Java 异常使用

背景

写 Java 的人都知道， Java 异常是个很烦人的东西，因为正确的处理异常并不是一件简单的事情，一方面异常总是出人意料，另一方面，异常并不总是可见，且隐藏很深。

Java 异常的重要特性

Java 异常一个最重要的特性在于，异常会立即中断当前的处理流程，然后不断抛出，直到有地方处理为止。
另一个重要的特性在于，Java 有区分运行时期的异常，这个东西往往会带来一些意想不到的问题。

为什么要学会处理 Java 异常

所有的问题，都要从编程的终极目标说起，那个目标就是“功能”和“稳定性”。Java 异常会中断当前处理的流程，可能会导致功能无法正常使用，另一方面出现了意料之外的异常，往往也意味着系统不够稳定，异常也是我们发现问题的重要场所。本文是我处理异常的一点小经验。

NPE 最基础的异常

没有遇过 NPE 问题的 Java 工程师都是入门菜鸟。NPE 的问题在 Java 中总是无处不在。解决这个问题，没有什么好办法，只有事无巨细地将每个可能为 NULL 的值进行处理。

如何做判空校验

通常来说，我们要对所有的封装类型值做判空校验，所有 DO 类型，以及所有的集合类型都要做判空。

Long a = arg1;
if(a == null){
	return "arg1 can not be null";
}
BizDO do = arg2;
if(do == null){
	return "arg2 can not be null";
}

Set names = arg3;
if(CollectionsUtil.isEmpty(names)){
	return "arg3 can not be empty";
}

//现在 Java8 出来后，可以更简单的处理，不用检查，直接使用 Optional
Optional.ofNullable(names)
                .map(String::trim);

哪些地方需要 NPE 判断

理论上来说所有为空的地方都要做 NPE 判断。一般来说这些地方最有可能为 NPE

• API 的入参，理论上要对所有的 API 入参做判断，除非你的业务需要对 NULL 做特殊处理，否则所有的参数，理论上都不能为 NULL。
• RPC 调用的返回值，由于 RPC 调用的依赖方，你不能保证他们的接口返回的是正确的，所以对他们的返回值，也一定要做 NPE 判断。
• 所有的函数调用都可能返回空。 如果可以尽可能对所有的函数返回结果做 NULL 判断，及时调用的函数方法是你自己写的，且一定不会为 NULL ，你还是要做空判断，因为一个系统往往多个人开发，你不能保证你的方法不被人修改，很有可能有人改了你的底层方法，结果他的错误，在你外部调用的代码中出现了错误。

如何处理异常

在我的经验里，异常处理主要两个原则

1. 可恢复的异常，一定要捕获并处理。
2. 不可恢复的异常，控制异常造成的影响。
3. 未知的异常，一定要保留上下文。

捕获所有可以恢复的异常

在一些资料里，会提到对于可以恢复的异常，不要使用运行时异常，运行时的异常通常指的是不可恢复的异常。但是很可惜，真实的情况却不如这般美好，一方面并不是所有的人都知道这个原则，另一方面尤其是在使用开源 jar 包的时候，开源 jar 里定义的运行时异常，对于你的系统来说是否真的是不可恢复的，其实并没有一个统一标准。所以唯一的办法，是
枚举所有已知的异常，并捕获可能影响数据的未知异常

例如，我们写一段插入数据库的代码

try {
	xxxDAO.insert(xxxDO);
}catch(DuplicateException e){
	//处理索引冲突的情况
}

在这里索引冲突的 Exception 其实是一个 RuntimeException， 对于你的系统来说，如果出现了索引冲突，你可能只需要换一个值重试就好了，但是框架依旧可能返回你一个运行时的异常，而这个异常在你第一次遇见它之前，你从 API 层面根本无法感知到它的存在。这样的例子告诉我们一件事情

不要迷信所谓稳定的开源工具，和所谓大厂的工具包，因为你不知道里头会隐藏什么未知的异常，即使包本身没有什么问题，但是依旧可能会和你系统的需求产生冲突，所以在使用工具 jar 的时候，最好的方案是读源码，了解完整的来龙去脉，捕获全部可能的异常。

将异常造成的影响降到最低

如果能熟读源码当然是最好的，但是很多时候，我们很难有时间都搞定，所以在不确定的情况下，我们要做的事情是，将不确定的影响放到最低。什么东西是不确定的呢。通常来说

1. 工具包的返回方法。
2. RPC 调用
3. 缓存框架的调用
4. 消息发送
5. 提交线程池（如果你使用的是默认拒绝策略）
6. DB 请求

这几个是不确定性最大的地方。一般来说什么是最低影响
对于 RPC 调用来说，如果 RPC 调用出现异常，那么当出现异常的时候，可以走降级方案，如果没有降级方案，那么也要处理异常，假设我们最终服务需要产出 3 个数据，其中一个数据依赖某个合作方的 RPC 接口，如果这个接口出现异常，我们至少要保证另外两个数据的产出不会收影响，不要产生连带的影响。

保留异常上下文

虽然我们想办法降低了未知异常的影响，但是异常总是出现，依旧是系统稳定性的绊脚石，所以我们也需要有个机制，能帮助我们逐步减少异常。通常来说意料之中的异常好处理，难处理的是未知的异常，所以在我们捕获异常的过程中，一定要保留完整的上下文，包括方法的入参，出参，执行的位置，当前中间变量的值，这样才有助于我们记录现场，并在之后发现更深层次的问题，然后逐步去解决。

try{
	result = xxxRPCinterface.invoke(arg1,arg2,arg3);
	return result.getModel();
}catch(Exception e){
	LOGGER.log("invoke xxxPRC service occur exception arg1 is {} arg2 is {} arg3 is {} result is {} , and e is ",arg1,arg2,arg3,result,e);
}

这样我们在日志里就能看到完整的调用上下文了，注意日志在配置的时候一定要带上时间戳。