[core java学习笔记][第十一章异常断言日志调试]

第11章 异常，断言，日志，调试

  • 处理错误
  • 捕获异常
  • 使用异常机制的技巧
  • 使用断言
  • 日志
  • 测试技巧
  • GUI程序排错技巧
  • 使用调试器

11.1 处理错误

11.1.1异常分类

  • 都继承自Throwable类

  • 分成Error和Exception

    • Error类

      描述了Java运行时系统的内部错误和资源耗尽错误。应用程序不应该抛出此种类型的错误。如果出现了这样的内部错误，除了通告给用户，并尽力使程序安全地终止外，再也无能为力

    • Exception层次结构：最需关注的

      • RuntimeException 程序错误导致的异常

        • 错误的类型转换
        • 数组访问越界
        • 访问空指针

      • 不是派生于RuntimeException 由于像I/O错误，程序本身没有问题导致的异常

        • 试图在文件尾部读取后面数据
        • 试图打开一个不存在的文件
        • 试图根据给定的字符串查找Class对象，而那个字符串表示的类不存在

  • java语言规范 派生于 Error类或RuntimeException类的所有异常称为未检查（unchecked)异常，所有其他异常称为已检查（checked)异常。

11.1.2 声明已检查异常

  • 以下四种情况自己编写方法时，需要抛出异常

    • 调用一个抛出checked异常的方法，例如，FileInputStream构造器
    • 程序运行发现错误，并且利用throw语句抛出一个checked异常
    • Java虚拟机和运行时库出现的内部错误

  • 对于可能被他人使用的Java方法，更具异常规范（exception specification),在方法的首部声明这个方法可能抛出异常，如果有多个用逗号隔开

    class MyAnimation
{
    ...
    public Image loadImage(String s) throws IOException FileNotFoundException
    {
            ...
    }
}

  • 关于子类覆盖超类的方法那一块没看懂

11.1.3 如何抛出异常

  1. 找到一个合适的异常类
  2. 在方法声明
  3. 创建这个类的一个对象

  4. 将对象抛出

    String readData(Scanner in) thros EOFException
{
    ...
    while(...)
    {
        if(!in.hasNext())
        {
            if(n<len)
                throw new EOFException();
        }
    }
    ...
    return S;
}

//还能含有一个字符串参数的构造器

String girpe="Content-length " +len +",Recived" + n ;
throw new EOFException(girpe);

11.1.4 创建异常类

  • 创建一个派生于Exception的类 ，或者派生于Exception子类的类。

  • 一般需要定义两个构造器，一个是默认的，另一个是带有详细描述信息的构造器（超类Throwable的toString方法将会打印这些详细信息)

    class  FileFormatException extends IOException
{
    public FileFormatException() {}
    public FileFormatException(String gripe)
    {
        super(gripe);
    }
}

  • String getMessage()

    能获得Throwable对象详细描述信息，即构造时丢进去的String。

11.2 捕获异常

  • 如果异常没有被捕获，程序将会停止运行

  • 如果想捕获异常，以下是最简单的try/catch 语句块

    try
{
    code
    more code 
    more code
}
catch (ExceptionType e)
{
    handler for this type 
}

  • 如果try语句块中的任何代码抛出了在catch子句中说明的异常，那么

    1. 跳过剩下的try 语句
    2. 将执行catch子句中的处理器代码

  • 以下是个简单的例子

    public void read(String filename)
{
    try 
    {
        InputStrem in = new FileInputStream(filename);
        int b;
        while((b!=in.read())!=-1)
        {
            process input;
        }
    }
    catch (IOException exception)
    {
        exception.printStackTrace();
    }

}

对于以上代码

通常最好的选择是什么都不做，而是将异常传递给调用者。如果read方法出现了错误，就让read方法的调用者去操心！如果采用这种处理方式，就必须声明这个方法可能会抛出一个IOException

public void read(String filename) throws IOException
{
        InputStrem in = new FileInputStream(filename);
        int b;
        while((b!=in.read())!=-1)
        {
            process input;
        }
}
  • 不允许子类覆盖超类的方法中throws说明符超过超类所列出的异常范围，如果有不属于的，不能throws掉，只能自己捕获处理

11.2.1 捕获多个异常

  • 基本语句

    try 
{

}
catch (FileNotFoundException e)
{

}
catch (UnknownHostException e)
{

}
catch (IOException e)
{

}

  • 如果需要获得详细信息

    e.getMessage() //详细错误信息

e.getClass().getName()  //异常对象的实际类型

  • 如果处理方式一样 合并catch语句

    try
{
    code..
}
catch (FileNotFoundException | UnknownHostException e)
{

}

11.2.2 再次抛出异常或异常链

  • 捕获异常再次抛出的基本方法

    try
{
    access the database
}
catch (SQLException e)
{
    throw new ServletException("database error: "+e.getMessage());
}

