在大多數(shù)Java項目中，大部分代碼都是樣板代碼。異常處理就屬于此類代碼。即使業(yè)務(wù)邏輯只有3到4行代碼，用于異常處理的代碼也要占10到20行。本文將討論如何讓異常處理保持簡單和直觀，使開發(fā)人員可以專心于開發(fā)業(yè)務(wù)邏輯，而不是把時間浪費在編寫異常處理的樣板代碼上。本文還將說明用于在J2EE環(huán)境中創(chuàng)建和處理異常的基礎(chǔ)知識和指導(dǎo)原則，并提出了一些可以使用異常解決的業(yè)務(wù)問題。本文將使用
Struts框架作為表示實現(xiàn)，但該方法適用于任何表示實現(xiàn)。
使用checked和unchecked異常的場景
您是否曾經(jīng)想過，為什么要在編寫好的代碼塊周圍放置一個try-catch塊，即便明知道無法對這些異常進(jìn)行什么處理，而只滿足于把它們放在catch塊中？您可能想知道，為什么不能把這項工作放在一個集中的地方完成？在大多數(shù)情況下，這個地方對于J2EE應(yīng)用程序來說就是一個前端控制器。換句話說，開發(fā)人員不會因為它們而受到干擾，因為根本不必很多地過問它們。但是，如果一個方法名稱包含一個throws子句，會出現(xiàn)什么情況呢？開發(fā)人員或者必須捕捉這些異常，或者把它們放在自己的方法的throws子句中。這就是痛苦的根源！幸運的是，Java API有一類叫做unchecked exception的異常，它們不必捕捉。但是，仍然存在一個問題：根據(jù)什么來決定哪些是checked異常，哪些是unchecked異常？下面給出一些指導(dǎo)原則：
- 終端用戶無法采取有效操作的異常應(yīng)該作為unchecked異常。例如，致命的和不可恢復(fù)的異常就應(yīng)該是unchecked。把XMLParseException（在解析XML文件時拋出）作為checked異常沒有任何意義，因為惟一能夠采取的措施就是基于異常跟蹤來解決根本問題。通過擴展java.lang.RuntimeException，可以創(chuàng)建自定義的unchecked異常。
- 在應(yīng)用程序中，與用戶操作相關(guān)的異常應(yīng)該是checked異常。checked異常要求客戶端來捕捉它們。您可能會問，為什么不把所有異常都當(dāng)作是unchecked。這樣做的問題在于，其中一些異常無法在正確的位置被捕捉到。這會帶來更大的問題，因為錯誤只有在運行時才能被識別。checked異常的例子有業(yè)務(wù)確認(rèn)異常、安全性異常等等。
異常拋出策略
只捕捉基本應(yīng)用程序異常（假定為BaseAppException）并在throws子句中聲明
在大多數(shù)J2EE應(yīng)用程序中，關(guān)于針對某個異常應(yīng)該在哪一界面上顯示哪條錯誤消息的決策只能在表示層中做出。這會帶來另一個問題：為什么我們不能把這種決策放在一個公共的地方呢？在J2EE應(yīng)用程序中，前端控制器就是一個進(jìn)行常見處理的集中位置。
此外，必須有一種用于傳播異常的通用機制。異常也需要以一種普適的方式得到處理。為此，我們始終需要在控制器端捕捉基本應(yīng)用程序異常BaseAppException。這意味著我們需要把BaseAppException異常（只有這個異常）放入可以拋出checked異常的每個方法的throws子句中。這里的概念是使用多態(tài)來隱藏異常的實際實現(xiàn)。我們在控制器中捕捉BaseAppException，但是所拋出的特定異常實例可能是幾個派生異常類中的任意一個。借助于這種方法，可以獲得許多異常處理方面的靈活性：
- 不需要在throws子句中放入大量的checked異常。throws子句中只需要有一個異常。
- 不需要再對應(yīng)用程序異常使用混亂的catch塊。如果需要處理它們，一個catch塊（用于BaseAppException）就足夠了。
- 開發(fā)人員不需要親自進(jìn)行異常處理（日志記錄以及獲取錯誤代碼）。這種抽象是由ExceptionHandler完成的，稍后本文會就此點進(jìn)行討論。
- 即使稍后把更多異常引入到方法實現(xiàn)中，方法名稱也不會改變，因此也不需要修改客戶端代碼，否則就會引起連鎖反應(yīng)。然而，拋出的異常需要在方法的Javadoc中指定，以便讓客戶端可以看到方法約束。
下面給出拋出checked異常的一個例子：
public void updateUser(UserDTO userDTO)
throws BaseAppException{
UserDAO userDAO = new UserDAO();
UserDAO.updateUser(userDTO);
...
