背景

最近公司一直在执行sonar扫描代码bug、漏洞及异味，但发现了很对异常处理的问题，大多数是对Java异常处理不正确导致的，那本文就谈谈Java的异常是什么？设计者的初衷又是什么？

Exception 介绍

Exception和Error都是继承了Throwable类，在Java中只有Throwable类型的实例才可以被抛出(throw)或者捕获(catch)，它是异常处理机制的基本组成类型。

Exception和Error体现了Java平台设计者对不同异常情况的分类。Exception是程序正常运行中，可以预料的意外情况，可能并且应该被捕获，进行相应处理。

Error是指在正常情况下，不大可能出现的情况，绝大部分的 Error 都会导致程序(比如虚拟机自身)处于非正常的、不可恢复状态。既然是不正常情况，所以不便于也不需要捕获，常见的比如OutOfMemoryError之类，都是Error的子类。

Exception异常本身又分为可检查(checkd)异常和不可检查(uncheckd)异常。

可检查异常在源代码里必须显式地进行捕获处理，这是编译期检查的一部分。不可检查的Error是Throwable，而不是Exception，通常我在编码过程中编译器会提示如何处理异常，类似于我们常见的try catch或者继续throw。

不检查异常就是所谓的运行时异常，类似NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException之类，通常是可以编码过程中避免的代码逻辑错误，具体根据需要来判断是否需要捕获，并不会在编译期强制要求捕获此类异常。

争议点

Checkd Exception(可检查异常)一直都是Java语言比较有争议的一个功能。

但Java可检查异常的提倡者认为通过检查异常能够确保它们从异常中恢复；而反对者却认为因为这些错误都是常见的错误，所有它们根本无法从异常中恢复。

同时，Java8和lambdas已经问世一段时间。在它们的世界中Checkd Exception是如何使用的呢？

设计者意图

90年代中期，Sun公司的James Gosling提出了一种新的语言(Java)。Java这门编程语言本身是一门面向服务端长期运行的编程语言，借鉴并弥补了C、C++的不足，当然异常处理也不例外。

C语言的异常处理机制，因为C本身是单返回值，异常信息通常通过一个int值来表示成功还是失败

C++弥补了C的不足，出现异常时可以发送错误信号，即引入了Exception机制，出现异常、抛出异常。但C++同时带来了另外一个问题，调用的任何一个函数都可能出现异常，即异常信息不确定。

Java设计者吸取了C++异常设计的经验教训，他认为必须有更好的方法，并将异常的概念引入到Java中。并认为异常本身并不重要，而在于发生了什么异常。所以Java引入了Checkd Exception；Java方法的所有者声明异常信息，方法调用者处理异常信息，这使得Exception在Java中变成了司空见惯的事情。所以就导致了代码中经常出现catch(e Exception){//忽略}，直接捕获并忽略异常信息，并不能使异常信息有效传递。

检查异常的目的是在本地标记并迫使开发人员处理可能的异常。已检查的异常必须在方法签名上声明或处理。

这是为了鼓励软件的可靠性和弹性。旨在从意外情况中恢复 – 除了成功以外的可预测结果，例如尝试付款时出现InsufficientFundsException。关于实际上需要进行什么恢复，目前尚没有明确答案。

运行时异常也包含在Java中。由于空指针、数据错误、非法状态、访问都可能在代码中的任何地方发生，因此将它们作为RuntimeException的子类。这种异常也就是类似于C++不可检查异常。

运行时异常可以在任何地方抛出，而无需声明，并且更加方便。但是直接使用它们是否正确？

优缺点

这里的关键点是运行时和检查异常在功能上是等效的。但已检查异常可以执行的处理或恢复，而运行时异常则无法做到。

反对检查异常的最大论点是，大多数异常无法修复。一个简单的事实是，我们的子系统都是正常的，我们看不到具体实现逻辑，我们对此不负责，也无法修复其中的异常，所以不要往上层抛出可检查异常。

尤其问题是JDBC(SQLException)和EJB RMI(RemoteException)。这些强迫性普遍存在的系统可靠性问题(实际上不是可修复的)不是按照原始的可检查异常概念来确定可修复的突发事件，而是要广泛声明。

对于任何方法，失败的可能性都包括它调用的所有子方法。潜在的故障会累积在调用链中。在方法签名上声明这些异常，并且不再为开发人员提供一个特定的和局部的返回值，让开发人员检查在调用链中传播的受检查异常。

大多数EJB开发人员都经历过这种情况–整个层或整个代码库的方法都需要声明异常。调用具有不同异常的方法需要调整许多方法。

许多开发人员被告知要捕获底层代码的异常，然后将它们重新抛出为更高级别(应用程序级别)的已检查异常。这需要一定的工作量(每个项目最多2000个)非功能性的抛雪球块。

