Java异常处理与堆栈跟踪详解

### Java异常处理与堆栈跟踪详解 #### 1. AWTExceptionHandler类 在Java的GUI应用程序中，`AWTExceptionHandler` 类起着至关重要的作用，它是一个通用的顶级异常处理程序，属于 `ThreadGroup` 的子类。该类可以与 `awt.threadgroup` 或 `sun.awt.exception.handler` 系统属性配合使用，但不适用于非GUI应用程序，因为其初始化方法 `init(JFrame frame, Logger logger, Redirect redirect)` 要求传入一个 `JFrame` 对象。 ##### 1.1 单例模式实现 尽管使用了公共构造函数（这是核心反射API的要求），`AWTExceptionHandler` 仍然是单例设计模式的一个示例。以下是其构造函数和获取实例的方法代码： ```java import javax.swing.JOptionPane; import javax.swing.JFrame; import java.io.PrintStream; import java.io.ByteArrayOutputStream; import java.io.UnsupportedEncodingException; import java.util.Hashtable; import java.util.logging.Logger; import java.util.logging.Level; import java.util.logging.Handler; import java.util.logging.FileHandler; import java.util.logging.MemoryHandler; public class AWTExceptionHandler extends ThreadGroup implements Redirect.Constants { private static String separator = System.getProperty ("line.separator"); private static AWTExceptionHandler instance = null; private boolean initialized = false; private JFrame frame; private Logger logger; private Redirect redirect; private String encoding; private PrintStream sysOut; private PrintStream sysErr; public AWTExceptionHandler() { super("dummy"); if (instance != null) throw new IllegalStateException( "AWTExceptionHandler already exists"); instance = this; } public AWTExceptionHandler(String name) { super(name); if (instance != null) throw new IllegalStateException( "AWTExceptionHandler already exists"); instance = this; } public static AWTExceptionHandler getInstance() { if (instance == null) throw new NullPointerException( "AWTExceptionHandler has not been instantiated"); return instance; } } ``` ##### 1.2 重定向标准输出和错误流 在GUI应用程序中，将标准输出和标准错误重定向到日志文件非常重要，原因如下： - 对于没有控制台窗口的GUI应用程序（如使用 `javaw` 启动器启动的应用程序，包括Java Web Start），标准输出和标准错误是无用的。 - 即使你不向标准输出或标准错误写入内容，`java.awt` 和 `javax.swing` 包中的许多核心API类也会经常捕获异常并将重要的诊断信息写入标准错误。 `AWTExceptionHandler` 类通过将标准错误和标准输出重定向到 `ByteArrayOutputStream` 子类并覆盖 `flush()` 方法来实现这一功能。诊断消息根据写入的流分别使用 `Level.WARNING` 或 `Level.INFO` 进行记录。以下是初始化和重定向的代码： ```java public synchronized void init(JFrame frame, Logger logger, Redirect redirect) { if (logger == null) throw new IllegalArgumentException("logger is null"); if (redirect == null) throw new IllegalArgumentException("redirect is null"); instance.frame = frame; instance.logger = logger; instance.redirect = redirect; initialized = true; Handler[] handlers = logger.getHandlers(); for (int i=0; i<handlers.length; i++) { if (handlers[i].getEncoding() != null) { encoding = handlers[i].getEncoding(); if (handlers[i] instanceof FileHandler) { break; } } } if (encoding == null) { sysOut = new PrintStream(new StandardOutputStream(), true); sysErr = new PrintStream(new StandardErrorStream(), true); } else try { sysOut = new PrintStream(new StandardOutputStream(), true, encoding); sysErr = new PrintStream(new StandardErrorStream(), true, encoding); } catch(UnsupportedEncodingException e) {assert false;} switch(redirect.intValue()) { case NEITHER: break; case STANDARD_OUTPUT: System.setOut(sysOut); break; case STANDARD_ERROR: System.setErr(sysErr); break; case BOTH: System.setOut(sysOut); System.setErr(sysErr); default: assert false; } } ``` ##### 1.3 异常处理方法 当捕获到未捕获的异常时，`AWTExceptionHandler` 类会调用 `handle` 方法进行处理。该方法会记录详细的异常信息，并弹出一个错误对话框通知用户。以下是 `handle` 方法的代码： ```java public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) { handle(e); } public void handle(Throwable e) { if (!initialized) throw new IllegalStateException( "AWTExceptionHandler has not been initialized"); new UncaughtException(logger, e).logVerbose(); Handler[] handlers = logger.getHandlers(); for (int i=0; i<handlers.length; i++) { Handler handler = handlers[i]; if (handler instanceof MemoryHandler) ((MemoryHandler)handler).push(); } if (e instanceof ThreadDeath) { return; } String message = "An unknown error has occured and" + separator + "the application must be closed." + separator + "Diagnostic information has been" + separator + "written to a log file. Please inform" + separator + "your System Administrator."; JOptionPane.showMessageDialog(null, message, "Fatal Error", JOptionPane.ERROR_MESSAGE); System.exit(0); } ``` #### 2. UncaughtException类 `UncaughtException` 类的主要作用是将尽可能多的失败信息写入日志文件。构造函数确保至少将堆栈跟踪信息保存到日志文件中。以下是该类的代码： ```java import java.io.*; import java.util.*; import java.util.logging.*; public class UncaughtException { private Logger logger; private Throwable uncaughtException; private static CharArrayWriter message = new CharArrayWriter(); private static PrintWriter log = new PrintWriter( new BufferedWriter(message)); ```