if(...)
throw new RegionNotActiveException(
"Selected region is not active");
}
Controller Method:
...
try{
User user = new User();
user.updateUser(userDTO);
}catch(BaseAppException ex){
//ExceptionHandler is used to handle
//all exceptions derived from BaseAppException
}
...
迄今為止，我們已經(jīng)說明，對于所有可能拋出checked異常并被Controller調(diào)用的方法，其throws子句中應(yīng)該只包含checked異常。然而，這實際上暗示著我們在throws子句中不能包含其他任何應(yīng)用程序異常。但是，如果需要基于catch塊中某種類型的異常來執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯，那又該怎么辦呢？要處理這類情況，方法還可以拋出一個特定異常。記住，這是一種特例，開發(fā)人員絕對不能認(rèn)為這是理所當(dāng)然的。同樣，此處討論的應(yīng)用程序異常應(yīng)該擴展BaseAppException類。下面給出一個例子：
CustomerDAO method:
//throws CustomerNotActiveException along with
//BaseAppException
public CustomerDTO getCustomer(InputDTO inputDTO)
throws BaseAppException,
CustomerNotActiveException {
. . .
//Make a DB call to fetch the customer
//details based on inputDTO
. . .
// if not details found
throw new CustomerNotActiveException(
"Customer is not active");
}
Client method:
//catch CustomerNotActiveException
//and continues its processing
public CustomerDTO getCustomerDetails(
UserDTO userDTO)
throws BaseAppException{
...
CustomerDTO custDTO = null;
try{
//Get customer details
//from local database
customerDAO.getCustomerFromLocalDB();
}catch(CustomerNotActiveException){
...
return customerDAO
.activateCustomerDetails();
}
}
在web應(yīng)用程序?qū)哟紊咸幚韚nchecked異常
所有unchecked異常都應(yīng)該在web應(yīng)用程序?qū)哟紊线M(jìn)行處理。可以在web.xml文件中配置web頁面，以便當(dāng)應(yīng)用程序中出現(xiàn)unchecked異常時，可以把這個web頁面顯示給終端用戶。
把第三方異常包裝到特定于應(yīng)用程序的異常中
當(dāng)一個異常起源于另一個外部接口（組件）時，應(yīng)該把它包裝到一個特定于應(yīng)用程序的異常中，并進(jìn)行相應(yīng)處理。
例子：
try {
BeanUtils.copyProperties(areaDTO, areaForm);
} catch (Exception se) {
throw new CopyPropertiesException(
"Exception occurred while using
copy properties", se);
}
這里，CopyPropertiesException擴展了java.lang.RuntimeException，我們將會記錄它。我們捕捉的是Exception，而不是copyProperties方法可以拋出的特定checked異常，因為對于所有這些異常來說，我們都會拋出同一個unchecked CopyPropertiesException異常。
過多異常
您可能想知道，如果我們?yōu)槊織l錯誤消息創(chuàng)建一個異常，異常類自身是否會溢出呢？例如，如果“Order not found”是OrderNotFoundException的一條錯誤消息，您肯定不會讓CustomerNotFoundException的錯誤消息為“Customer not found”，理由很明顯：這兩個異常代表同樣的意義，惟一的區(qū)別在于使用它們的上下文不同。所以，如果可以在處理異常時指定上下文，我們無疑可以把這些異常合并為一個RecordNotFoundException。下面給出一個例子：
try{
...
