6.4 如何使用异常

针对异常，我们介绍了try/catch/finally、catch匹配、重新抛出、throws、受检/未受检异常，那到底该如何使用异常呢？下面从异常的适用情况、异常处理的目标和一般逻辑等多个角度进行介绍。

6.4.1 异常应该且仅用于异常情况

异常应该且仅用于异常情况，是指异常不能代替正常的条件判断。比如，循环处理数组元素的时候，应该先检查索引是否有效再进行处理，而不是等着抛出索引异常再结束循环。对于一个引用变量，如果正常情况下它的值也可能为null，那就应该先检查是不是null，不为null的情况下再进行调用。

另一方面，真正出现异常的时候，应该抛出异常，而不是返回特殊值。比如，String的substring()方法返回一个子字符串，如代码清单6-3所示。

代码清单6-3 String的substring()方法

public String substring(int beginIndex) {
    if(beginIndex < 0) {
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
    }
    int subLen = value.length - beginIndex;
    if(subLen < 0) {
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
    }
    return(beginIndex == 0) ? this : new String(value, beginIndex, subLen);
}

代码会检查beginIndex的有效性，如果无效，会抛出StringIndexOutOfBoundsExcep-tion异常。纯技术上一种可能的替代方法是不抛出异常而返回特殊值null，但beginIndex无效是异常情况，异常不能作为正常处理。

6.4.2 异常处理的目标

异常大概可以分为三种来源：用户、程序员、第三方。用户是指用户的输入有问题；程序员是指编程错误；第三方泛指其他情况，如I/O错误、网络、数据库、第三方服务等。每种异常都应该进行适当的处理。

处理的目标可以分为恢复和报告。恢复是指通过程序自动解决问题。报告的最终对象可能是用户，即程序使用者，也可能是系统运维人员或程序员。报告的目的也是为了恢复，但这个恢复经常需要人的参与。

对用户，如果用户输入不对，可以提示用户具体哪里输入不对，如果是编程错误，可以提示用户系统错误、建议联系客服，如果是第三方连接问题，可以提示用户稍后重试。

对系统运维人员或程序员，他们一般不关心用户输入错误，而关注编程错误或第三方错误，对于这些错误，需要报告尽量完整的细节，包括异常链、异常栈等，以便尽快定位和解决问题。

用户输入或编程错误一般都是难以通过程序自动解决的，第三方错误则可能可以，甚至很多时候，程序都不应该假定第三方是可靠的，应该有容错机制。比如，某个第三方服务连接不上（比如发短信），可能的容错机制是换另一个提供同样功能的第三方试试，还可能是间隔一段时间进行重试，在多次失败之后再报告错误。

6.4.3 异常处理的一般逻辑

如果自己知道怎么处理异常，就进行处理；如果可以通过程序自动解决，就自动解决；如果异常可以被自己解决，就不需要再向上报告。

如果自己不能完全解决，就应该向上报告。如果自己有额外信息可以提供，有助于分析和解决问题，就应该提供，可以以原异常为cause重新抛出一个异常。

总有一层代码需要为异常负责，可能是知道如何处理该异常的代码，可能是面对用户的代码，也可能是主程序。如果异常不能自动解决，对于用户，应该根据异常信息提供用户能理解和对用户有帮助的信息；对运维和开发人员，则应该输出详细的异常链和异常栈到日志。

这个逻辑与在公司中处理问题的逻辑是类似的，每个级别都有自己应该解决的问题，自己能处理的自己处理，不能处理的就应该报告上级，把下级告诉他的和他自己知道的一并告诉上级，最终，公司老板必须要为所有问题负责。每个级别既不应该掩盖问题，也不应该逃避责任。

本章介绍了Java中的异常机制。在没有异常机制的情况下，唯一的退出机制是return，判断是否异常的方法就是返回值。方法根据是否异常返回不同的返回值，调用者根据不同返回值进行判断，并进行相应处理。每一层方法都需要对调用的方法的每个不同返回值进行检查和处理，程序的正常逻辑和异常逻辑混杂在一起，代码往往难以阅读理解和维护。另外，因为异常毕竟是少数情况，程序员经常偷懒，假装异常不会发生，而忽略对异常返回值的检查，降低了程序的可靠性。

在有了异常机制后，程序的正常逻辑与异常逻辑可以相分离，异常情况可以集中进行处理，异常还可以自动向上传递，不再需要每层方法都进行处理，异常也不再可能被自动忽略，从而，处理异常情况的代码可以大大减少，代码的可读性、可靠性、可维护性也都可以得到提高。

至此，关于Java语言本身的主要概念我们就介绍得差不多了，下一章，我们介绍一些常用的基础类。