Java异常处理与日志记录全解析

### Java异常处理与日志记录全解析 #### 1. 锁的释放与异常处理 在函数中，为了确保锁在函数结束时无论是否抛出异常（检查异常或非检查异常）都能被释放，应该在函数开始时获取锁，并在`finally`块中释放它。例如，若`mylock.unlock()`函数调用不在`finally`块中（而是在`try`块末尾），当发生异常时，`mylock.unlock()`调用将不会执行，因为代码执行会在异常发生处中断，导致锁永远被占用而无法释放。 **注意**：如果需要在方法中返回值，在`finally`块中返回值时要格外小心。`finally`块中的`return`语句总是会执行，无论`try`块中是否有其他`return`语句。 #### 2. 抛出异常 - **问题**：需要在代码中通过抛出异常来处理特殊问题，并且希望终止当前代码路径的执行。 - **解决方案**：使用`throw`关键字可以向当前线程发出信号，让其查找能够处理所抛出异常的`try/catch`块（从当前级别开始向上查找栈）。例如： ```java private void start() { try { callSomeMethodThatMightThrow(null); } catch (IllegalArgumentException e) { System.out.println("There was an illegal argument exception!"); } } private void callSomeFunctionThatMightThrow(Object o) { if (o == null) throw new NullPointerException("The object is null"); } ``` 在这个代码示例中，`callSomeMethodThatMightThrow`会检查参数的有效性。如果参数无效，它会抛出`IllegalArgumentException`，表明该方法的调用者使用了错误的参数。 - **工作原理**：`throw`关键字允许你显式地生成异常条件。当当前线程抛出异常时，它不会执行`throw`语句之后的任何代码，而是将控制权转移到`catch`子句（如果有）或终止线程。 **注意**：抛出异常时，要确保确实需要抛出它。如果异常在向上传播过程中未被捕获，它将终止正在执行的线程（也称为展开）。如果程序只有一个主线程，未捕获的异常将终止程序。 #### 3. 捕获多个异常 - **问题**：希望捕获`try`块中可能发生的多个异常。 - **解决方案1**：使用不同的`catch`子句（从最具体到最通用的顺序排列）可以捕获多个异常。示例代码如下： ```java try { Class<?> stringClass = Class.forName("java.lang.String"); FileInputStream in = new FileInputStream("myFile.log"); // Can throw IOException in.read(); } catch (IOException e) { System.out.println("There was an IOException " + e); } catch (ClassNotFoundException e) { System.out.println("There was a ClassCastException " + e); } ``` - **解决方案2**：如果不同异常的处理代码相同，在Java 7中可以使用`|`运算符来捕获多个异常（Java 7中的多捕获异常）。示例代码如下： ```java try { Class<?> stringClass = Class.forName("java.lang.String"); FileInputStream in = new FileInputStream("myFile.log"); // Can throw IOException in.read(); } catch (IOException | ClassNotFoundException e) { System.out.println("An exception of type " + e.getClass() + " was thrown! " + e); } ``` - **工作原理**：通过使用不同的`catch`子句，可以调整特定异常抛出时执行的代码。有时，我们只是捕获给定代码中可能抛出的所有检查异常，并希望以相同的方式处理它们（例如记录日志）。在这种情况下，可以使用Java 7的新结构，在一个`catch`块中指定所有要捕获的异常。 **注意**：如果在多个`catch`块中捕获异常（解决方案1），请确保`catch`块从最具体到最通用的顺序定义。不遵循此约定将导致异常无法被更具体的块处理。当存在`catch (Exception e)`块时，这一点尤为重要，因为它几乎可以捕获所有异常。使用`catch (Exception e)`块（称为全捕获或宝可梦异常处理程序）通常不是一个好的做法，因为这样的块会捕获所有类型的异常并以相同的方式处理它们，可能会捕获到调用栈深处的异常，而这可能不是你想要的。 #### 4. 捕获未捕获的异常 - **问题**：希望知道线程何时因未捕获的异常（如`NullPointerException`）而终止。 - **解决方案1**：在创建Java线程时，有时不仅要捕获检查异常，还要捕获任何类型的异常，至少要正确记录它们，或者继续执行以避免执行线程的终止。为此，Java允许为每个线程或全局注册一个`ExceptionHandler()`。例如，以下代码为每个线程注册一个处理程序： ```java private void start() { Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(new Thread.UncaughtExceptionHandler() { @Override public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) { System.out.println("Woa! there was an exception thrown somewhere! " + t.getName() + ": " + e); } }); final Random random = new Random(); for (int j = 0; j < 10; j++) { int divisor = random.nextInt(4); System.out.println("200 / " + divisor + " Is " + (200 / divisor)); } } ``` - **解决方案2**：使用线程自己的`UncaughtExceptionHandler()`。线程中发生的任何未捕获异常都将由`UncaughtExceptionHandler()`的`uncaughtException()`方法处理。例如： ```java Thread.currentThread().setUncaughtExceptionHandler( new Thread.UncaughtExceptionHandler() { @Override public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) { System.out.println("In this thread " + t.getName() + " an exception was thrown " + e); } }); Thread someThread = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println(200 / 0); } }); someThread.setName("Some Unlucky Thread"); someThread.start(); System.out.println("In the main thread " + (200 / 0)); ``` - **工作原理**：`Thread.defaultUncaughtExceptionHandler()`将为每个未捕获的非检查异常调用。当`UncaughtExceptionHandler()`处理异常时，意味着没有`try/catch`块能够捕获该异常，因此它会一直向上冒泡到线程栈。这是线程终止前执行的最后一段代码。当异常在线程的或默认的`U