异常处理的一些理解

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在编程过程，经常遇到的一个问题是如何优雅地处理异常。下面给出一些对这个问题的答案。

异常处理定义

异常处理，是编程语言或计算机硬件里的一种机制，用于处理软件或信息系统中出现的异常状况（即超出程序正常执行流程的某些特殊条件）。

异常处理与错误检测的区别

错误检测与异常处理区别在于：错误检测是在正常的程序流中，处理不可预见问题的代码，例如一个调用操作未能成功结束。

某些编程语言有这样的函数：当输入存在非法数据时不能被安全地调用，或者返回值不能与异常进行有效的区别。例如，C语言中的atoi函数（ASCII串到整数的转换）在输入非法时可以返回0。在这种情况下编程者需要另外进行错误检测（可能通过某些辅助全局变量如C的errno），或进行输入检验（如通过正则表达式），或者共同使用这两种方法。

通过异常处理，我们可以对用户在程序中的非法输入进行控制和提示，以防程序崩溃。从进程的视角，硬件中断相当于可恢复异常，虽然中断一般与程序流本身无关。从子程序编程者的视角，异常是很有用的一种机制，用于通知外界该子程序不能正常执行。如输入的数据无效（例如除数是0），或所需资源不可用（例如文件丢失）。如果系统没有异常机制，则编程者需要用返回值来标示发生了哪些错误。

异常处理的原则

为了更好的处理异常，应遵循以下三个原则：

  • 具体明确
  • 提早抛出
  • 延迟捕获

具体明确

捕获异常时具体明确有利于对异常进行恰当的处理。例如在Java中对同一try块定义多个catch块，以便对每种异常分别进行恰当的处理：

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File prefsFile = new File(prefsFilename);
 
try{
    readPreferences(prefsFile);
}
catch (FileNotFoundException e){
    // alert the user that the specified file
    // does not exist
}
catch (EOFException e){
    // alert the user that the end of the file
    // was reached
}
catch (ObjectStreamException e){
     // alert the user that the file is corrupted
}
catch (IOException e){
    // alert the user that some other I/O
    // error occurred
}

提早抛出

异常堆栈信息提供了导致异常出现的方法调用链的精确顺序，包括每个方法调用的类名，方法名，代码文件名甚至行数，以此来精确定位异常出现的现场。例如：

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java.lang.NullPointerException
at java.io.FileInputStream.open(Native Method)
at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:103)
at jcheckbook.JCheckbook.readPreferences(JCheckbook.java:225)
at jcheckbook.JCheckbook.startup(JCheckbook.java:116)
at jcheckbook.JCheckbook.<init>(JCheckbook.java:27)
at jcheckbook.JCheckbook.main(JCheckbook.java:318)

通过逐步回退跟踪堆栈信息并检查代码，可以确定错误原因。

延迟捕获

捕获异常后怎么处理？最不该做的就是什么都不做。空的catch块等于把整个异常丢进黑洞，能够说明何时何处为何出错的所有信息都会永远丢失。把异常写到日志中还稍微好点，至少还有记录可查。但我们总不能指望用户去阅读或者理解日志文件和异常信息。

因此，不要过早捕获异常，而是在合适的层面捕获异常，以便你的程序要么可以从异常中有意义地恢复并继续下去，而不导致更深入的错误；要么能够为用户提供明确的信息，包括引导他们从错误中恢复过来。如果你的方法无法胜任，那么就不要处理异常，把它留到后面捕获和在恰当的层面处理。

参考链接

  1. 异常处理,by wikipedia.
  2. 如何优雅的处理异常（java）？,by zhihu.