Java 对可恢复的情况使用受检异常,对编程错误使用运行时异常详解

  Java 程序设计语言提供了三种 throwable:受检异常(checked exceptions)、运行时异常(runtime exceptions)和错误(errors)。程序员中存在着什么情况适合使用哪种 throwable 的困惑。虽然这种决定不总是那么清晰,但还是有一些一般性的原则提出了强有力的指导。

  在决定使用受检异常还是非受检异常时,主要的原则是: 如果期望调用者能够合理的恢复程序运行,对于这种情况就应该使用受检异常。 通过抛出受检异常,强迫调用者在一个 catch 子句中处理该异常,或者把它传播出去。因此,方法中声明要抛出的每个受检异常都是对 API 用户的一个潜在提示:与异常相关联的条件是调用这个方法一种可能结果。

  API 的设计者让 API 用户面对受检异常,以此强制用户从这个异常条件条件中恢复。用户这可以忽视这样的强制要求,只需要捕获异常即可,但这往往不是个好办法(详见第 77 条)。

  有两种非受检的 throwable:运行时异常和错误。在行为上两者是等同的:它们都是不需要也不应该被捕获的 throwable。如果程序抛出非受检异常或者错误,往往属于不可恢复的情形,程序继续执行下去有害无益。如果程序没有捕捉到这样的 throwable,将会导致当前线程中断(halt),并且出现适当的错误消息。

  用运行时异常来表明编程错误。大多数运行时异常都表示前提违例(precondition violations)。所谓前提违例是指 API 的客户没有遵守 API 规范建立的约定。例如,数组访问的预定指明了数组的下标值必须在 0 和数组长度-1 之间。ArrayIndexOutOfBoundsException 表明违反了这个前提。

  这个建议有一个问题:对于要处理可恢复的条件,还是处理编程错误,情况并非总是那么黑白分明。例如,考虑资源枯竭的情形,这可能是由程序错误引起的,比如分配了一块不合理的过大数组,也可能确实是由于资源不足而引起的。如果资源枯竭是由于临时的短缺,或是临时需求太大造成的,这种情况可能是可恢复的。API 设计者需要判断这样的资源枯竭是否允许恢复。如果你相信一种情况可能允许回复,就使用受检异常;如果不是,则使用运行时异常。如果不清楚是否有可能恢复,最好使用非受检异常,原因参见 71 条。

  虽然 JLS(Java 语言规范)并没有要求,但是按照惯例,错误(Error)往往被 JVM 保留下来使用,以表明资源不足、约束失败,或者其他使程序无法继续执行的条件。由于这已经是个几乎被普遍接受的管理,因此最好不需要在实现任何新的 Error 的子类。因此,你实现的所有非受检的 throwable 都应该是 RuntimeExceptiond 子类(直接或者间接的)。不仅不应该定义 Error 的子类,也不应该抛出 AssertionError 异常。

  要想定义一个不是 ExceptionRuntimeException 或者 Error 子类的 throwable,这也是有可能的。JLS 并没有直接规定这样的 throwable,而是隐式的指定了:从行为意义上讲,他们等同于普通的受检异常(即 Exception 的子类,但不是 RuntimeException 的子类)。那么什么时候应该使用这样的 throwable?一句话,永远也不会用到。它与普通的受检异常相比没有任何益处,还会困扰 API 的使用者。

  API 的设计者往往会忘记,异常也是一个完全意义上的对象,可是在它上面定义任何的方法。这些方法的主要用途是捕获异常的代码提供额外信息,特别是关于引发这个异常条件的信息。如果没有这样的方法,程序员必须要懂的如何解析「该异常的字符串表示法」,以便获得这些额外信息。这是极为不好的做法(详见 12 条)。类很少会指定它们的字符串表示法中的细节,因此对于不同的实现及不同的版本,字符串表示法也会大相径庭。由此可见,“解析异常的字符串表示法”的代码可能是不可移植的,也是非常脆弱的。

  因为受检异常往往指明了可恢复的条件,所以对于这样的异常,提供一些辅助方法尤其重要,通过这种方法调用者可以获得一些有助于程序恢复的信息。例如,假设因为用户资金不足,当他企图购买一张礼品卡时导致失败,于是抛出受检异常。这个异常应该提供一个访问方法,以便允许客户查询所缺的费用金额,使得使用者可以将这个数值传递给用户。关于这个主题的更多详情,参见 75 条。

  总而言之,对于可恢复的情况,要抛出受检异常;对于程序错误,就要抛出运行时异常。不确定是否可恢复,就跑出为受检异常。不要定义任何既不是受检异常也不是运行异常的抛出类型。要在受检异常上提供方法,以便协助程序恢复。

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