Java常見(jiàn)異常處理

異常是Java程序中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，一個(gè)異常就是一個(gè)Bug，就要花很多時(shí)間來(lái)定位異常。
Java異常
（1）Throwable是Java異常的頂級(jí)類，所有的異常都繼承于這個(gè)類。
（2）Error，Exception是異常類的兩個(gè)大分類。
（3）Error是非程序異常，即程序不能捕獲的異常，一般是編譯或者系統(tǒng)性的錯(cuò)誤，如OutOfMemorry內(nèi)存溢出異常等。
（4）Exception是程序異常類，由程序內(nèi)部產(chǎn)生。Exception又分為運(yùn)行時(shí)異常、非運(yùn)行時(shí)異常。
（5）運(yùn)行時(shí)異常的特點(diǎn)是Java編譯器不會(huì)檢查它，也就是說(shuō)，當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常，即使沒(méi)有用try-catch語(yǔ)句捕獲它，也沒(méi)有用throws子句聲明拋出它，也會(huì)編譯通過(guò)，運(yùn)行時(shí)異?？商幚砘蛘卟惶幚?。運(yùn)行時(shí)異常一般常出來(lái)定義系統(tǒng)的自定義異常，業(yè)務(wù)根據(jù)自定義異常做出不同的處理。常見(jiàn)的運(yùn)行時(shí)異常如NullPointException、ArrayIndexOutOfBoundsException等。
（6）非運(yùn)行時(shí)異常是程序必須進(jìn)行處理的異常，捕獲或者拋出，如果不處理程序就不能編譯通過(guò)。如常見(jiàn)的IOException、ClassNotFoundException等。
常見(jiàn)的Java異常坑
最頑固的坑--NullPointerException
空指針異常應(yīng)該是每一個(gè)程序員必須要踩得的坑，而且應(yīng)該是經(jīng)常踩不斷踩的坑，極其普遍且難以根除。但是這個(gè)坑可以通過(guò)某些方法有效的避免。
（1）什么是空指針？
當(dāng)一個(gè)變量的值為 null 時(shí)，在 Java 里面表示一個(gè)不存在的空對(duì)象，沒(méi)有實(shí)際內(nèi)容，沒(méi)有給它分配內(nèi)存，null 也是對(duì)象成員變量的默認(rèn)值。
所以，一個(gè)對(duì)象如果沒(méi)有進(jìn)行初始化操作，這時(shí)候，如果你調(diào)用這個(gè)對(duì)象的方法或者變量，就會(huì)出現(xiàn)空指針異常。
如下面示例會(huì)發(fā)生空指針異常：
Object?object?=?null;
String?string?=?object.toString();
空指針?biāo)菍儆谶\(yùn)行時(shí)異常?RuntimeException?的子類，它不是捕獲型的，只有在程序運(yùn)行時(shí)才可能報(bào)出來(lái)，而且會(huì)造成程序中斷。
如何有效避免空指針？
以下是我在編碼過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決辦法。
字符串比較，常量放前面---總是從已知的非空String對(duì)象中調(diào)用equals()方法
if(status.equals(SUCCESS)){
}
這個(gè)時(shí)候 status 可能為 null 造成空指針異常，應(yīng)該把常量放前面，就能避免空指針異常。這個(gè)應(yīng)該在各種開(kāi)發(fā)規(guī)范里面都會(huì)提到，也是最基礎(chǔ)的。
if(SUCCESS.equals(status)){
}
當(dāng)valueOf()和toString()返回相同的結(jié)果時(shí)，寧愿使用前者。
因?yàn)檎{(diào)用null對(duì)象的toString()會(huì)拋出空指針異常，如果我們能夠使用valueOf()獲得相同的值，那寧愿使用valueOf()，傳遞一個(gè)null給valueOf()將會(huì)返回“null”，尤其是在那些包裝類，像Integer、Float、Double和BigDecimal。
BigDecimal bd = getPrice();
System.out.println(String.valueOf(bd));?//不會(huì)拋出空指針異常
System.out.println(bd.toString());?//拋出 NullPointerException
初始化默認(rèn)值
在對(duì)象初始化的時(shí)候給它一個(gè)默認(rèn)值或者默認(rèn)構(gòu)造實(shí)現(xiàn)，如：
User?user?=?new?User();
String?name?=?StringUtils.EMPTY;
避免返回空集合
在返回一個(gè)集合的話，默認(rèn)會(huì)是 null，統(tǒng)一規(guī)范返回一個(gè)空集合。
舉個(gè) List 例子，如：
public?List?getUserList(){
????List?list?=?userMapper.gerUserList();
