多年来,我一直无法得到以下问题的一个像样的答案:为什么一些开发人员如此反对受控异常?我有过无数次的对话,在博客上读过一些东西,读过Bruce Eckel说的话(我看到的第一个站出来反对他们的人)。

我目前正在编写一些新代码,并非常注意如何处理异常。我试图了解那些“我们不喜欢受控异常”的人的观点,但我仍然看不出来。

我的每一次谈话都以同样的问题结束。让我把它建立起来:

一般来说(从Java的设计方式来看),

Error is for things that should never be caught (VM has a peanut allergy and someone dropped a jar of peanuts on it) RuntimeException is for things that the programmer did wrong (programmer walked off the end of an array) Exception (except RuntimeException) is for things that are out of the programmer's control (disk fills up while writing to the file system, file handle limit for the process has been reached and you cannot open any more files) Throwable is simply the parent of all of the exception types.

我听到的一个常见的说法是,如果发生了异常,那么所有开发人员要做的就是退出程序。

我听到的另一个常见论点是受控异常使得重构代码更加困难。

对于“我要做的就是退出”的参数,我说即使你退出了,你也需要显示一个合理的错误消息。如果你只是在处理错误上押注,那么当程序在没有明确说明原因的情况下退出时,你的用户不会太高兴。

对于“它使重构变得困难”的人群来说,这表明没有选择适当的抽象级别。与其声明方法抛出IOException,不如将IOException转换为更适合当前情况的异常。

我对用catch(Exception)(或在某些情况下用catch(Throwable)包装Main没有问题,以确保程序可以优雅地退出-但我总是捕获我需要的特定异常。这样做至少可以显示适当的错误消息。

人们从来不会回答的问题是:

如果抛出RuntimeException 子类代替异常 子类,你怎么知道 你应该去抓?

如果答案是catch Exception,那么您也在以与系统异常相同的方式处理程序员错误。在我看来这是不对的。

如果你捕获Throwable,那么你是在以同样的方式处理系统异常和虚拟机错误(等等)。在我看来这是不对的。

如果答案是您只捕获您知道抛出的异常,那么您如何知道抛出了哪些异常呢?当程序员X抛出一个新的异常而忘记捕获它时会发生什么?这对我来说似乎很危险。

我认为显示堆栈跟踪的程序是错误的。不喜欢受控异常的人不会有这种感觉吗?

所以,如果你不喜欢受控异常,你能解释一下为什么不,并回答没有得到回答的问题吗?

我不是在寻求什么时候使用这两种模型的建议,我想知道的是为什么人们从RuntimeException扩展,因为他们不喜欢从Exception扩展,和/或为什么他们捕获一个异常然后重新抛出一个RuntimeException,而不是将抛出添加到他们的方法中。我想了解不喜欢受控异常的动机。


当前回答

Robert C. Martin在他的著作《Clean Code》中也不推荐使用受控异常,他认为受控异常违反了开闭原则:

什么价格?受控异常的价格是Open/Closed Principle1侵犯。如果从方法抛出checked异常 在您的代码中,并且catch高于三级,您必须声明 实例之间的每个方法签名中的异常 抓住。这意味着在软件的低级别上的更改可以 在许多更高级别上强制更改签名。变更的模块 必须重建和重新部署,即使他们不关心 改变了。

其他回答

我最初同意你的观点,因为我一直支持受控异常,并开始思考为什么我不喜欢在. net中没有受控异常。但后来我意识到我并不喜欢受控异常。

回答您的问题,是的,我喜欢我的程序显示堆栈跟踪,最好是非常难看的跟踪。我希望应用程序爆发成一堆您希望看到的最糟糕的错误消息。

原因是,如果出现这种情况,我必须修复它,而且必须马上修复。我想马上知道有什么问题。

您实际处理了多少次异常?我说的不是捕获异常——我说的是处理异常?这样写太简单了:

try {
  thirdPartyMethod();
} catch(TPException e) {
  // this should never happen
}

