程序的健壯性

程序在運(yùn)行的時(shí)候總是不可避免地遇到各種錯(cuò)誤。這些錯(cuò)誤有一些是包含在原有的邏輯判斷中的。而有一些是被程序描述了，但是我們并不認(rèn)為它是正常邏輯的一部分。不論是什么形式的問(wèn)題，我們?cè)谶M(jìn)行我們預(yù)期的業(yè)務(wù)邏輯編程的同時(shí)，不可避免地要為程序的異常進(jìn)行編程。

為了在異常中保護(hù)程序的流程的正確性，以至于不會(huì)出現(xiàn)“過(guò)分”的功能不可用，我們要為了異常編程。從而保證了程序的健壯性。

一般來(lái)說(shuō)，如果我們能覆蓋系統(tǒng)所有的異常，那么我們的程序就將變得十分的堅(jiān)不可摧。顯然，這時(shí)候程序的健壯性就得到了體現(xiàn)。

不可放棄的可讀性

程序的健壯性是十分的必要的，因?yàn)檫@關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所以，系統(tǒng)的健壯性是我們不能拋棄的。但不得不說(shuō)的是，如果我們只關(guān)心系統(tǒng)的健壯性，那我們很容易就會(huì)讓代碼變得十分的糟糕，難以閱讀。

舉個(gè)例子,不論是不是出自自己的手里，我們有時(shí)候會(huì)看見(jiàn)這種代碼：

A a = getA();
if(a.status != xxx ){
  B b = a.getB();
  if(b.status != xxx ){
    doSomething(b);
  }
}

從程序的角度上判斷，當(dāng)程序的返回結(jié)果不滿(mǎn)足主要流程的需要的時(shí)候，我們就不執(zhí)行我們的邏輯。從程序的健壯性的角度上來(lái)說(shuō)，上面的這部分代碼已經(jīng)滿(mǎn)足了業(yè)務(wù)的需要。但是他有什么問(wèn)題呢?如果我們將狀態(tài)的判斷去除，就可以簡(jiǎn)化為以下邏輯：

A a = getA();
B b = a.getB();
doSomething(b);

這個(gè)邏輯就非常清晰了，分為三個(gè)部分：獲取變量a，然后獲取a的屬性b，然后根據(jù)b進(jìn)行某種操作。盡管上下兩段代碼在正常流程上的處理是一樣的，而上面的代碼更是對(duì)異常流程進(jìn)行了處理。但是我們很容易就能發(fā)現(xiàn)其中的問(wèn)題：

不優(yōu)雅的處理異常邏輯，會(huì)導(dǎo)致程序變得難以閱讀。

盡管我們處理了異常，但是如果代價(jià)是讓我們的代碼邏輯混亂難以閱讀。那么我認(rèn)為這就不是一個(gè)的處理方式。

優(yōu)雅的處理錯(cuò)誤邏輯

我們希望在保證不損失程序可讀性的同時(shí)保證系統(tǒng)的健壯性。而一些編程的準(zhǔn)則能幫助我們達(dá)到目標(biāo)。

使用異常

我們有很多重的方法來(lái)描述程序是否滿(mǎn)足我們的預(yù)期。比如上文中的第一個(gè)例子，我們是通過(guò)A、B對(duì)象中的狀態(tài)字段來(lái)體現(xiàn)邏輯是否按照我們的預(yù)期來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)例子里面的字段并不是那么合理，但有時(shí)這種處理的方式是因?yàn)閷?duì)象本身的屬性包含這種描述狀態(tài)的字段，而我們就直接復(fù)用了這些字段用于在后續(xù)邏輯中對(duì)非期望數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。但是這樣就存在問(wèn)題：

1. 我們將處理異常的邏輯和處理正常邏輯的代碼混合編排。
2. 由于狀態(tài)分散在不同的對(duì)象中，我們需要在對(duì)象被使用前為每個(gè)對(duì)象進(jìn)行判斷。

第一個(gè)問(wèn)題導(dǎo)致代碼的可讀性變得比較差。第二個(gè)問(wèn)題導(dǎo)致到進(jìn)行上有編碼的時(shí)候，會(huì)依賴(lài)下層的細(xì)節(jié)。如果編碼人不知道下層異常邏輯，則會(huì)錯(cuò)過(guò)對(duì)異常的處理。

而如果我們用異常來(lái)處理則代碼就可以變成：

try{
  A a = getA();
  B b = a.getB();
    doSomething(b);
  } catch (AStatusException e) {
    e.printStackTrace();
  } catch (BStatusException e) {
    e.printStackTrace();
  } catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