  • 还有一种能不丢失原始异常的方法

    try
{
    access the database
}
catch (SQLException e)
{
    Throwable se=new ServletException("database error");
    se.initCause(e);
    throw se;
}

    当捕获异常时，可以用以下语句重新得到原始异常：

    Throwable e = se.getCause();

    书上强烈建议这种包装方式，不丢失原异常的细节。

  • 有时只是记录异常

    try
{
    access the database
}
catch (SQLException e)
{
    logger.log(level,message,e);
    throw e;
}

11.2.3 finaly子句

  • 基本语法

    try
{
}
catch(Exception e)
{
}
finally
{
        in.close();
}

  • 无论try中抛出异常，还是catch中抛出异常，总而言之finall总会执行

  • 强烈使用try/catch 和 try/finally语句块单独，而不是基本语法的用法。如下：

    InputStream in= ... ;
try 
{
    try 
    {
        code that might throw exceptions
    }
    finally
    {
        in.close();
    }
}
catch(IOException e)
{
    show error message
}

    内层的try只有一个职责，确认关闭输入流。外层的try 用来确保报告出现的错误。

  • 注意：当finally 和catch包含return语句，会执行finally的return。

  • 注意：finally 也可能抛出异常，而导致本来要catch抛出的异常被覆盖

11.2.4 带资源的try语句

  • 假如资源实现了AutoCloseable/Closeable接口的类。可以利用带资源的try语句

    try(Resource res=...)
{
    work with res
}

  • try 退出时，会自动调用res.close()。下面给出一个典型的例子。

    try (Scanner in=new Scanner(new FileInputStream("/usr/share/dict/words")))
{
    while (in.hasNext())
        System.out.println(in.next());
}

  • 还能指定多个资源，例如：

    try (Scanner in = new Scanner(new FileInputStream("/usr/share/dict/words")),
    PrintWriter out=new PrintWriter("out.txt"))
{
    while(in.hasNext())
        out.println(in.next().toUpperCase());
}

  • 如果.close()也抛出了异常，但是不会覆盖原来该抛出的异常，而是被抑制，如果你想知道这些被抑制的异常，可以通过getSuppressed方法。

11.2.5 分析堆栈跟踪元素

  • 堆栈跟踪（stack trace）是一个方法调用过程的列表。

  • 比较灵活的方式是使用getStackTrace()。它会得到StackTraceElement对象的一个数组。
    例如：

    Throwable t = new Throwable();
StackTraceElement[] frames = t.getStackTrace();
for(StackTraceElement f : frames)
    System.out.println(f);  
输出
factorial(4):
StackTraceTest.factorial(StackTraceTest.java:8)
StackTraceTest.factorial(StackTraceTest.java:14)
StackTraceTest.factorial(StackTraceTest.java:14)
StackTraceTest.factorial(StackTraceTest.java:14)
StackTraceTest.factorial(StackTraceTest.java:14)
StackTraceTest.factorial(StackTrcaceTest.java:14)
StackTraceTest.main(StackTraceTest.java:23)

    能获得文件名，类名，当前执行的代码行号

  • 静态的Thread.getAllStackTrace方法，获得所有线程的堆栈跟踪。下面是例子

    Map<Thread,StackTraceElement[]> map=Thread.getAllStackTraces();
for(Thread t : map.keySet())
{
    StackTraceElement[] frames=map.get(t);
        for(StackTraceElement f : frames)
            System.out.println(f);
}

11.3 使用异常机制的技巧

  • 异常不能代替简单的测试
  • 不要过分细化异常
  • 利用异常层次结构
  • 不要羞于传递异常，有时候你是类设计者，应该由使用者决定对异常怎么样

11.4 使用断言

  • assert关键字有两个表达形式

    assert 条件；
//为false ,抛出一个AssertionError异常
assert 条件：表达式;
//表达式传入异常作为一个消息字符串。

11.4.1 启用或者禁用断言

  • -ea或 -enableassertions启用，默认是禁用
  • 也能启动部分包的断言，也能金庸部分包的断言

11.4.2 使用断言完成参数检查

  • 断言失败是致命的，不可恢复的错误。
  • 断言检查只用于开发和测试阶段。
  • 断言是一种测试和调试阶段所使用的战术性工具，而日志记录是一种在程序的整个生命周期都可以使用的策略工具。

11.5 记录日志

11.5.1 基本日志

  • 日志系统管理着一个名为Logger.global的默认日志记录器，可以用System.out替换它，并通过info方法记录日志信息

    Logger.getGlobal().info("File->Open menu item selected");
//print     
//三月 15, 2016 7:33:25 下午 log main   
//信息: File->Open menu item selected

    自动包含了时间，调用的类名和方法。

  • Logger.gelGlobal().setLevel(Level.OFF)来取消所有日志

11.5.2 高级日志

  • 调用getLogger方法可以创建或检索记录器

    Logger myLogger= Logger.getLogger("log.zhouyong");