于是Java开发人员吞下异常、隐藏原因、重复记录日志、返回null，未初始化的数据都变得很普遍。大多数项目因为异常问题可能会算出上百个错误编码或完全错误。

最终，开发人员对大量的catch块产生了反感，这些块本身已经成为错误的根源。

Checked Exception - 与功能代码不兼容

然后我们来看看Java8，它具有新的编程范式-例如lambda、Streams功能组合。

这些特性是建立在泛型之上的——参数和返回类型被泛化，这样迭代和流操作(forEach、map、flatMap)可以被编写来执行一个公共操作，而不考虑对象类型。

但是，与数据类型不同，声明的异常无法泛化。

Java中没有提供流操作(例如Stream.map)可检查异常，该操作需要一个lambda来声明某些已检查的异常，并透明地将相同的已检查的异常传递给周围的代码。

这一直是反对检查异常的主要要点–抛出和接收catch块之间的所有代码逻辑都必须意识到异常。

解决方法是在RuntimeException中包装它，它隐藏了异常的原始类型，使得原始概念中设想的特定于异常的catch块变得毫无用处。

最后，我们可以简单地理解Java的新理念，注意到Java8中没有一个新的函数接口声明checked异常。

可检查异常使用中注意事项

• 所有的方法尽量不要定义可检查异常，而是通过返回错误信息。
• 尽量不要尝试捕获最顶级的Exception，尽量捕获具体的Exception，因为代码本身是写给人看的，机器只是顺便执行，我们应该尽量通过代码显示直观的信息，而不是只是Exception，因为Exception恰恰隐藏的真正的异常信息。
• try/catch范围尽可能小，因为它本身需要创建堆栈信息，会产生额外的性能开销。所以只需要捕获需要的代码片段，尽量不要使用一个大的try包住整个代码块。
• 不要生吞异常。这是异常处理过程中需要特别注意，因为它可能会使出现问题后难以诊断。有时我们的主要精力都放在了主要逻辑上面，往往对异常信息疏忽或者认为该异常不会出现，我们千万不要做这种假设，我们以为的不可能出现的细节问题，往往会无限放大。

例如下面片段，这个片段导致的问题在于没有异常输出也没有日志打印，更没有抛出来：

try{//业务逻辑}catch(Exception e){//没有任何逻辑}

下面这段代码的问题在于直接标准输出异常，通过这种方式难以判断该日志如何和出现问题的逻辑结合起来，导致难以诊断问题所在，正确的姿势应该详细把错误信息输出到日志中。

try{//业务逻辑}catch(Exception e){    e.printStackTrace()}

结论

与以前的语言相比，Java异常在可靠性和错误处理方面提供了主要优势。Java支持可靠的服务器和商业软件，这是C/C ++无法做到的。

可检查异常以其原始形式是试图处理突发事件而不是失败。值得称赞的目标是突出显示特定的可预测点(无法连接、找不到文件等)并确保开发人员能够处理这些点。

但Java异常最初的概念中从未包括的是，大量系统性和不可恢复的故障。这些失败从未被声明为受检查异常，这也就导致Java倡导者认为Java可检查异常出现问题，根本原因在于开发者的使用方式存在问题。

通常，代码中可能会发生故障，而EJB、Web、Swing/AWT容器已经通过提供最外部的失败请求异常处理程序来解决此问题。最基本的正确策略是回滚事务并返回错误。

运行时异常允许对捕获的异常进行任何可能的异常处理，但要避免限制性的编码。使用Java异常过程中要遵循早期抛出、延迟捕获(最外层)的最佳实践，通过这些可以简化编码。

一些领先的和有影响力的Java框架现在已经明确地摆脱了检查异常。Spring、Hibernate和现代Java框架/供应商仅使用运行时异常，而这种便利性是它们流行的主要因素。

诸如Josh Bloch(Java Collections框架)、Rod Johnson、Anders Hejlsberg(C＃之父)、Gavin King和Stephen Colebourn(JodaTime)等人都反对检查异常。

现在，在Java8中，lambda是向前迈出的基本一步。这些语言特性将控制流从内部的功能操作中抽象出来。正如我们所看到的，这使得检查异常成为过去，即立即声明或处理的要求。

对于开发人员而言，始终必须注意可靠性并诊断可能的故障点(突发事件)，例如打开文件、数据库连接等，这一点始终很重要。如果此时提供了良好的错误消息，我们将创建自诊断软件–工程成就的巅峰之作。

但是，我们应该使用未经检查的异常来执行此操作，并且如果必须重新抛出，则应始终使用RuntimeException或特定于应用程序的子类。

正如史蒂芬·科尔本(Stephen Colebourn)所说，如果您的项目仍在使用或提倡检查异常，则您的技能已过期5-10年。Java本身已经在前进了。

最后一点对于Java的可检查异常也不必要矫枉过正，因为Java的可检查异常已经遍布于大大小小的各种组件和系统中，对于一些分布式系统，比如出现网络等问题时，确实可以通过异常信息进行恢复，通过这种方式使我们可以构建出高质量的软件系统。

参考资料

http://literatejava.com/exceptions/checked-exceptions-javas-biggest-mistake/

https://www.oracle.com/technical-resources/articles/enterprise-architecture/effective-exceptions-part1.html

https://testing.googleblog.com/2009/09/checked-exceptions-i-love-you-but-you.html

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