多年来,我一直无法得到以下问题的一个像样的答案:为什么一些开发人员如此反对受控异常?我有过无数次的对话,在博客上读过一些东西,读过Bruce Eckel说的话(我看到的第一个站出来反对他们的人)。

我目前正在编写一些新代码,并非常注意如何处理异常。我试图了解那些“我们不喜欢受控异常”的人的观点,但我仍然看不出来。

我的每一次谈话都以同样的问题结束。让我把它建立起来:

一般来说(从Java的设计方式来看),

Error is for things that should never be caught (VM has a peanut allergy and someone dropped a jar of peanuts on it) RuntimeException is for things that the programmer did wrong (programmer walked off the end of an array) Exception (except RuntimeException) is for things that are out of the programmer's control (disk fills up while writing to the file system, file handle limit for the process has been reached and you cannot open any more files) Throwable is simply the parent of all of the exception types.

我听到的一个常见的说法是,如果发生了异常,那么所有开发人员要做的就是退出程序。

我听到的另一个常见论点是受控异常使得重构代码更加困难。

对于“我要做的就是退出”的参数,我说即使你退出了,你也需要显示一个合理的错误消息。如果你只是在处理错误上押注,那么当程序在没有明确说明原因的情况下退出时,你的用户不会太高兴。

对于“它使重构变得困难”的人群来说,这表明没有选择适当的抽象级别。与其声明方法抛出IOException,不如将IOException转换为更适合当前情况的异常。

我对用catch(Exception)(或在某些情况下用catch(Throwable)包装Main没有问题,以确保程序可以优雅地退出-但我总是捕获我需要的特定异常。这样做至少可以显示适当的错误消息。

人们从来不会回答的问题是:

如果抛出RuntimeException 子类代替异常 子类,你怎么知道 你应该去抓?

如果答案是catch Exception,那么您也在以与系统异常相同的方式处理程序员错误。在我看来这是不对的。

如果你捕获Throwable,那么你是在以同样的方式处理系统异常和虚拟机错误(等等)。在我看来这是不对的。

如果答案是您只捕获您知道抛出的异常,那么您如何知道抛出了哪些异常呢?当程序员X抛出一个新的异常而忘记捕获它时会发生什么?这对我来说似乎很危险。

我认为显示堆栈跟踪的程序是错误的。不喜欢受控异常的人不会有这种感觉吗?

所以,如果你不喜欢受控异常,你能解释一下为什么不,并回答没有得到回答的问题吗?

我不是在寻求什么时候使用这两种模型的建议,我想知道的是为什么人们从RuntimeException扩展,因为他们不喜欢从Exception扩展,和/或为什么他们捕获一个异常然后重新抛出一个RuntimeException,而不是将抛出添加到他们的方法中。我想了解不喜欢受控异常的动机。


当前回答

《有效的Java异常》一文很好地解释了什么时候使用未检查的异常,什么时候使用已检查的异常。以下是那篇文章中的一些引语,以突出其要点:

应急预案: 一种期望的条件,要求方法提供可根据该方法的预期目的来表达的替代响应。方法的调用者期望这些类型的条件,并有一个策略来处理它们。 错: 一种计划外的情况,阻止方法实现其预期目的,如果不参考方法的内部实现,则无法描述该情况。

(SO不支持表格,所以你可能想从原始页面阅读以下内容…)

Contingency Is considered to be: A part of the design Is expected to happen: Regularly but rarely Who cares about it: The upstream code that invokes the method Examples: Alternative return modes Best Mapping: A checked exception Fault Is considered to be: A nasty surprise Is expected to happen: Never Who cares about it: The people who need to fix the problem Examples: Programming bugs, hardware malfunctions, configuration mistakes, missing files, unavailable servers Best Mapping: An unchecked exception

其他回答

的确,受控异常一方面增加了程序的健壮性和正确性(你被迫对接口做出正确的声明——方法抛出的异常基本上是一种特殊的返回类型)。另一方面,你面临的问题是,由于异常“冒出来”,当你改变一个方法抛出的异常时,你经常需要改变大量的方法(所有的调用者,以及调用者的调用者,等等)。

