如何优雅处理异常？处理异常的原则

前言

在我们日常工作中，经常会遇到一些异常，比如：NullPointerException、NumberFormatException、ClassCastException等等。

那么问题来了，我们该如何处理异常，让代码变得更优雅呢？

1 不要忽略异常

不知道你有没有遇到过下面这段代码：

反例：

Long id = null;
try {
   id = Long.parseLong(keyword);
} catch(NumberFormatException e) {
  //忽略异常
}

用户输入的参数，使用Long.parseLong方法转换成Long类型的过程中，如果出现了异常，则使用try/catch直接忽略了异常。并且也没有打印任何日志。如果后面线上代码出现了问题，有点不太好排查问题。建议大家不要忽略异常，在后续的工作中，可能会带来很多麻烦。

正例：

Long id = null;
try {
   id = Long.parseLong(keyword);
} catch(NumberFormatException e) {
  log.info(String.format("keyword：{} 转换成Long类型失败，原因：{}",keyword , e))
}

后面如果数据转换出现问题，从日志中我们一眼就可以查到具体原因了。

2 使用全局异常处理器

有些经常喜欢在Service代码中捕获异常。不管是普通异常Exception，还是运行时异常RuntimeException，都使用try/catch把它们捕获。

反例：

try {
  checkParam(param);
} catch (BusinessException e) {
  return ApiResultUtil.error(1,"参数错误");
}

在每个Controller类中都捕获异常。在UserController、MenuController、RoleController、JobController等等，都有上面的这段代码。显然这种做法会造成大量重复的代码。我们在Controller、Service等业务代码中，尽可能少捕获异常。这种业务异常处理，应该交给拦截器统一处理。在SpringBoot中可以使用@RestControllerAdvice注解，定义一个全局的异常处理handler，然后使用@ExceptionHandler注解在方法上处理异常。

例如：

@Slf4j
@RestControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {

    /**
     * 统一处理异常
     *
     * @param e 异常
     * @return API请求响应实体
     */
    @ExceptionHandler(Exception.class)
    public ApiResult handleException(Exception e) {
        if (e instanceof BusinessException) {
            BusinessException businessException = (BusinessException) e;
            log.info("请求出现业务异常：", e);
            return ApiResultUtil.error(businessException.getCode(), businessException.getMessage());
        } 
        log.error("请求出现系统异常：", e);
        return ApiResultUtil.error(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR.value(), "服务器内部错误，请联系系统管理员！");
    }

}

有了这个全局的异常处理器，之前我们在Controller或者Service中的try/catch代码可以去掉。

如果在接口中出现异常，全局的异常处理器会帮我们封装结果，返回给用户。

3 尽可能捕获具体异常

在你的业务逻辑方法中，有可能需要去处理多种不同的异常。你可能你会觉得比较麻烦，而直接捕获Exception。

反例：

try {
   doSomething();
} catch(Exception e) {
  log.error("doSomething处理失败，原因：",e);
}

这样捕获异常太笼统了。其实doSomething方法中，会抛出FileNotFoundException和IOException。这种情况我们最好捕获具体的异常，然后分别做处理。

正例：

try {
   doSomething();
} catch(FileNotFoundException e) {
  log.error("doSomething处理失败，文件找不到，原因：",e);
} catch(IOException e) {
  log.error("doSomething处理失败，IO出现了异常，原因：",e);
}

这样如果后面出现了上面的异常，我们就非常方便知道是什么原因了。

4 在finally中关闭IO流

我们在使用IO流的时候，用完了之后，一般需要及时关闭，否则会浪费系统资源。我们需要在try/catch中处理IO流，因为可能会出现IO异常。

反例：

try {
    File file = new File("/tmp/1.txt");
    FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
    byte[] data = new byte[(int) file.length()];
    fis.read(data);
    for (byte b : data) {
        System.out.println(b);
    }
    fis.close();
} catch (IOException e) {
    log.error("读取文件失败，原因：",e)
}

上面的代码直接在try的代码块中关闭fis。假如在调用fis.read方法时，出现了IO异常，则可能会直接抛异常，进入catch代码块中，而此时fis.close方法没办法执行，也就是说这种情况下，无法正确关闭IO流。

正例：

FileInputStream fis = null;
try {
    File file = new File("/tmp/1.txt");
    fis = new FileInputStream(file);
    byte[] data = new byte[(int) file.length()];
    fis.read(data);
    for (byte b : data) {
        System.out.println(b);
    } 
} catch (IOException e) {
    log.error("读取文件失败，原因：",e)
} finally {
   if(fis != null) {
      try {
          fis.close();
          fis = null;
      } catch (IOException e) {
          log.error("读取文件后关闭IO流失败，原因：",e)
      }
   }
}

在finally代码块中关闭IO流。但要先判断fis不为空，否则在执行fis.close()方法时，可能会出现NullPointerException异常。需要注意的地方时，在调用fis.close()方法时，也可能会抛异常，我们还需要进行try/catch处理。

5 多用try-catch-resource

前面在finally代码块中关闭IO流，还是觉得有点麻烦。因此在JDK7之后，出现了一种新的语法糖try-with-resource。上面的代码可以改造成这样的：

File file = new File("/tmp/1.txt");
try (FileInputStream fis = new FileInputStream(file)) {
    byte[] data = new byte[(int) file.length()];
    fis.read(data);
    for (byte b : data) {
        System.out.println(b);
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
    log.error("读取文件失败，原因：",e)
}

try括号里头的FileInputStream实现了一个AutoCloseable接口，所以无论这段代码是正常执行完，还是有异常往外抛，还是内部代码块发生异常被截获，最终都会自动关闭IO流。我们尽量多用try-catch-resource的语法关闭IO流，可以少写一些finally中的代码。而且在finally代码块中关闭IO流，有顺序的问题，如果有多种IO，关闭的顺序不对，可能会导致部分IO关闭失败。而try-catch-resource就没有这个问题。

