掌握异常处理：最佳实践和常见陷阱

异常处理是软件开发的重要组成部分，但它经常被低估、误用或忽视。对于经验丰富的开发人员来说，了解如何有效地处理异常可以显著提高代码的强度、可维护性和整个系统的可靠性。本博客深入讨论了先进的异常处理策略、常见错误和超越编程语言的最佳实践，尽管许多例子将被引用 java。

哲学处理异常

在深入了解细节之前，让我们重新审视异常的目的：它们的存在是为了发出异常信号，而您的代码在设计时没有将其作为正常操作的一部分。异常处理是指在这些事故发生时定义程序的行为。

异常不适用于流量控制

最常见的错误之一是使用异常作为常规控制流的机制，特别是对于从其他例子过渡的新开发人员或开发人员。这可能会导致性能问题、代码不可读和逻辑难以遵循或维护。

例如：

try {
    for (int i = 0; i 



<p>这是对异常的滥用。循环应通过标准检查来管理其边界，而不是依赖于捕获异常。抛出和捕获异常的成本相对较高，这将掩盖代码的实际逻辑。</p>

<h3>
  
  
  <strong>只捕捉你能处理的事情</strong>
</h3>

<p>捕获异常而不正确处理是另一个陷阱。你是否经常看到代码捕获的常见异常只是为了记录和继续，或者更糟糕的是，捕获异常只是为了默默地吞下它们？<br></p>

<pre class="brush:php;toolbar:false">try {
    // some code that might throw an exception
} catch (exception e) {
    // log and move on
    logger.error("something went wrong", e);
}

虽然日志记录很重要，但你应该只捕捉你知道如何处理的异常。如果在没有明确恢复路径的情况下捕获异常，可能会导致隐藏的错误，使诊断问题更加困难。

最佳实践：如果当前的层代码不能有效地从异常中恢复，则让异常在调用堆栈中向上传播。这允许更高级别的组件（可能有更多的上下文）决定最佳行动计划。

弹性和可读性的设计 快速失败，尽快失败

强大软件的原则之一是“快速失败”。这意味着当检测到错误时，应立即报告，而不是让系统在无效状态下继续运行。

例如，如果出现问题，尽快输入验证方法可以防止进一步处理：

public void processorder(order order) {
    if (order == null) {
        throw new illegalargumentexception("order cannot be null");
    }

    if (!order.isvalid()) {
        throw new orderprocessingexception("invalid order details");
    }

    // continue processing the order
}

通过尽快验证假设，您可以防止系统执行不必要的操作，并在未来遇到更深层次、更模糊的问题。

明智地使用检查和非检查异常

在像 java 在这种语言中，有异常检查和非异常检查。异常检查强制调用者处理，而不检查异常（runtimeexception 子类)不会。他们之间的选择应该仔细考虑。

• 检查异常： 当调用者能够合理预期从异常中恢复时，使用这些异常。它们适用于操作失败是其生命周期的正常预期部分，例如可能找不到文件的文件 i/o 操作。

• 未检查异常：这些更适合在正常情况下不应捕获的编程错误，如取消空指针引用、非法参数类型或违反业务逻辑的不变量。

过度使用异常检查可能导致方法签名臃肿，强制调用者处理不必要的错误，过度使用不检查异常可能导致不清楚哪些方法可能失败，在什么情况下失败。

单一责任原则

在有足够的上下文适当管理异常的情况下，应进行处理。这与单一职责原则有关 (srp) 相关原则规定的类别或方法应只有一个变更原因。异常处理可视为单独的责任；因此，您的代码应将异常处理委托给能够完全理解和管理故障的组件。

例如，低级数据库访问代码不需要处理数据库连接问题本身，而是应该抛出一个由更高级别的服务处理的异常。该服务可以决定是重新测试操作，返回到辅助服务系统，还是通知用户。

有意义的异常新闻

抛出异常时，特别是自定义异常时，请提供清晰、内容丰富的信息。这条信息应该通过帮助开发人员（有时是用户）理解问题来描述。

throw new illegalstateexception("unable to update order because the order id is missing");

这比：好多了

throw new illegalstateexception("order update failed");

精心设计的新闻使调试更容易，减少诊断问题的时间。

避免常见的反模式 1.吞咽异常

如前所述，捕获异常而不进行任何处理是主要的反模式。这不仅隐藏了问题，还可能导致事故。

try {
    // risky code
} catch (exception e) {
    // do nothing
}

提示：如果您捕获异常，请确保您正在增加价值。要么处理异常，将其包装在更有意义的异常中，要么再次抛出。

2.捕获顶级异常

异常或广泛捕获 throwable 可以掩盖不同类型的错误，包括未经检查可能出乎意料的异常，例如 nullpointerexception 或 outofmemoryerror。

try {
    // risky code
} catch (exception e) {
    // handle all exceptions the same way
}

提示：具体说明您捕获的内容，如果您必须捕获广泛的异常，请确保您能够理解并正确处理它可能包含的各种异常。

3.忽略 interruptedexception

在使用线程时，经常会遇到 interruptedexception。另一个常见的错误是忽略它或重新抛出它而不重新中断线程。

try {
    thread.sleep(1000);
} catch (interruptedexception e) {
    // log and move on
}

提示：如果捕获interuptedexception，一般应重新中断线程，以便正确处理中断：

catch (interruptedexception e) {
    thread.currentthread().interrupt(); // restore the interrupted status
    throw new runtimeexception("thread was interrupted", e);
}

高级技能的异常处理 1.利用自定义异常来处理特定于域的错误

自定义异常可以提供更清晰的信息，并包装特定域的错误信息。这在大型系统中特别有用，因为相同的异常在不同的语境中可能有不同的含义。

public class invalidorderstateexception extends runtimeexception {
    public invalidorderstateexception(string message) {
        super(message);
    }
}

这样，异常本身就携带了关于上下文错误的有意义的信息，你可以使用异常类型来区分不同的错误情况。

2.使用异常链

异常链允许您在保留原始异常堆栈跟踪的同时，将较低级别的异常包装在较高级别的异常中。当你想在不丢失原始错误信息的情况下在更高级别提供更多的上下文时，这是非常有用的。

try {
    // some code that throws sqlexception
} catch (sqlexception e) {
    throw new dataaccessexception("failed to access the database", e);
}

这样，原始的 sqlexception 它将被保留，必要时可以检查，但更高级别的异常提供了更高抽象级别的附加上下文。

3.在适当的地方集中处理异常

在某些架构中，将异常处理集中在一个位置是有益的，例如 web 应用程序中的整体异常处理程序。这使得您可以在一个地方处理常见的问题，如日志记录、错误响应格式或重试。

例如，在 java 中，spring mvc 允许使用 @controlleradvice 注明全局异常处理程序：

@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {

    @ExceptionHandler(DataAccessException.class)
    public ResponseEntity<string> handleDatabaseException(DataAccessException e) {
        // Log and respond appropriately
        return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR).body(e.getMessage());
    }
}
</string>

结论

有效的异常处理不仅是一门艺术，也是一门科学。它需要仔细考虑可能出现什么问题，如何检测问题，以及如何处理它们。通过遵循最佳实践（如避免流量控制异常，只有在有足够上下文的情况下处理异常，以及设计中有意义的自定义异常），您可以编写更强大、可维护和更容易调试的代码。

请记住，异常应该使您的代码更可靠，而不是更复杂。明智地使用它们来构建一个能够优雅地处理事故的系统。

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