我知道你可能会说这是一种糟糕的实践,“答案”是做一些异常(让我猜猜,记录它?),但在现实世界(tm)中,大多数程序员就是不这样做。

所以,是的,我不想捕捉异常,如果我没有必要这样做,我希望我的程序在我搞砸的时候爆炸。默默的失败是最糟糕的结果。

的确,受控异常一方面增加了程序的健壮性和正确性(你被迫对接口做出正确的声明——方法抛出的异常基本上是一种特殊的返回类型)。另一方面,你面临的问题是,由于异常“冒出来”,当你改变一个方法抛出的异常时,你经常需要改变大量的方法(所有的调用者,以及调用者的调用者,等等)。

Java中的受控异常不能解决后一个问题;c#和VB。我们把孩子和洗澡水一起倒掉。

OOPSLA 2005论文(或相关技术报告)中描述了一种折衷的好方法。

简而言之,它允许你说:方法g(x)像f(x)一样抛出,这意味着g抛出f抛出的所有异常。瞧,没有级联更改问题的受控异常。

虽然这是一篇学术论文,但我还是鼓励你阅读(部分)它,因为它很好地解释了受控异常的优点和缺点。

程序员需要知道一个方法可能抛出的所有异常,以便正确地使用它。因此,仅仅用一些异常来打击他并不一定能帮助一个粗心的程序员避免错误。

微小的好处被繁重的成本所抵消(特别是在较大、不太灵活的代码库中,不断修改接口签名是不切实际的)。

Static analysis can be nice, but truly reliable static analysis often inflexibly demands strict work from the programmer. There is a cost-benefit calculation, and the bar needs to be set high for a check that leads to a compile time error. It would be more helpful if the IDE took on the role of communicating which exceptions a method may throw (including which are unavoidable). Although perhaps it would not be as reliable without forced exception declarations, most exceptions would still be declared in documentation, and the reliability of an IDE warning is not so crucial.

我想我读过和你一样的布鲁斯·埃克尔的采访,它总是困扰着我。事实上,这个观点是由。net和c#背后的微软天才Anders Hejlsberg(如果这确实是你在谈论的帖子的话)提出的。

http://www.artima.com/intv/handcuffs.html

虽然我是海尔斯伯格和他的作品的粉丝,但我一直认为这种观点是虚假的。基本上可以归结为:

“受控异常很糟糕,因为程序员只是滥用它们,总是捕获它们并忽略它们,这导致问题被隐藏和忽略,否则将呈现给用户”。

通过“以其他方式呈现给用户”,我的意思是如果你使用了一个运行时异常,懒惰的程序员会忽略它(而不是用空的catch块捕获它),用户会看到它。

这个论点的总结是“程序员不会正确地使用它们,而不正确地使用它们比没有它们更糟糕”。

这种说法有一定道理,事实上,我怀疑Goslings不把运算符重写放在Java中的动机也是出于类似的理由——它们让程序员感到困惑,因为它们经常被滥用。

但最终,我发现这是海尔斯伯格的一个虚假论点,可能是一个事后的论点,用来解释这种缺乏,而不是一个经过深思熟虑的决定。

我想说的是,过度使用受控异常是一件坏事,容易导致用户处理草率,但是正确使用受控异常可以让API程序员给API客户端程序员带来巨大的好处。

现在API程序员必须小心不要到处抛出检查过的异常,否则它们只会惹恼客户端程序员。非常懒惰的客户端程序员将求助于catch (Exception){},正如Hejlsberg警告的那样,所有的好处都将失去,地狱将随之而来。 但在某些情况下,没有什么可以替代良好的受控异常。

For me, the classic example is the file-open API. Every programming language in the history of languages (on file systems at least) has an API somewhere that lets you open a file. And every client programmer using this API knows that they have to deal with the case that the file they are trying to open doesn't exist. Let me rephrase that: Every client programmer using this API should know that they have to deal with this case. And there's the rub: can the API programmer help them know they should deal with it through commenting alone or can they indeed insist the client deal with it.

在C语言中,这个习语是这样的

  if (f = fopen("goodluckfindingthisfile")) { ... } 
  else { // file not found ...

其中fopen通过返回0指示失败,而C(愚蠢地)让您将0视为布尔值和…基本上,你学会了这个习语就没事了。但如果你是个新手,没有学过这个习语呢?然后,当然,你开始用

   f = fopen("goodluckfindingthisfile");
   f.read(); // BANG! 

