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关于java:异常体系与项目实践

jiezi

程序式暗影：为什么不报错？

一、简介

在程序开发的过程中，异样解决素来都是一个简单的维度，无论是老手还是经验老到的选手，在编码时都会面对各种异常情况；

程序中的异样能够反映零碎的缺点和待优化的点，并且是无奈完全避免的，如何解决异样和升高异样呈现的频率，是零碎品质的根底保障；

随着分布式架构的风行，各种简单的申请链路给异样解决带来了微小的麻烦，须要全面的监控来定位起因，能力疾速的优化和解决；

二、异样体系

不论是 JDK 根底，还是各类组件，在源码中都波及大量的异样封装，从而准确的反映出形容信息，先来看看 Java 中的异样体系根底；

Throwable：是所有谬误「Error」和异样「Exception」的超类，

Error：通常是底层的不可复原的类，此类谬误个别都比较严重，JVM 将终止其运行的线程；

Exception：程序本身能够捕捉并且能够预处理的异样，例如捕捉解决或者抛出；

针对「编译器」来说，异样又分为「查看」异样和「非查看」异样；

查看异样：即编译时异样，在编译期间就会被编译器查验到的异样，这类异样要么捕捉解决要么抛出，否则就会报编译谬误；

非查看异样：即运行时异样，在编译期间不会被编译器查验到的异样，这类异样只有在程序运行的时候，才会有可能被抛出；

三、异样用法

1、应用细节

Java 异样解决关键字，别离是：「try」可能抛异样的代码块，「catch」捕捉异样、「finally」必须执行的代码块、「throw」办法内抛指定异样、「throws」办法申明抛多个异样；

public class UseExe01 {public static void main(String[] args) {
        try {strStm ();
            ioStm();} catch (NullPointerException e) {System.out.println("空指针异样："+e.getMessage());
            e.printStackTrace();} catch (IOException e) {System.out.println("IO 流异样："+e.getMessage());
            e.printStackTrace();} catch (Exception e) {System.out.println("异样："+e.getMessage());
            e.printStackTrace();} finally {System.out.println("execute...finally");
        }
    }
    public static void ioStm () throws FileNotFoundException {new FileInputStream(new File("file_path"));
    }
    public static String strStm () throws NullPointerException {Object object = new Object() ;
        return object.getClass().getName() ;
    }
}

案例剖析

细节剖析

  • 如果「try」代码块中没有抛出异样，执行完会跳到「finally」代码块；
  • 如果「try」代码块中抛出异样，则执行「catch」代码块，无论是否捕捉异样，最终都要执行「finally」代码块；
  • 能够存在多个「catch」代码块，然而最多只匹配一个异样；
  • 捕捉异样与抛出异样的类型能够匹配，或者捕捉异样的类型是抛出异样的父类；
  • 在异样捕捉时，同一个继承体系内，先捕捉子类异样，再捕捉父类异样；

2、返回值问题

在异样解决逻辑中，有一个十分经典的问题，就是「return」返回值，如果在「try.catch.finally」代码块中都存在「return」关键字，则要分状况探讨；

2.1 值类型

public class UseExe02 {
    // 返回【2】public static int getInt1 () {
        try {int i = 1 / 0;} catch (ArithmeticException e){e.printStackTrace();
            return 1;
        } finally {System.out.println("execute...finally");
            return 2;
        }
    }
    // 返回【1】public static int getInt2 () {
        int a = 1;
        try{
            int i = 1/0;
            return a;
        }catch (ArithmeticException e){e.printStackTrace();
            return a;
        }finally {
            ++a;
            System.out.println("execute...finally");
        }
    }
    // 返回【3】public static int getInt3 () {
        int a = 1;
        try{
            int i = 1/0;
            a++;
            return a ;
        }catch (ArithmeticException e){
            a++;
            e.printStackTrace();}finally {
            a++;
            System.out.println("execute...finally");
        }
        return a ;
    }
}