  • 如果对日志设置了日志级别，那么它的子记录器也会继承这个属性

  • 有一下7个日志记录器级别

    • SEVERE
    • WARNING
    • INFO
    • CONFIG
    • FINE
    • FINER
    • FINEST

    在默认情况，只记录前三个级别，也可以设置其他级别。例如:

    logger.setLevel(Level.FINE)

    现在，FINE和更高级别的记录都可以记录下来

    另外可以使用Level.ALL 开启所有 Level.OFF 关闭所有

  • 有以下几种记录方式

    logger.warning(message);
logger.fine(message);
//同时还可以用log方法指定级别
logger.log(Level.FINE,message);

  • 一般用CONFIG，FINE等记录有助于诊断，但对于程序员没有太大意义的调试信息。

  • 默认的日志记录将显示包含日志调用类名和方法名。但是如果虚拟机进行了优化，可能无法得到准确的信息。此时需要logp方法获得调用类和方法的确切位置，签名如下：

    void logp(level l,String className,String methodName,String message)

    下面还有一些跟踪执行流的方法

    void entering(String className,String methodName)
void entering(String className,String methodName,Object param)
void entering(String className,String methodName,Object[] params)
void exiting(String className,String methodName)
void exiting(String className,String methodName,Object result)

    例如：

    不知道有什么用。。

  • 记录日志的常用用途是记录那些不可预料的异常。可以使用一下两种方式。

    void throwing(String className,String methodName,Throwable t)
void log(Level l,String message ,Throwable t)

    典型的用法是：

    if(...)
{
    IOExcption exception = new IOException("...");
    logger.throwing("com.my","read",exception);
    throw exception;
    //FINER级别
}

    还有

    try
{
    ...
}
catch (IOException e)
{
    Logger.getLogger("...").log(Level.WARNING,"Reading image",e);
}

11.5.3 修改日志管理器配置

  • 默认情况，配置文件存在于：

    e/lib/logging.properties

  • 要想使用自己的配置文件 需要

    java -Djava.util.logging.config.file=configFile MainClass

  • 修改默认的日志记录级别

    .level=INFO

    还能修改自己日志记录级别
    com.mycompany.myapp.level=FINE

  • 控制台也有输出级别限制

    java.util.logging.ConsoleHandler.level=FINE

  • 日志属性由java.util.logging.LogManager类处理。具体看API

11.5.4 本地化

  • 不太懂 以后了解

11.5.5 处理器

  • 日志记录器先会将记录发送到父处理器中，最终的处理器有一个ConsoleHandle。

  • 对于一个要被记录的日志记录，它的日志记录级别必须高于日志记录器和处理器的阈值。

    要想记录FINE级别的日志，就必须修改配置文件中的默认日志记录级别和处理器级别。
    另外,还可以绕过配置文件，安装自己的处理器。//控制台处理器

    Logger logger=Logger.getLogger("log.zhouyong");
logger.setLevel(Level.FINE);
logger.setUseParentHandlers(false);
Handler handler = new ConsoleHandler();
handler.setLevel(Level.FINE);
logger.addHandler(handler);
logger.log(Level.FINE,"dddd");

    在默认情况，日志记录器会将记录发送给自己的处理器和父处理器。父处理器就是一般的默认处理器，但是既然我们有了自己的处理器，可以把父处理器关了。免得控制台发送了两次记录

  • 要想将日志发送到别的地方，就需要其他处理器。

    • FileHandler 收集文件中的日志
    • SocketHandler。 发送到特定的主机和端口

  • FileHandler

    FileHandler handler = new FileHandler();
handler.setLevel(Level.FINE);
logger.addHandler(handler);
logger.log(Level.FINE,"dddd");

    文件在User底下，格式为XML。如下：

    <?xml version="1.0" encoding="GBK" standalone="no"?>
<!DOCTYPE log SYSTEM "logger.dtd">
<log>
<record>
  <date>2016-03-15T23:40:17</date>
  <millis>1458056417956</millis>
  <sequence>0</sequence>
  <logger>log.zhouyong</logger>
  <level>FINE</level>
  <class>log</class>
  <method>main</method>
  <thread>1</thread>
  <message>dddd</message>
</record>
</log>
  • 还能有更多的复杂方式来处理完成自己想要的要求

11.5.6 过滤器

  • 每个记录器和处理器都可以有一个可选的过滤器来完成附加的过滤

  • 可以通过实现Filter接口并定义下列方法来自定义过滤器

    boolean isLoggable(LogRecord record)

  • setFilter方法安装过滤器

11.5.7 格式化器

  • ConsoleHandler类和FileHandler可以生成文本或 XML格式的日志记录。但是也可以自定义格式。

  • 通过继承Formatter类，并覆盖一下方法。

    String format(LogRecord record)

  • 可以根据自己意愿对记录的信息进行格式化，并返回结果字符串。

  • 然后用setFormatter方法将格式化器安装到处理器中。

11.5.8 日志记录说明

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