JAVA中异常使用范围的一些思考
类别: JAVA教程 
在这个开源框架大放异彩的时代，人们往往非常关注架构本身引入的各种新理念，而其异常处理机制常常被忽视。事实上，一个框架的异常处理方式是维持其稳定的基础。而且一个应用程序框架本身对异常的处理方式，也会对其使用者处理异常的方式造成深刻的影响。本文参考了一些大师对JAVA中异常使用方式的论述，并提出了几条简单的见解，作为抛砖引玉之作，请大家共同探讨。
在JAVA中，异常实际上可以看作是方法的非正常返回值。例如 User getUser(String usrName)这个方法，本来应该返回一个用户对象，但是当异常出现时，方法并没有返回User，而是返回了一个Exception。这个非正常情况下的返回值就是异常。
本着异常就是方法的非正常返回值这种思想，可以对以下几个问题进行探讨：
1.什么时候应该使用（自定义）异常
2.应该使用已检查异常（CheckedException，我认为如果翻译为可控异常更加恰当），还是运行时异常（RuntimeException）。
什么时候应该使用异常：
关于自定义异常使用的时机，有一种传播的较为普遍的说法：异常只能用于处理“真正的异常情况”，不能参与流程控制，因为过多使用异常会造成性能的损失，因此在我们的系统中，应该尽量少使用自定义异常。
首先让我们考察一下什么是“真正的异常”。
一般情况下人们认为在操作系统一级（准确地说是JDK一级）抛出的异常就是“真正的异常”。然而所谓“系统级异常”和“应用级异常”在很多时候很难界定。例如对于一个文字处理软件来说，“NoEnoughSpaceException”这个异常究竟是系统级的，还是应用级的？从系统的角度来看，磁盘空间不够，应属于系统级异常。但从应用的角度看，文件无法保存了，也是应用级异常。因此我认为这种分类方法从分类学角度来说是不科学的：所谓“系统级”和“应用级”的范围经常会互相覆盖。
另外一种较注重实效的看法是，从方法的功能角度看，决定是否应该使用异常。结合前面的“异常事实上是一种特殊返回值”的说法，举例如下：
User getUser(String usrName) ，使用者期望得到User对象，但是如果真的有特殊情况发生，而使用者又没有进行事先判断，那么我们只能抛出异常。在这里可能抛出的异常是一个自定义的异常：“用户不存在”。
boolean isUserExist(String usrName) ，使用者是在判断用户是否存在，所以我们当然没有必要抛出“用户不存在”异常，只需返回一个布尔值即可。
void registUser(String usrName)，这个方法没有返回值，因此如果出现了异常情况，只能抛出异常。这里可能抛出的异常有“用户名已用”、“系统禁止注册”等。
我认为第二种使用异常的方法是较科学且较直观的：一切从实效出发。在这种做法的指导下，我们可能会在系统中使用大量自定义异常。
有人认为异常不应该参与流程控制，并将这种参与流程控制的异常讽刺为“SuperIf”。关于此问题我们可以参考RUP中关于异常事件流的论述， RUP的结论是“异常情况是现实中客观存在的一类事件，当我们必须对它进行处理时，这个处理就发生在异常流中”。因此在JAVA中将异常作为一种流程控制手段，和RUP的异常流概念不谋而合，且对异常的处理就可以在异常块中进行。
有人可能害怕大量使用异常会带来性能上的损失。性能问题是另外一个需要庞大篇幅论证的问题，大家可以参考Rod Johnson在他的《J2EE Without EJB》一书中对性能优化的分析。简而言之是一句话：一切语言级优化所作的努力，在一次I/O或者数据库读写操作中将化为乌有。因此对异常使用带来的小小性能损失，实在是不需“言必性能”。
使用已检查异常还是运行时异常：
这个问题的争议较大，比较极端的如Bruce Eckel和Anders Hejlsberg，认为应该取消一切CheckedException，以带有自定义消息的RuntimeException替代之，Bruce甚至亲自给出一段代码告诉大家如何将CheckedException转为RuntimeException。而James Gosling则使用CheckedException过了火，有人讽刺James：在他的眼里，用户都是上帝，有能力且必须处理诸如“IOException”这类谁也没有办法的事情。Rod Johnson比较中庸，他认为CheckedException有其有用之处：类似James Gosling说的，当用户必须对某种特殊情形作出反应的时候，我们可以使用CheckedException来提醒用户“这种情形可能会发生，你要对它进行处理”。