逻辑剖析

2.2 援用类型

public class UseExe03 {
    // 返回【张三】public static String getStr1 () {
        String var ;
        try {var = new String("张三");
            return var ;
        } catch (ArithmeticException e){e.printStackTrace();
        } finally {var = new String("李四");
            System.out.println("execute...finally："+var);
        }
        return var ;
    }
    // 返回【李四】public static String getStr2 () {
        String var ;
        try{
            int i = 1/0;
            var = new String("张三");
            return var;
        }catch (ArithmeticException e){e.printStackTrace();
            var = new String("李四");
            return var;
        }finally {var = new String("王五");
            System.out.println("execute...finally："+var);
        }
    }
    // 返回【王五】public static String getStr3 () {
        String var ;
        try{
            int i = 1/0;
            var = new String("张三");
            return var ;
        }catch (ArithmeticException e){var = new String("李四");
            e.printStackTrace();}finally {var = new String("王五");
            System.out.println("execute...finally："+var);
        }
        return var ;
    }
}

逻辑剖析

2.3 论断阐明

  • 如果只有「try」代码块中有「return」关键字，逻辑执行失常则失去「try」处的返回值；
  • 如果只有「try.catch」代码块中有「return」关键字，「try」代码块异样，「catch」代码块执行失常，则失去「catch」处的返回值；
  • 如果「finally」代码块中有「return」关键字，当该代码块执行失常时会失去此处的返回值；

值得阐明的一点是，从异样的设计原理来来说，并不举荐在「finally」代码块中应用「return」关键字，可能会导致程序提前结束，这也是常见的开发标准；

四、我的项目实际

1、异样定义

对于简单的分布式工程来说，零碎产生问题时，非常依赖异样信息的捕捉，从而疾速定位起因和解决；

我的项目在解决异样时，须要思考两个外围维度：「1」捕捉和解决异样信息，「2」传递异样信息到利用端，从而疏导用户的动作；

在零碎中，通常依赖很多自定义的异样，比方常见：零碎异样，业务异样，第三方异样；根本都是「运行时」异样；

零碎异样：比方超时申请或者服务级别异样，导致流程无奈执行，须要研发人员染指解决；

业务异样：基于响应的提示信息，用户能够自行解决的问题，比方常见的参数校验，受权问题等；

第三方异样：能够是外部不同零碎的交互，也能够是第三方的交互，可能会波及到各种响应状态，通过外部的封装进行对立治理，并且要保留第三方的响应；

2、异样封装

基于运行时异样「RuntimeException」类，别离定义「零碎」、「业务」、「第三方」三类异样；

自定义异样根底类，留神此处省略很多构造方法，作为「RuntimeException」的子类，具体参考其源码的构造方法即可；

public class BaseExe extends RuntimeException {
    private String code ;
    public BaseExe (String code,String msg) {super(msg);
        this.code = code ;
    }
    public BaseExe(String message, Throwable cause) {super(message, cause);
    }
    // 省略其余构造方法
}

零碎异样类，并提供罕用的零碎异样信息枚举类；

public enum SysExeCode {SYSTEM_EXE("S00000", "零碎异样");
}
public class SysException extends BaseExe {public SysException(String code, String msg) {super(code, msg);
    }
    public SysException(SysExeCode sysExeCode) {super(sysExeCode.getCode(), sysExeCode.getMsg());
    }
}

业务异样类，并提供罕用的业务异样信息枚举类；

public enum BizExeCode {BIZ_EXE("B00000", "业务异样");
}
public class BizException extends BaseExe {public BizException(String code, String msg) {super(code, msg);
    }
    public BizException(BizExeCode bizExeCode) {super(bizExeCode.getCode(), bizExeCode.getMsg());
    }
}