Java中的受控异常不能解决后一个问题;c#和VB。我们把孩子和洗澡水一起倒掉。

OOPSLA 2005论文(或相关技术报告)中描述了一种折衷的好方法。

简而言之,它允许你说:方法g(x)像f(x)一样抛出,这意味着g抛出f抛出的所有异常。瞧,没有级联更改问题的受控异常。

虽然这是一篇学术论文,但我还是鼓励你阅读(部分)它,因为它很好地解释了受控异常的优点和缺点。

关于受控异常的问题是,按照通常的概念理解,它们并不是真正的异常。相反,它们是API可选返回值。

The whole idea of exceptions is that an error thrown somewhere way down the call chain can bubble up and be handled by code somewhere further up, without the intervening code having to worry about it. Checked exceptions, on the other hand, require every level of code between the thrower and the catcher to declare they know about all forms of exception that can go through them. This is really little different in practice to if checked exceptions were simply special return values which the caller had to check for. eg.[pseudocode]:

public [int or IOException] writeToStream(OutputStream stream) {
    [void or IOException] a= stream.write(mybytes);
    if (a instanceof IOException)
        return a;
    return mybytes.length;
}

由于Java不能选择返回值,或简单的内联元组作为返回值,受控异常是一个合理的响应。

问题是,很多代码,包括大量标准库,在真正的异常情况下滥用了检查过的异常,您可能非常想要在几个级别上捕获这些异常。为什么IOException不是RuntimeException?在其他任何语言中,我都可以让IO异常发生,如果我不做任何处理,我的应用程序将停止,我将获得一个方便的堆栈跟踪来查看。这是最好的结果了。

也许在这个例子中有两个方法,你想从整个写入到流的过程中捕获所有的ioexception,中止该过程并跳转到错误报告代码;在Java中,如果不在每个调用级别添加' throws IOException ',甚至是本身不执行IO的级别,就无法做到这一点。这样的方法不需要知道异常处理;必须为他们的签名添加异常:

不必要地增加耦合; 使接口签名非常容易更改; 使代码可读性降低; 是如此令人讨厌,以至于常见的程序员反应是通过做一些可怕的事情来击败系统,比如' throws Exception ', ' catch (Exception e){} ',或者将所有内容包装在RuntimeException中(这使得调试更加困难)。

然后还有很多可笑的库异常,比如:

try {
    httpconn.setRequestMethod("POST");
} catch (ProtocolException e) {
    throw new CanNeverHappenException("oh dear!");
}

当你不得不用这样可笑的东西把你的代码弄得乱七八糟的时候,也难怪受控异常会受到很多人的讨厌,尽管实际上这只是简单的糟糕的API设计。

另一个特别坏的影响是在控制反转,在组件提供一个回调通用组件B组件希望能够让一个异常抛出的回调回到的地方它称为组件B,但不能因为这样会改变固定的回调接口通过B只能做包装RuntimeException真正的例外,这是更多的异常处理样板来写。

在Java及其标准库中实现的受控异常意味着样板文件、样板文件、样板文件。在一个已经啰嗦的语言中,这不是一个胜利。

这篇文章是我读过的关于Java异常处理的最好的文章。

它更倾向于未检查的异常,而不是已检查的异常,但这个选择的解释非常透彻,并基于强有力的论据。

我不想在这里引用太多的文章内容(最好是整体阅读),但它涵盖了这个线程中未检查异常倡导者的大部分论点。尤其是这个论点(似乎很受欢迎):

以异常在API层底部某处抛出的情况为例,因为没有人知道这个错误甚至可能发生,即使它是一种非常合理的错误类型,当调用代码抛出它时(例如FileNotFoundException而不是VogonsTrashingEarthExcept…)在这种情况下,我们是否处理它并不重要,因为没有任何东西可以处理它)。

作者“回应”:

It is absolutely incorrect to assume that all runtime exceptions should not be caught and allowed to propagate to the very "top" of the application. (...) For every exceptional condition that is required to be handled distinctly - by the system/business requirements - programmers must decide where to catch it and what to do once the condition is caught. This must be done strictly according to the actual needs of the application, not based on a compiler alert. All other errors must be allowed to freely propagate to the topmost handler where they would be logged and a graceful (perhaps, termination) action will be taken.

主要的思想或文章是:

当涉及到软件中的错误处理时,唯一安全且正确的假设是,存在的每个子程序或模块都可能发生故障!