从艰苦中学习。

请注意,这里我们只讨论强类型语言:对于强类型语言中的API是什么有一个清晰的概念:它是供您使用的功能(方法)的大杂烩,并为每个功能(方法)使用明确定义的协议。

明确定义的协议通常由方法签名定义。 这里fopen要求你给它传递一个字符串(在C语言中是char*)。如果你给它其他东西,你会得到一个编译时错误。您没有遵循协议—您没有正确地使用API。

在一些(晦涩的)语言中,返回类型也是协议的一部分。如果你试图在某些语言中调用等同于fopen()的函数而不将其赋值给变量,你也会得到一个编译时错误(你只能用void函数来做)。

我想说的是:在静态类型语言中,API程序员鼓励客户端正确使用API,如果客户端代码出现明显错误,就会阻止它被编译。

(在像Ruby这样的动态类型语言中,你可以传递任何东西,比如float,作为文件名——它会被编译。如果你甚至不打算控制方法参数,为什么要用受控异常来麻烦用户呢?这里的参数只适用于静态类型的语言。)

那么,受控异常呢?

这里有一个可以用来打开文件的Java api。

try {
  f = new FileInputStream("goodluckfindingthisfile");
}
catch (FileNotFoundException e) {
  // deal with it. No really, deal with it!
  ... // this is me dealing with it
}

看到了吗?下面是API方法的签名:

public FileInputStream(String name)
                throws FileNotFoundException

注意,FileNotFoundException是一个受控异常。

API程序员对你说: 你可以使用这个构造函数来创建一个新的FileInputStream

A)必须将文件名作为A 字符串 B)必须接受 文件可能不存在的可能性 在运行时被发现”

这就是我所关心的全部。

问题的关键在于问题所表述的“程序员无法控制的事情”。我的第一个想法是他/她指的是API程序员无法控制的东西。但事实上,受控异常在正确使用的情况下,确实应该用于客户端程序员和API程序员都无法控制的事情。我认为这是不滥用受控异常的关键。

我认为文件打开很好地说明了这一点。API程序员知道,您可能会给他们一个在调用API时不存在的文件名,并且他们将无法返回您想要的结果,而必须抛出异常。他们也知道这种情况会经常发生,客户端程序员在编写调用时可能希望文件名是正确的,但在运行时由于他们无法控制的原因也可能是错误的。

因此,API明确了这一点:在某些情况下,当你打电话给我时,这个文件不存在,你最好处理它。

有了反案例,这一点就更清楚了。假设我在写一个表API。我有一个包含这个方法的API的表模型:

public RowData getRowData(int row) 

现在,作为一个API程序员,我知道会有这样的情况:一些客户端会为行传递一个负值,或者在表外传递一个行值。所以我可能会抛出一个受控异常,并迫使客户端处理它:

public RowData getRowData(int row) throws CheckedInvalidRowNumberException

(当然,我不会称之为“检查过”。)

这是对受控异常的错误使用。客户端代码将充满获取行数据的调用,每个调用都必须使用try/catch,用于什么?它们是否会向用户报告查找了错误的行?可能不会,因为无论我的表格视图周围的UI是什么,它都不应该让用户进入一个非法行被请求的状态。所以这是客户端程序员的错误。

API程序员仍然可以预测客户端将编写这样的错误,并且应该用IllegalArgumentException这样的运行时异常来处理它。

对于getRowData中的受控异常,这显然会导致Hejlsberg的懒惰程序员只是添加空捕获。当这种情况发生时,即使对测试人员或客户端开发人员调试,非法行值也不会很明显,相反,它们会导致难以查明来源的直接错误。阿里安火箭发射后会爆炸。

好了,问题来了:我说的是检查异常FileNotFoundException不仅是一个好东西,而且是API程序员工具箱中的一个基本工具,它可以以对客户端程序员最有用的方式定义API。但是CheckedInvalidRowNumberException非常不方便,会导致糟糕的编程,应该避免使用。但是如何区分呢?