可以看到這種處理失敗流程的方式可以可以讓“正常業(yè)務(wù)邏輯”保持完整，其中try中包裹的部分和上文中不做異常判斷的部分是一模一樣的，所以：

推薦使用異常(Exception)代替失敗狀態(tài)，可以保證正常業(yè)務(wù)邏輯的完整性。

進(jìn)一步的，在《如何寫(xiě)好一個(gè)方法》一文中，我們提到：可以將異常單獨(dú)地封裝為一個(gè)方法，從而讓一個(gè)方法中只關(guān)注一件事，所以我們可以調(diào)整如下：

try{
  tryDoSomething();
} catch (AStatusException e) {
  e.printStackTrace();
} catch (BStatusException e) {
  e.printStackTrace();
} catch (Exception e) {
  e.printStackTrace();
}

...

private void tryDoSomething(){
  A a = getA();
  B b = a.getB();
  doSomething(b);
}

這樣調(diào)整之后，我們就可以將處理異常的部分，單獨(dú)剝離出來(lái)。這樣，如果我們只關(guān)心正常業(yè)務(wù)邏輯，就只關(guān)心tryDoSomething()就可以了。

封裝異常

觀(guān)察上一小節(jié)中的代碼，我們可以發(fā)現(xiàn)對(duì)于tryDoSomething()的方法，我們進(jìn)行了兩種指定類(lèi)型的catch操作，但是在當(dāng)前代碼中，這兩個(gè)類(lèi)型的catch的處理動(dòng)作邏輯并沒(méi)有差別，也就是說(shuō)當(dāng)前的業(yè)務(wù)邏輯并不關(guān)心異常的類(lèi)型。而進(jìn)一步地說(shuō)，異常的類(lèi)型實(shí)際上是底層方法的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。所以，就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)相互排斥的問(wèn)題：

底層實(shí)現(xiàn)(或者公共API)希望提供足夠信息的異常場(chǎng)景信息。

上層實(shí)現(xiàn)并不對(duì)所有的異常信息關(guān)心。

針對(duì)這兩種情況，我們可以通過(guò)使用異常進(jìn)行封裝的方法來(lái)對(duì)下層的異常進(jìn)行抽象，從而對(duì)上層調(diào)用屏蔽細(xì)節(jié)，方法如下：

try{
  tryDoSomethingWithSameException();
} catch (StatusException e) {
  e.printStackTrace();
}
...

private void tryDoSomethingWithSameException(){
  try{
    tryDoSomething();
  } catch (AStatusException e) {
    throw new StatusException(e);
  } catch (BStatusException e) {
    throw new StatusException(e);
  } catch (Exception e) {
    throw new StatusException(e);
  }
}

tryDoSomethingWithSameException()這個(gè)方法可能是在一個(gè)單獨(dú)的代理類(lèi)中定義的，或者是通過(guò)其他方式定義的，但是總的來(lái)說(shuō)，通過(guò)使用tryDoSomethingWithSameException()方法，我們?cè)谧钔鈱訉?shí)際調(diào)用的時(shí)候就只用關(guān)心StatusException的這個(gè)方法就可以了。

同時(shí)，由于使用了

tryDoSomethingWithSameException() 方法，如果當(dāng)我們調(diào)整tryDoSomething();中的業(yè)務(wù)邏輯而產(chǎn)生新的異常的時(shí)候，我們就不需要調(diào)整主業(yè)務(wù)邏輯的文件了，而只用調(diào)整異常封裝類(lèi)就可以了，就讓我們可以更少的修改業(yè)務(wù)主流程。

非受檢異常

你會(huì)發(fā)現(xiàn)，在上文的方法中無(wú)論是tryDoSomething()，還是

tryDoSomethingWithSameException() 我們都沒(méi)有使用 throw。也就是說(shuō)，我們使用的是“非受檢異?！薄Ｄ敲慈绻绻覀兪褂谩笆軝z異?！睍?huì)怎么樣呢，代碼會(huì)變成這樣：

private void tryDoSomething() throws AStatusException, BStatusException {
  A a = getA();
  B b = a.getB();
  doSomething(b);
}

在方法上需要對(duì)方法內(nèi)拋出的異常進(jìn)行定義?；蛟S有的人認(rèn)為這種方式十分好，因?yàn)樽銐蛎鞔_，一眼就知道會(huì)出現(xiàn)什么異常。并且在上層進(jìn)行使用的時(shí)候我們也可以直觀(guān)地知道方法可能出現(xiàn)的異常。