}catch(BaseAppException ex){
IExceptionHandler eh =ExceptionHandlerFactory
.getInstance().create();
ExceptionDTO exDto = eh.handleException(
"employee.addEmployee", userId, ex);
}
在這里，employee.addEmployee上下文將被附加給一個上下文敏感的異常的錯誤代碼，從而產(chǎn)生惟一的錯誤代碼。例如，如果RecordNotFoundException的錯誤代碼是errorcode.recordnotfound，那么這個上下文的最終錯誤代碼將變?yōu)閑rrorcode.recordnotfound.employee.addEmployee，它對于這個上下文是惟一的錯誤代碼。
然而，我們要給出一個警告：如果您準(zhǔn)備在同一個客戶端方法中使用多個接口，而且這些接口都可以拋出RecordNotFoundException異常，那么想要知道是哪個實體引發(fā)了這個異常就變得十分困難。如果業(yè)務(wù)接口是公共的，而且可以被各種外部客戶端使用，那么建議只使用特定的異常，而不使用像RecordNotFoundException這樣的一般性異常。特定于上下文的異常對于基于數(shù)據(jù)庫的可恢復(fù)異常來說非常有用，因為在這種情況下，異常類始終是相同的，不同的只有它們出現(xiàn)的上下文。
J2EE應(yīng)用程序的異常層次結(jié)構(gòu)
正如前面討論的那樣，我們需要定義一個異常基類，叫做BaseAppException，它包含了所有應(yīng)用程序異常的默認(rèn)行為。我們將把這個基類放到所有可能拋出checked異常的方法的throws子句中。應(yīng)用程序的所有checked異常都應(yīng)該是這個基類的子類。有多種定義錯誤處理抽象的方式。然而，其中的區(qū)別更多地是與業(yè)務(wù)類而不是與技術(shù)有關(guān)。對錯誤處理的抽象可分為以下幾類。所有這些異常類都是從BaseAppException派生而來。
checked異常
- 業(yè)務(wù)異常：執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯時出現(xiàn)的異常。BaseBusinessException是這類異常的基類。
- 數(shù)據(jù)庫異常：與持久化機制進(jìn)行交互時拋出的異常。BaseDBException是這類異常的基類。
- 安全性異常：執(zhí)行安全性操作時出現(xiàn)的異常。這類異常的基類是BaseSecurityException。
- 確認(rèn)異常：在從終端用戶處獲得確認(rèn)以執(zhí)行某個特定任務(wù)時使用。這類異常的基類是BaseConfirmationException。
unchecked異常
- 系統(tǒng)異常：有時候我們希望使用unchecked異常。例如下面的情況：不想親自處理來自第三方庫API的異常，而是希望把它們包裝在unchecked異常中，然后拋出給控制器。有時會出現(xiàn)配置問題，這些問題也不能由客戶端進(jìn)行處理，而應(yīng)該被當(dāng)作unchecked異常。所有自定義的unchecked異常都應(yīng)該擴展自java.lang.RuntimeException類。
表示層上的異常處理
表示層獨自負(fù)責(zé)決定對一個異常采取什么操作。這種決策涉及到識別拋出異常的錯誤代碼。此外，我們還需要知道在處理錯誤之后應(yīng)該把錯誤消息重定向到哪一界面。
我們需要對基于異常類型獲得錯誤代碼這個過程進(jìn)行抽象。必要時還應(yīng)該執(zhí)行日志記錄。我們把這種抽象稱之為ExceptionHandler。它基于“四人幫”(Gang of Four，GOF) 外觀模式（《Design Patterns》一書中說，該模式是用于“為子系統(tǒng)中的一組接口提供一個統(tǒng)一接口。外觀定義了一個更高級別的接口，使子系統(tǒng)變得更加易于使用。”），是用于處理所有派生自BaseAppException的異常的整個異常處理系統(tǒng)的外觀。下面給出一個在Struts Action方法中進(jìn)行異常處理的例子：
try{
...