第三方异样类，并提供罕用的第三方异样信息枚举类；

public enum ThirdExeCode {THIRD_EXE("T00000", "第三方异样");
}
public class ThirdException extends BaseExe {
    // 第三方交互异样响应信息
    private String thirdCode ;
    private String thirdMsg ;
    public ThirdException(String code, String msg) {super(code, msg);
    }
    public ThirdException(String code, String msg,String thirdCode,String thirdMsg) {super(code, msg);
        this.thirdCode = thirdCode ;
        this.thirdMsg = thirdMsg ;
    }
    public ThirdException(ThirdExeCode thirdExeCode,String thirdCode,String thirdMsg) {super(thirdExeCode.getCode(), thirdExeCode.getMsg());
        this.thirdCode = thirdCode ;
        this.thirdMsg = thirdMsg ;
    }
}

从开发标准来说，不容许在代码中随便增加异样形容信息，必须都保护在相应的枚举类中，不同的异样类型，要在适合的场景下抛出，尽量由最上层对立捕捉并解决，再转换为对立的响应后果；

3、异样解决

3.1 响应形式

在微服务项目中，通常采纳 RestControllerAdvice 和ExceptionHandler注解，实现全局异样的捕捉和解决；

@RestControllerAdvice
public class ExeHandler {
    /**
     * 默认异样
     */
    @ExceptionHandler(value = Exception.class)
    public void defaultException(Exception e) {// 对立返回}
    /**
     * 零碎异样
     */
    @ExceptionHandler(value = SysException.class)
    public void sysException(SysException e) {// 对立返回}
    /**
     * 业务异样
     */
    @ExceptionHandler(value = BizException.class)
    public void bizException(BizException e) {// 对立返回}
    /**
     * 第三方异样
     */
    @ExceptionHandler(value = ThirdException.class)
    public void thirdException(ThirdException e) {// 对立返回}
}

3.2 记录形式

通常在一些外围的业务流程中，会通过注解的形式记录日志，于研发而言，最关怀的还是异样日志，以此为逻辑优化的要害根据；

比拟罕用的技术手段是自定义注解 + 切面编程来实现，细节参考开源仓库中《集成日志，简单业务下的自定义实现》篇幅内容；

@Component
@Aspect
public class LogAop {
    /**
     * 日志切入点
     */
    @Pointcut("@annotation(com.defined.log.annotation.DefinedLog)")
    public void logPointCut() {}
    /**
     * 盘绕切入
     */
    @Around("logPointCut()")
    public Object around (ProceedingJoinPoint proceedingJoinPoint) {
        try{
            // 执行办法
            result = proceedingJoinPoint.proceed();} catch (SysException e){// 零碎异样} catch (BizException e){// 业务异样} catch (ThirdException e){// 第三方异样} catch (Exception e){// 默认异样} finally {// 信息处理}
        return result ;
    }
}

4、异样告诉

抛开业务异样不说，对于「零碎」和「第三方」异样，通常都会第一工夫触达到研发，从而疾速定位起因和解决；

个别会依据异样的级别，将进行不同维度的音讯触达，比方某微，某钉，邮件，短信等；

从技术的实现上来看，惯例也是采纳切面编程的形式，细节参考开源仓库中《基于 AOP 切面，实现零碎告警性能》篇幅内容；对于音讯核心的搭建设计，同样能够参考开源仓库中《聊聊音讯核心的设计与实现逻辑》篇幅内容；

5、系统故障

从零碎架构的层面来剖析，大部分组件都提供了必要的监控能力，而这种监控伎俩的外围价值在于疾速发现故障，并且提供肯定的剖析能力；

比方分布式系统中，简单的申请的链路，对于故障的定位和排查难度都是极大的，须要将各种组件的监控信息进行兼顾剖析；

零碎层面监控

申请链路剖析

日志记录能力

能够从要害的日志记录作为问题切入点，再基于零碎层面的监控能力放大问题范畴，剖析申请链路的异样起因，最初通过残缺的日志剖析细节，从而晋升问题解决的效率；

对于这些技术的利用，在开源仓库中都有具体案例，此处不再赘述；

五、参考源码

编程文档：https://gitee.com/cicadasmile/butte-java-note

利用仓库：https://gitee.com/cicadasmile/butte-flyer-parent
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