我想这并不是一门精确的科学我想这在一定程度上支持了海尔斯伯格的观点。但我不喜欢把孩子和洗澡水一起倒掉,所以请允许我在这里提取一些规则来区分好的受控异常和坏的异常:

Out of client's control or Closed vs Open: Checked exceptions should only be used where the error case is out of control of both the API and the client programmer. This has to do with how open or closed the system is. In a constrained UI where the client programmer has control, say, over all of the buttons, keyboard commands etc that add and delete rows from the table view (a closed system), it is a client programming bug if it attempts to fetch data from a nonexistent row. In a file-based operating system where any number of users/applications can add and delete files (an open system), it is conceivable that the file the client is requesting has been deleted without their knowledge so they should be expected to deal with it. Ubiquity: Checked exceptions should not be used on an API call that is made frequently by the client. By frequently I mean from a lot of places in the client code - not frequently in time. So a client code doesn't tend to try to open the same file a lot, but my table view gets RowData all over the place from different methods. In particular, I'm going to be writing a lot of code like if (model.getRowData().getCell(0).isEmpty())

而且,每次都必须在尝试/捕获中结束,这将是痛苦的。

Informing the User: Checked exceptions should be used in cases where you can imagine a useful error message being presented to the end user. This is the "and what will you do when it happens?" question I raised above. It also relates to item 1. Since you can predict that something outside of your client-API system might cause the file to not be there, you can reasonably tell the user about it: "Error: could not find the file 'goodluckfindingthisfile'" Since your illegal row number was caused by an internal bug and through no fault of the user, there's really no useful information you can give them. If your app doesn't let runtime exceptions fall through to the console it will probably end up giving them some ugly message like: "Internal error occured: IllegalArgumentException in ...." In short, if you don't think your client programmer can explain your exception in a way that helps the user, then you should probably not be using a checked exception.

这就是我的规则。有些刻意,毫无疑问会有例外(如果你愿意,请帮助我完善它们)。但我的主要论点是,在像FileNotFoundException这样的情况下,checked异常是API契约中与参数类型一样重要和有用的一部分。因此,我们不应该仅仅因为它被滥用就放弃它。

抱歉,我不是故意说这么长时间的。最后我想提两点建议:

答:API程序员:谨慎使用受控异常以保持它们的有用性。如果有疑问,请使用未检查的异常。

B:客户端程序员:养成在开发早期创建封装异常(谷歌)的习惯。JDK 1.4及后续版本在RuntimeException中为此提供了一个构造函数,但您也可以轻松地创建自己的构造函数。下面是构造函数:

public RuntimeException(Throwable cause)

然后养成这样的习惯:当您不得不处理受控异常时,您感到懒惰(或者您认为API程序员在第一时间使用受控异常时过于热心),不要只是吞下异常,包装它并重新抛出它。

try {
  overzealousAPI(thisArgumentWontWork);
}
catch (OverzealousCheckedException exception) {
  throw new RuntimeException(exception);  
}

把它放在IDE的一个小代码模板中,当你觉得懒的时候就可以使用它。这样,如果您真的需要处理检查异常,那么在运行时看到问题后,您将被迫返回并处理它。因为,相信我(和安德斯·海尔斯伯格),你永远不会回到你的TODO

catch (Exception e) { /* TODO deal with this at some point (yeah right) */}

试图解决这个尚未解决的问题:

如果抛出RuntimeException子类而不是Exception子类,那么您如何知道应该捕获什么?

恕我直言,这个问题包含似是而非的推理。仅仅因为API告诉你它抛出了什么并不意味着你在所有情况下都以相同的方式处理它。 换句话说,您需要捕获的异常取决于您使用抛出异常的组件的上下文。

例如:

如果我正在为数据库编写连接测试程序,或者编写检查用户输入XPath的有效性的程序,那么我可能希望捕获并报告操作抛出的所有已检查和未检查的异常。

然而,如果我正在编写一个处理引擎,我可能会以与NPE相同的方式处理XPathException (checked):我将让它运行到工作线程的顶部,跳过该批处理的其余部分,记录问题(或将其发送给支持部门进行诊断),并为用户联系支持人员留下反馈。