但是這種方式的優(yōu)點(diǎn)也同樣成為了缺點(diǎn)，因?yàn)楫惓５拿枋鲋苯幼兂闪朔椒ê灻械囊徊糠?。而且由于是受檢異常，所以會(huì)逐級(jí)地向上傳遞，直到上層那里進(jìn)行了捕獲處理。也就是說(shuō)，如果不想在當(dāng)前方法中處理異常的話(huà)，就要將異常添加到方法簽名上。從而使得調(diào)整一個(gè)底層邏輯新增一個(gè)異常的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致所有調(diào)用該方法的方法都需要進(jìn)行調(diào)整，而這顯然是不符合開(kāi)閉原則的。

當(dāng)然，對(duì)于一下關(guān)鍵的邏輯，你可能會(huì)需要讓開(kāi)發(fā)人員明確地知道可能會(huì)存在的異常。但是對(duì)于更多的一般情況，非受檢異常的使用，會(huì)更適合代碼的可維護(hù)性。

特殊對(duì)象代替異常

當(dāng)我們嘗試獲取一個(gè)列表的時(shí)候，可能會(huì)使用如下的方法:

List<File> files = getFileByPath("xxx");

我們會(huì)通過(guò)getFileByPath()嘗試獲取文件列表。那么針對(duì)“xxx”的這個(gè)變量，如果他不是一個(gè)有效的路徑，那就有可能存在異常邏輯。我們可以通過(guò)拋出一個(gè)"FileNotFoundException"的異常來(lái)描述這種的異常情況，但這就需要上層對(duì)異常邏輯進(jìn)行處理，這回導(dǎo)致增加額外的邏輯。

所以，當(dāng)上層對(duì)于下層的異常不敏感的時(shí)候，我們可以調(diào)整數(shù)據(jù)的返回值，讓他成為一種不會(huì)影響業(yè)務(wù)邏輯的特別返回值，從而減少整體的業(yè)務(wù)維護(hù)代碼。

以本節(jié)的例子舉例，就是當(dāng)異常的時(shí)候，在方法內(nèi)部進(jìn)行捕獲，然后使用"Collections.emptyList()"返回一個(gè)空的列表。這樣后續(xù)的處理邏輯就可以正常執(zhí)行。當(dāng)然要保證這樣的處理和你的業(yè)務(wù)是吻合的。

出入不歡迎null

不要用null!不要用null!不要用null!

不論出入都不用用null作為入?yún)⒒蛘叱鰠?。原因很?jiǎn)單，一旦你的代碼中中出現(xiàn)了返回null的代碼風(fēng)格，那么你所有的處理邏輯中都要對(duì)null做出判斷。即便java可以使用Optional簡(jiǎn)化連續(xù)為空的處理，但這是給自己增加沒(méi)有必要的工作量。假如本文中第一個(gè)例子的返回值可能為空，那么這個(gè)代碼就是有問(wèn)題的，因?yàn)閹讉€(gè)判斷里面都可能會(huì)拋出"NullPointerException"而本方法中沒(méi)有捕獲，上層要是也沒(méi)有的話(huà)，這次邏輯執(zhí)行就會(huì)直接以失敗告終。但是如果對(duì)null進(jìn)行判斷，代碼就會(huì)變成如下：

A a = getA();
if(a != null && a.status != xxx ){
  B b = a.getB();
if(b != null && b.status != xxx ){
  doSomething(b);
}

但起來(lái)沒(méi)有多少增加的邏輯，但是要知道當(dāng)所有的判斷中都需要處理這個(gè)情況的時(shí)候，就很可怕了。更可怕的是如果你忘記了其中的一個(gè)判斷，代碼就會(huì)在下一次的時(shí)候從不知道哪里拋出一個(gè)"NullPointerException"。

所以，為了減少不必要的業(yè)務(wù)邏輯維護(hù)，不要讓null成為你“正常邏輯”中的一種返回。

最后

在進(jìn)行業(yè)務(wù)編碼的過(guò)程中，我們不可避免地需要處理正常邏輯之外的異常邏輯。但如果不處理好異常邏輯，那么異常邏輯的維護(hù)就會(huì)侵占正常邏輯的位置，讓系統(tǒng)整體的理解成本增高。所以，優(yōu)雅的處理異?？梢宰屜到y(tǒng)的可維護(hù)性大大提高。