因此,如果“没有人知道这个错误甚至可能发生”,那么这个项目就有问题了。像作者建议的那样,这种异常至少应该由最通用的异常处理程序来处理(例如,处理所有没有更特定的处理程序处理的异常)。

很遗憾,似乎没有多少人发现这篇伟大的文章:-(。我衷心建议每一个犹豫哪种方法更好的人花点时间阅读它。

这个问题

我所看到的异常处理机制最糟糕的问题是它引入了大规模的代码复制!让我们诚实地说:在大多数项目中,在95%的时间里,开发人员真正需要做的就是以某种方式与用户沟通(在某些情况下,也需要与开发团队沟通,例如通过发送带有堆栈跟踪的电子邮件)。因此,通常在处理异常的每个地方都使用相同的代码行/块。

让我们假设我们在每个catch块中对某种类型的检查异常做简单的日志记录:

try{
   methodDeclaringCheckedException();
}catch(CheckedException e){
   logger.error(e);
}

如果这是一个常见的异常,那么在更大的代码库中甚至可能有数百个这样的try-catch块。现在让我们假设我们需要引入基于弹出对话框的异常处理,而不是控制台日志记录,或者开始额外向开发团队发送电子邮件。

等一下……我们真的要在代码中编辑这几百个位置吗?你明白我的意思:-)。

解决方案

为了解决这个问题,我们引入了异常处理程序的概念(我将进一步将其称为EH)来集中异常处理。对于每个需要处理异常的类,依赖注入框架都会注入一个异常处理程序实例。所以异常处理的典型模式现在看起来像这样:

try{
    methodDeclaringCheckedException();
}catch(CheckedException e){
    exceptionHandler.handleError(e);
}

现在要定制我们的异常处理,我们只需要更改一个地方的代码(EH代码)。

当然,对于更复杂的情况,我们可以实现eh的几个子类,并利用DI框架提供给我们的特性。通过改变我们的DI框架配置,我们可以轻松地在全局切换EH实现,或者为有特殊异常处理需求的类提供特定的EH实现(例如使用Guice @Named注释)。

这样我们就可以区分应用程序的开发版本和发布版本中的异常处理行为。开发——记录错误并停止应用程序,用更详细的信息刺激记录错误并让应用程序继续执行)。

最后一点

最后但并非最不重要的是,似乎可以通过将异常“向上传递”直到它们到达某个顶级异常处理类来获得同样的集中化。但这会导致代码和方法签名的混乱,并引入本线程中其他人提到的维护问题。

异常类

当谈到异常时,我总是会参考Eric Lippert的恼人异常博客文章。他将例外情况分为以下几类:

Fatal - These exceptions are not your fault: you cannot prevent then, and you cannot sensibly handle them. For example, OutOfMemoryError or ThreadAbortException. Boneheaded - These exceptions are your fault: you should have prevented them, and they represent bugs in your code. For example, ArrayIndexOutOfBoundsException, NullPointerException or any IllegalArgumentException. Vexing - These exceptions are not exceptional, not your fault, you cannot prevent them, but you'll have to deal with them. They are often the result of an unfortunate design decision, such as throwing NumberFormatException from Integer.parseInt instead of providing an Integer.tryParseInt method that returns a boolean false on parse failure. Exogenous - These exceptions are usually exceptional, not your fault, you cannot (reasonably) prevent them, but you must handle them. For example, FileNotFoundException.

API用户:

不能处理致命或愚蠢的异常。 应该处理令人烦恼的异常,但它们不应该出现在理想的API中。 必须处理外生异常。

已检查的异常

API用户必须处理特定的异常,这是调用方和被调用方之间的方法契约的一部分。契约指定了被调用方期望的参数的数量和类型,调用方期望的返回值类型,以及调用方期望处理的异常。

由于API中不应该存在令人烦恼的异常,因此只有这些外生异常必须作为方法契约的一部分进行检查。相对较少的异常是外生的,因此任何API都应该有相对较少的受控异常。

受控异常是必须处理的异常。处理异常就像吞下它一样简单。在那里!异常被处理。时期。如果开发者想这样处理,没问题。但他不能忽视这个例外,已经得到了警告。

API的问题

但是任何检查了令人烦恼和致命异常的API(例如JCL)都会给API用户带来不必要的压力。必须处理这样的异常,但是要么异常太常见,以至于一开始就不应该是异常,要么在处理它时什么都做不了。这导致Java开发人员讨厌受控异常。

此外,许多api没有适当的异常类层次结构,导致各种非外生异常原因都由单个受控异常类表示(例如IOException)。这也导致Java开发人员讨厌受控异常。

结论

外生异常指的是那些不是您的错、无法预防、并且应该处理的异常。这些构成了所有可能引发的异常的一个小子集。api应该只检查外生异常,所有其他异常都不检查。这将使API更好,给API用户带来更少的压力,从而减少捕获所有、吞咽或重新抛出未经检查的异常的需要。

所以不要讨厌Java和它的受控异常。相反,讨厌那些过度使用受控异常的api。