6 不在finally中return

我们在某个方法中，可能会有返回数据。

反例：

public int divide(int dividend, int divisor) {
    try {
        return dividend / divisor;
    } catch (ArithmeticException e) {
        // 异常处理
    } finally {
        return -1;
    }
}

上面的这个例子中，我们在finally代码块中返回了数据-1。这样最后在divide方法返回时，会将dividend / divisor的值覆盖成-1，导致正常的结果也不对。我们尽量不要在finally代码块中返回数据。

正解：

public int divide(int dividend, int divisor) {
    try {
        return dividend / divisor;
    } catch (ArithmeticException e) {
        // 异常处理
        return -1;
    }
}

如果dividend / divisor出现了异常，则在catch代码块中返回-1。

7 少用e.printStackTrace()

我们在本地开发中，喜欢使用e.printStackTrace()方法，将异常的堆栈跟踪信息输出到标准错误流中。

反例：

try {
   doSomething();
} catch(IOException e) {
  e.printStackTrace();
}

这种方式在本地确实容易定位问题。但如果代码部署到了生产环境，可能会带来下面的问题：

1. 可能会暴露敏感信息，如文件路径、用户名、密码等。

2. 可能会影响程序的性能和稳定性。

正解：

try {
   doSomething();
} catch(IOException e) {
  log.error("doSomething处理失败，原因：",e);
}

我们要将异常信息记录到日志中，而不是保留给用户。

8 异常打印详细一点

我们在捕获了异常之后，需要把异常的相关信息记录到日志当中。

反例：

try {
   double b = 1/0;
} catch(ArithmeticException e) {
    log.error("处理失败，原因：",e.getMessage());
}

这个例子中使用e.getMessage()方法返回异常信息。但执行结果为：

doSomething处理失败，原因：

这种情况异常信息根本没有打印出来。我们应该把异常信息和堆栈都打印出来。

正例：

try {
   double b = 1/0;
} catch(ArithmeticException e) {
    log.error("处理失败，原因：",e);
}

执行结果：

doSomething处理失败，原因：
java.lang.ArithmeticException: / by zero
 at cn.net.susan.service.Test.main(Test.java:16)

将具体的异常，出现问题的代码和具体行数都打印出来。

9 别捕获了异常又马上抛出

有时候，我们为了记录日志，可能会对异常进行捕获，然后又抛出。

反例：

try {
  doSomething();
} catch(ArithmeticException e) {
  log.error("doSomething处理失败，原因：",e)
  throw e;
}

在调用doSomething方法时，如果出现了ArithmeticException异常，则先使用catch捕获，记录到日志中，然后使用throw关键抛出这个异常。这个骚操作纯属是为了记录日志。但最后发现日志记录两次。因为在后续的处理中，可能会将这个ArithmeticException异常又记录一次。这样就会导致日志重复记录了。

10 优先使用标准异常

在Java中已经定义了许多比较常用的标准异常，比如下面这张图中列出的这些异常：

反例：

public void checkValue(int value) {
    if (value < 0) {
        throw new MyIllegalArgumentException("值不能为负");
    }
}

自定义了一个异常表示参数错误。其实，我们可以直接复用已有的标准异常。

正例：

public void checkValue(int value) {
    if (value < 0) {
        throw new IllegalArgumentException("值不能为负");
    }
}

11 对异常进行文档说明

我们在写代码的过程中，有一个好习惯是给方法、参数和返回值，增加文档说明。

反例：

/*  
 *  处理用户数据
 *  @param value 用户输入参数
 *  @return 值 
 */
public int doSomething(String value) 
     throws BusinessException {
     //业务逻辑
     return 1;
}

这个doSomething方法，把方法、参数、返回值都加了文档说明，但异常没有加。

正解：

/*  
 *  处理用户数据
 *  @param value 用户输入参数
 *  @return 值
 *  @throws BusinessException 业务异常
 */
public int doSomething(String value) 
     throws BusinessException {
     //业务逻辑
     return 1;
}

抛出的异常，也需要增加文档说明。

12 别用异常控制程序的流程

我们有时候，在程序中使用异常来控制了程序的流程，这种做法其实是不对的。

反例：

Long id = null;
try {
   id = Long.parseLong(idStr);
} catch(NumberFormatException e) {
   id = 1001;
}

如果用户输入的idStr是Long类型，则将它转换成Long，然后赋值给id，否则id给默认值1001。每次都需要try/catch还是比较影响系统性能的。

正例：

Long id = checkValueType(idStr) ? Long.parseLong(idStr) : 1001;

我们增加了一个checkValueType方法，判断idStr的值，如果是Long类型，则直接转换成Long，否则给默认值1001。

13 自定义异常

如果标准异常无法满足我们的业务需求，我们可以自定义异常。

例如：

/**
 * 业务异常
 *
 * @author rice
 * @date 2024/11/5
 */
@AllArgsConstructor
@Data
public class BusinessException extends RuntimeException {

    public static final long serialVersionUID = -6735897190745766939L;

    /**
     * 异常码
     */
    private int code;

    /**
     * 具体异常信息
     */
    private String message;

    public BusinessException() {
        super();
    }

    public BusinessException(String message) {
        this.code = HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR.value();
        this.message = message;
    }
}

对于这种自定义的业务异常，我们可以增加code和message这两个字段，code表示异常码，而message表示具体的异常信息。BusinessException继承了RuntimeException运行时异常，后面处理起来更加灵活。提供了多种构造方法。定义了一个序列化ID（serialVersionUID）。