自定义异常
Java标准库定义的常用异常包括:
Exception
│
├─ RuntimeException
│ │
│ ├─ NullPointerException
│ │
│ ├─ IndexOutOfBoundsException
│ │
│ ├─ SecurityException
│ │
│ └─ IllegalArgumentException
│ │
│ └─ NumberFormatException
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├─ IOException
│ │
│ ├─ UnsupportedCharsetException
│ │
│ ├─ FileNotFoundException
│ │
│ └─ SocketException
│
├─ ParseException
│
├─ GeneralSecurityException
│
├─ SQLException
│
└─ TimeoutException
当我们在代码中需要抛出异常时,尽量使用JDK已定义的异常类型。例如,参数检查不合法,应该抛出IllegalArgumentException:
static void process1(int age) {
if (age <= 0) {
throw new IllegalArgumentException();
}
}
在一个大型项目中,可以自定义新的异常类型,但是,保持一个合理的异常继承体系是非常重要的。
一个常见的做法是自定义一个BaseException作为“根异常”,然后,派生出各种业务类型的异常。
BaseException需要从一个适合的Exception派生,通常建议从RuntimeException派生:
public class BaseException extends RuntimeException {
}
其他业务类型的异常就可以从BaseException派生:
public class UserNotFoundException extends BaseException {
}
public class LoginFailedException extends BaseException {
}
...
自定义的BaseException应该提供多个构造方法:
public class BaseException extends RuntimeException {
public BaseException() {
super();
}
public BaseException(String message, Throwable cause) {
super(message, cause);
}
public BaseException(String message) {
super(message);
}
public BaseException(Throwable cause) {
super(cause);
}
}
上述构造方法实际上都是原样照抄RuntimeException。这样,抛出异常的时候,就可以选择合适的构造方法。通过IDE可以根据父类快速生成子类的构造方法。
小结
抛出异常时,尽量复用JDK已定义的异常类型;
自定义异常体系时,推荐从RuntimeException派生“根异常”,再派生出业务异常;
自定义异常时,应该提供多种构造方法。
NullPointerException
在所有的RuntimeException异常中,Java程序员最熟悉的恐怕就是NullPointerException了。
NullPointerException即空指针异常,俗称NPE。如果一个对象为null,调用其方法或访问其字段就会产生NullPointerException,这个异常通常是由JVM抛出的,例如:
// NullPointerException
public class Main {
public static void main(String[] args) {
String s = null;
System.out.println(s.toLowerCase());
}
}
指针这个概念实际上源自C语言,Java语言中并无指针。我们定义的变量实际上是引用,Null Pointer更确切地说是Null Reference,不过两者区别不大。
处理NullPointerException
如果遇到NullPointerException,我们应该如何处理?首先,必须明确,NullPointerException是一种代码逻辑错误,遇到NullPointerException,遵循原则是早暴露,早修复,严禁使用catch来隐藏这种编码错误:
// 错误示例: 捕获NullPointerExceptiontry {
transferMoney(from, to, amount);
} catch (NullPointerException e) {
}
好的编码习惯可以极大地降低NullPointerException的产生,例如:
成员变量在定义时初始化:
public class Person {
private String name = "";
}
使用空字符串""而不是默认的null可避免很多NullPointerException,编写业务逻辑时,用空字符串""表示未填写比null安全得多。
返回空字符串""、空数组而不是null:
public String[] readLinesFromFile(String file) {
if (getFileSize(file) == 0) {
// 返回空数组而不是null:
return new String[0];
}
...
}
这样可以使得调用方无需检查结果是否为null。
如果调用方一定要根据null判断,比如返回null表示文件不存在,那么考虑返回Optional<T>:
public Optional<String> readFromFile(String file) {
if (!fileExist(file)) {
return Optional.empty();
}
...
}
这样调用方必须通过Optional.isPresent()判断是否有结果。
定位NullPointerException
如果产生了NullPointerException,例如,调用a.b.c.x()时产生了NullPointerException,原因可能是:
- a是null;
- a.b是null;
- a.b.c是null;
确定到底是哪个对象是null以前只能打印这样的日志:
System.out.println(a);
System.out.println(a.b);
System.out.println(a.b.c);
从Java 14开始,如果产生了NullPointerException,JVM可以给出详细的信息告诉我们null对象到底是谁。我们来看例子:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Person p = new Person();
System.out.println(p.address.city.toLowerCase());
}
}
class Person {
String[] name = new String[2];
Address address = new Address();
}
class Address {
String city;
String street;
String zipcode;
}
可以在NullPointerException的详细信息中看到类似... because "<local1>.address.city" is null,意思是city字段为null,这样我们就能快速定位问题所在。
这种增强的NullPointerException详细信息是Java 14新增的功能,但默认是关闭的,我们可以给JVM添加一个-XX:+ShowCodeDetailsInExceptionMessages参数启用它:
java -XX:+ShowCodeDetailsInExceptionMessages Main.java
小结
NullPointerException是Java代码常见的逻辑错误,应当早暴露,早修复;
可以启用Java 14的增强异常信息来查看NullPointerException的详细错误信息。
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