （management)的支持
    jconsole processID
12. jmap实用工具获得一个堆的转储
    jmap -dump:format=b,file=dumpFileName processID
    jhat dumpFileName
    进人localhost:7000
13. 使用 -Xprof 标志运行 Java 虚拟机， 就会运行一个基本的剖析器来跟踪那些代
    码中经常被调用的方法

小结

本文整理了程序错误的分类，除了返回特殊的返回值外，Java语言中可通过抛出异常对象、捕获异常的方式处理程序中出现的问题。通过不同日志级别记录程序运行中的业务、程序信息，通过断言实现程序开发、测试阶段的程序检测。