DivisionDTO storeDTO = divisionBusinessDelegate
.getDivisionByNum(fromDivisionNum);
}catch(BaseAppException ex){
IExceptionHandler eh = ExceptionHandlerFactory
.getInstance().create();
String expContext = "divisionAction.searchDivision";
ExceptionDTO exDto = eh.handleException(
expContext , userId, ex);
ActionErrors errors = new ActionErrors();
errors.add(ActionErrors.GLOBAL_ERROR
,new ActionError(
exDto.getMessageCode()));
saveErrors(request, errors);
return actionMapping.findForward(
"SearchAdjustmentPage");
}
如果更仔細(xì)地觀察我們剛剛編寫的異常處理代碼，您可能會意識到，為每個Struts方法編寫的代碼是十分相似的，這也是一個問題。我們的目標(biāo)是盡可能地去掉樣板代碼。我們需要再次對它進(jìn)行抽象。
解決方案是使用模板方法（Template Method）設(shè)計模式（引自GOF：“它用于實現(xiàn)一個算法的不變部分，并把可變的算法部分留給子類來實現(xiàn)。”）。我們需要一個包含模板方法形式算法的基類。該算法將包含用于BaseAppException的try-catch塊和對dispatchMethod方法的調(diào)用，方法實現(xiàn)（委托給派生類）如下面的基于Struts的Action中所示：
public abstract class BaseAppDispatchAction
extends DispatchAction{
...
protected static ThreadLocal
expDisplayDetails = new ThreadLocal();
public ActionForward execute(
ActionMapping mapping,
ActionForm form,
HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response) throws Exception{
...
try{
String actionMethod = request
.getParameter(mapping.getParameter());
finalDestination =dispatchMethod(mapping,
form, request, response,actionMethod);
}catch (BaseAppException Ex) {
ExceptionDisplayDTO expDTO =
(ExceptionDisplayDTO)expDisplayDetails
.get();
IExceptionHandler expHandler =
ExceptionHandlerFactory
.getInstance().create();
ExceptionDTO exDto = expHandler
.handleException(
expDTO.getContext(), userId, Ex);
ActionErrors errors = new ActionErrors();
errors.add(ActionErrors.GLOBAL_ERROR,
new ActionError(exDto
.getMessageCode()));
saveErrors(request, errors);
return mapping.findForward(expDTO
.getActionForwardName());
} catch(Throwable ex){
//log the throwable
//throw ex;
} finally {
expDisplayDetails.set(null);
}
在Struts中，DispatchAction::dispatchMethod方法用于把請求轉(zhuǎn)發(fā)給正確的Action方法，叫做actionMethod。
我們假定從一個HTTP請求獲得searchDivision作為actionMethod：dispatchMethod將在BaseAppDispatchAction的派生Action類中把請求分派給searchDivision方法。在這里，您可以看到，異常處理僅在基類中完成，而派生類則只實現(xiàn)Action方法。這采用了模板方法設(shè)計模式，在該模式中，異常處理部分是保持不變的，而dispatchMethod方法的實際實現(xiàn)（可變部分）則交由派生類完成。
修改后的Struts Action方法如下所示：
...
String exceptionActionForward =
"SearchAdjustmentPage";
String exceptionContext =
"divisionAction.searchDivision";
ExceptionDisplayDTO expDTO =
new ExceptionDisplayDTO(expActionForward,
exceptionContext);
expDisplayDetails.set(expDTO);
...
DivisionDTO divisionDTO =divisionBusinessDelegate
.getDivisionByNum(fromDivisionNum);
...