????return?list?==?null???new?ArrayList()?:?list;
}
這樣接收方就不用擔(dān)心空指針異常了，也不會(huì)影響業(yè)務(wù)。
采用JDK8 Optional?新特性
?Optional是Jdk8提供的一個(gè)可以包含null值的容器對(duì)象，可以用來(lái)代替xx != null的判斷。（這個(gè)暫時(shí)因?yàn)槲覀冘?chē)道系統(tǒng)統(tǒng)一適用的是Java7，這個(gè)方案還沒(méi)有在車(chē)到系統(tǒng)代碼里使用過(guò)。）
OutOfMemoryError
內(nèi)存異常異常也是一個(gè)經(jīng)常出現(xiàn)的Bug,但是這個(gè)不是程序能控制的，這個(gè)問(wèn)題是指要分配的對(duì)象的內(nèi)存超出了當(dāng)前最大的堆內(nèi)存，需要調(diào)整堆內(nèi)存大小（-Xmx）以及優(yōu)化程序。
（1）常見(jiàn)的有以下幾種原因：
1.內(nèi)存中加載的數(shù)據(jù)量過(guò)于龐大，如一次從數(shù)據(jù)庫(kù)取出過(guò)多數(shù)據(jù)；
2.集合類中有對(duì)對(duì)象的引用使用完后未清空，使得JVM不能回收；
3.代碼中存在死循環(huán)或循環(huán)產(chǎn)生過(guò)多重復(fù)的對(duì)象實(shí)體；
4.使用的第三方軟件中的BUG；
5.啟動(dòng)參數(shù)內(nèi)存值設(shè)定的過(guò)小
（2）常見(jiàn)解決方法：
1.應(yīng)用服務(wù)器提示錯(cuò)誤的解決：
??把啟動(dòng)參數(shù)內(nèi)存值設(shè)置足夠大。
2.Java代碼導(dǎo)致錯(cuò)誤的解決：
1)檢查代碼中是否有死循環(huán)或遞歸調(diào)用。
2)檢查是否有大循環(huán)重復(fù)產(chǎn)生新對(duì)象實(shí)體。
3)檢查對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢中，是否有一次獲得全部數(shù)據(jù)的查詢。一般來(lái)說(shuō)，如果一次取十萬(wàn)條記錄到內(nèi)存，就可能引起內(nèi)存溢出。這個(gè)問(wèn)題比較隱蔽，在上線前，數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)較少，不容易出問(wèn)題，上線后，數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)多了，一次查詢就有可能引起內(nèi)存溢出。因此對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)查詢盡量采用分頁(yè)的方式查詢。
4 )檢查L(zhǎng)ist、MAP等集合對(duì)象是否有使用完后，未清除的問(wèn)題。List、MAP等集合對(duì)象會(huì)始終存有對(duì)對(duì)象的引用，使得這些對(duì)象不能被GC回收。
IOException
IO，即：input, output，我們?cè)谧x寫(xiě)磁盤(pán)文件、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的時(shí)候經(jīng)常會(huì)生的一種異常，這種異常是受檢查異常，需要進(jìn)行手工捕獲。常用的一種異常處理方式有兩種，一種是：使用throws拋出可能發(fā)生的異常，另一種是：直接try-catch。
ClassNotFoundException
類找不到異常，Java開(kāi)發(fā)中經(jīng)常遇到，是不是很絕望？這是在加載類的時(shí)候拋出來(lái)的，即在類路徑下不能加載指定的類。
注意：在車(chē)道程序中不推薦使用throws把異常拋給系統(tǒng)處理，車(chē)道系統(tǒng)要捕獲所有能捕獲的異常并進(jìn)行處理，目的是當(dāng)發(fā)生程序級(jí)異常時(shí)要保證車(chē)道程序可以正常收費(fèi)，不可因?yàn)槌绦虍惓Ｓ绊懙秸谶M(jìn)行的收費(fèi)處理。
異常處理的一般原則
1、 能處理就早處理，拋出不去還不能處理的異常就要想辦法消化掉，或者轉(zhuǎn)換為RuntimeException處理。因?yàn)閷?duì)于一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，拋出大量異常是有問(wèn)題的，應(yīng)該從程序開(kāi)發(fā)角度盡可能的控制異常發(fā)生的可能。
2、 對(duì)于檢查異常，如果不能行之有效的處理，還不如轉(zhuǎn)換為RuntimeException拋出。這樣也讓上層的代碼有選擇的余地――可處理也可不處理。
3、 對(duì)于一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該有自己的一套異常處理框架，這樣當(dāng)異常發(fā)生時(shí)，也能得到統(tǒng)一的處理風(fēng)格，將優(yōu)雅的異常信息反饋給用戶。
異常的轉(zhuǎn)譯與異常鏈?
?1、異常轉(zhuǎn)譯的原理?