現(xiàn)在它看起來相當(dāng)清晰。因為異常處理是在一個集中的位置上(BaseAppDispatchAction)完成的，手動錯誤可能造成的影響也降至最低。
然而，我們需要設(shè)置異常上下文和ActionForward方法的名稱，如果有異常出現(xiàn)，請求就會被轉(zhuǎn)發(fā)到該方法。我們將在ThreadLocal變量expDisplayDetails中設(shè)置這些內(nèi)容。
但是，為什么要使用java.lang.ThreadLocal變量呢？expDisplayDetails是BaseAppDispatchActiion類中的一個受保護(hù)數(shù)據(jù)成員，這也是它需要是線程安全的原因。java.lang.ThreadLocal對象在這里便可派上用場。
異常處理程序
在上一部分中，我們討論了如何對異常處理進(jìn)行抽象。下面給出一些應(yīng)該滿足的約束：
- 識別異常類型并獲得相應(yīng)的錯誤代碼，該錯誤代碼可用于顯示一條消息給終端用戶。
- 記錄異常。底層的日志記錄機制被隱藏，可以基于一些環(huán)境屬性對其進(jìn)行配置。
您可能已經(jīng)注意到了，我們在表示層中捕捉的惟一異常就是BaseAppException。由于所有checked異常都是BaseAppException的子類，這意味著我們要捕捉BaseAppException的所有派生類。基于類名稱來識別錯誤代碼再容易不過了。
//exp is an object of BaseAppException
String className = exp.getClass().getName();
可以基于異常類的名稱在一個XML文件（exceptioninfo.xml）中對錯誤代碼進(jìn)行配置。下面給出異常配置的一個例子：
<exception name="EmployeeConfirmationException">
<messagecode>messagecode.laborconfirmation</messagecode>
<confirmationind>true</confirmationind>
<loggingtype>nologging</loggingtype>
</exception>
正如您看到的那樣，我們把這個異常變?yōu)轱@式，要使用的消息代碼是messagecode.employeeconfirmation。然后，為了實現(xiàn)國際化的目的，可以從ResourceBundle提取實際的消息。我們很清楚，不需要對這類異常執(zhí)行日志記錄，因為它只是一條確認(rèn)消息，而不是一個應(yīng)用程序錯誤。
讓我們看一看上下文敏感異常的一個例子：
<exception name="RecordNotFoundException">
<messagecode>messagecode.recordnotfound</messagecode>
<confirmationind>false</confirmationind>
<contextind>true</contextind>
<loggingtype>error</loggingtype>
</exception>
在這里，這個表達(dá)式的contextind為true。在handleException方法中傳遞的上下文可用于創(chuàng)建惟一的錯誤代碼。例如，如果我們把order.getOrder當(dāng)作一個上下文進(jìn)行傳遞，結(jié)果得到的消息代碼就是異常的消息代碼和所傳遞的上下文的串聯(lián)。因此，我們獲得了一個像messagecode.recordnotfound.order.getOrder這樣的惟一消息代碼。
對于每個異常來說，可以把exceptioninfo.xml 中的數(shù)據(jù)封裝到一個叫做ExceptionInfoDTO的數(shù)據(jù)傳輸對象（data transfer object，DTO）。現(xiàn)在，我們還需要一個占位符，用于緩存這些對象，因為我們不想在異常出現(xiàn)時反復(fù)解析XML文件和創(chuàng)建對象。這項工作可以委托給一個叫做ExceptionInfoCache的類來完成，這個類將會在從exceptioninfo.xml文件讀取ExceptionInfoDTO對象信息之后緩存所有這些對象。
現(xiàn)在您是否弄清楚了這整個過程？這種方法的核心部分是ExceptionHandler實現(xiàn)，該實現(xiàn)將使用封裝在ExceptionInfoDTO中的數(shù)據(jù)來獲取消息代碼，創(chuàng)建ExceptionDTO對象，然后基于在給定異常的ExceptionInfoDTO中指定的日志記錄類型來記錄它。
下面是ExceptionHandler實現(xiàn)的handleException方法：
public ExceptionDTO handleException(String userId,
BaseAppException exp) {
ExceptionDTO exDTO = new ExceptionDTO();
ExceptionInfoCache ecache =
ExceptionInfoCache.getInstance();
ExceptionInfo exInfo = ecache
.getExceptionInfo(
ExceptionHelper.getClassName(exp));
String loggingType = null;
if (exInfo != null) {
loggingType = exInfo.getLoggingType();
exDTO.setConfirmation(exInfo
.isConfirmation());
exDTO.setMessageCode(exInfo
.getMessageCode());
}
FileLogger logger = new FileLoggerFactory()
.create();
logger.logException(exp, loggingType);
根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求，ExceptionHandler接口可以有多種實現(xiàn)。決定使用何種實現(xiàn)的任務(wù)可交由Factory來完成，特別是ExceptionHandlerFactory類。
結(jié)束語
如果缺乏全面的異常處理策略，一些特殊的異常處理塊便可能導(dǎo)致出現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)的錯誤處理和不可維護(hù)的代碼。通過使用上面的方法，便可簡化J2EE應(yīng)用程序中的異常處理過程。
參考資料
原文出處：http://www.onjava.com/pub/a/onjava/2006/01/11/exception-handling-framework-for-j2ee.html