所謂的異常轉(zhuǎn)譯就是將一種異常轉(zhuǎn)換另一種新的異常，也許這種新的異常更能準(zhǔn)確表達(dá)程序發(fā)生異常。
在Java中有個(gè)概念就是異常原因，異常原因?qū)е庐?dāng)前拋出異常的那個(gè)異常對(duì)象，幾乎所有帶異常原因的異常構(gòu)造方法都使用Throwable類型做參數(shù)，這也就為異常的轉(zhuǎn)譯提供了直接的支持，因?yàn)槿魏涡问降漠惓：湾e(cuò)誤都是Throwable的子類。比如將SQLException轉(zhuǎn)換為另外一個(gè)新的異常DAOException，可以這么寫(xiě)：
??? 先自定義一個(gè)異常DAOException：
???比如有一個(gè)SQLException類型的異常對(duì)象e，要轉(zhuǎn)換為DAOException，可以這么寫(xiě)：??
public class DAOException extends RuntimeException {
//(省略了部分代碼)
public DAOException(String message, Throwable cause) {
super(message, cause);
}
}
DAOException daoEx = new DAOException ( "SQL異常", e);
異常轉(zhuǎn)譯是針對(duì)所有繼承Throwable超類的類而言的，從編程的語(yǔ)法角度講，其子類之間都可以相互轉(zhuǎn)換。但是，從合理性和系統(tǒng)設(shè)計(jì)角度考慮，可將異常分為三類：Error、Exception、RuntimeException。
?異常的處理存在著一套哲學(xué)思想：對(duì)于一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)所發(fā)生的任何異?；蛘咤e(cuò)誤對(duì)操作用戶來(lái)說(shuō)都是系統(tǒng)"運(yùn)行時(shí)"異常，都是這個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部的異常。這也是異常轉(zhuǎn)譯和應(yīng)用系統(tǒng)異?？蚣茉O(shè)計(jì)的指導(dǎo)原則。在系統(tǒng)中大量處理非檢查異常的AxiTrader返傭www.fx61.com/brokerlist/axitrader.html負(fù)面影響很多，最重要的一個(gè)方面就是代碼可讀性降低，程序編寫(xiě)復(fù)雜，異常處理的代碼也很蒼白無(wú)力。因此，很有必要將這些檢查異常Exception和錯(cuò)誤Error轉(zhuǎn)換為RuntimeException異常，讓程序員根據(jù)情況來(lái)決定是否捕獲和處理所發(fā)生的異常。
①：Error到Exception：將錯(cuò)誤轉(zhuǎn)換為異常，并繼續(xù)拋出。例如Spring WEB框架中，將org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet的doDispatch()方法中，將捕獲的錯(cuò)誤轉(zhuǎn)譯為一個(gè)NestedServletException異常。這樣做的目的是為了最大限度挽回因錯(cuò)誤發(fā)生帶來(lái)的負(fù)面影響。因?yàn)橐粋€(gè)Error常常是很?chē)?yán)重的錯(cuò)誤，可能會(huì)引起系統(tǒng)掛起。
②：Exception到RuntimeException：將檢查異常轉(zhuǎn)換為RuntimeException可以讓程序代碼變得更優(yōu)雅，讓開(kāi)發(fā)人員集中精力設(shè)計(jì)更合理的程序代碼，反過(guò)來(lái)也增加了系統(tǒng)發(fā)生異常的可能性。
③：Error到RuntimeException：目的還是一樣的。把所有的異常和錯(cuò)誤轉(zhuǎn)譯為不檢查異常，這樣可以讓代碼更為簡(jiǎn)潔，還有利于對(duì)錯(cuò)誤和異常信息的統(tǒng)一處理。
1、 異常鏈
異常鏈顧名思義就是將異常發(fā)生的原因一個(gè)傳一個(gè)串起來(lái)，即把底層的異常信息傳給上層，這樣逐層拋出。Java API文檔中給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的模型：?
try {
lowLevelOp();
} catch (LowLevelException le) {
throw (HighLevelException)
new HighLevelException().initCause(le);
}
當(dāng)程序捕獲到了一個(gè)底層異常le，在處理部分選擇了繼續(xù)拋出一個(gè)更高級(jí)別的新異常給此方法的調(diào)用者。這樣異常的原因就會(huì)逐層傳遞。這樣，位于高層的異常遞歸調(diào)用getCause()方法，就可以遍歷各層的異常原因。這就是Java異常鏈的原理。異常鏈的實(shí)際應(yīng)用很少，發(fā)生異常時(shí)候逐層上拋不是個(gè)好注意，上層拿到這些異常又能奈之何？而且異常逐層上拋會(huì)消耗大量資源，因?yàn)橐４嬉粋€(gè)完整的異常鏈信息。