但是Rod极大的缩小了这种情形发生的范围，他认为只有当异常流必须被特殊处理的时候，才有使用CheckedException的需求。举例来说，int registUser(String usrName)方法用于注册用户。这个API的作者规定，当返回值为0时，代表注册成功；返回值为1，代表用户名已用；返回值为2，代表系统禁止注册…… 在这种情况下，就应该使用CheckedException，而不是RuntimeException或简单返回值。因为除了0的每个返回值都代表了一条异常流，且每个异常流都要进行特殊处理，比如用户名已有时，我们可能要自动转入一个提醒页面，提醒用户其他可用的用户名；禁止注册时，我们要进入一个公告页面，这个页面展示了禁止注册的原因及开放时间等等。
对上面的情况，可以做一个更精确的总结：只有当异常参与了流程控制时，才应该使用CheckedException。
那么我们如何判断异常是否应该参与流程控制？这种判断可以从需求入手。如果需求要求我们，在这条异常流上，要进行A处理，在那条异常流，要进行B处理，则很明显，这里应该使用CheckedException来控制流程。如果需求只是“如果发生了异常，在界面上进行提示”，那么这种情况下，我们就没有必要使用CheckedException，只要使用带有消息的RuntimeException即可。
使用CheckedException有一个显著的问题，因为每个使用者都必须对方法法抛出的CheckedException作出响应，因此一旦方法已经被广泛使用，要添加一个新的CheckedException就变得十分困难：每个使用者都要做出相应的修改。但是从另一个角度看，如果你添加CheckedException的理由确实是“需求要求如此，我们必须对它进行特殊处理”，则每个方法的使用者就应该增加一个新的catch，并增加这种新的特殊处理。
这个问题也提醒我们，使用CheckedException时，一定要确定是否这种情况需要“特殊处理”，否则尽量以RuntimeException进行代替。
在JAVA中，异常实际上可以看作是方法的非正常返回值。例如 User getUser(String usrName)这个方法，本来应该返回一个用户对象，但是当异常出现时，方法并没有返回User，而是返回了一个Exception。这个非正常情况下的返回值就是异常。
本着异常就是方法的非正常返回值这种思想，可以对以下几个问题进行探讨：
1.什么时候应该使用（自定义）异常
2.应该使用已检查异常（CheckedException，我认为如果翻译为可控异常更加恰当），还是运行时异常（RuntimeException）。
什么时候应该使用异常：
关于自定义异常使用的时机，有一种传播的较为普遍的说法：异常只能用于处理“真正的异常情况”，不能参与流程控制，因为过多使用异常会造成性能的损失，因此在我们的系统中，应该尽量少使用自定义异常。
首先让我们考察一下什么是“真正的异常”。
一般情况下人们认为在操作系统一级（准确地说是JDK一级）抛出的异常就是“真正的异常”。然而所谓“系统级异常”和“应用级异常”在很多时候很难界定。例如对于一个文字处理软件来说，“NoEnoughSpaceException”这个异常究竟是系统级的，还是应用级的？从系统的角度来看，磁盘空间不够，应属于系统级异常。但从应用的角度看，文件无法保存了，也是应用级异常。因此我认为这种分类方法从分类学角度来说是不科学的：所谓“系统级”和“应用级”的范围经常会互相覆盖。
另外一种较注重实效的看法是，从方法的功能角度看，决定是否应该使用异常。结合前面的“异常事实上是一种特殊返回值”的说法，举例如下：
User getUser(String usrName) ，使用者期望得到User对象，但是如果真的有特殊情况发生，而使用者又没有进行事先判断，那么我们只能抛出异常。在这里可能抛出的异常是一个自定义的异常：“用户不存在”。
boolean isUserExist(String usrName) ，使用者是在判断用户是否存在，所以我们当然没有必要抛出“用户不存在”异常，只需返回一个布尔值即可。
void registUser(String usrName)，这个方法没有返回值，因此如果出现了异常情况，只能抛出异常。这里可能抛出的异常有“用户名已用”、“系统禁止注册”等。
我认为第二种使用异常的方法是较科学且较直观的：一切从实效出发。在这种做法的指导下，我们可能会在系统中使用大量自定义异常。
有人认为异常不应该参与流程控制，并将这种参与流程控制的异常讽刺为“SuperIf”。关于此问题我们可以参考RUP中关于异常事件流的论述， RUP的结论是“异常情况是现实中客观存在的一类事件，当我们必须对它进行处理时，这个处理就发生在异常流中”。因此在JAVA中将异常作为一种流程控制手段，和RUP的异常流概念不谋而合，且对异常的处理就可以在异常块中进行。
有人可能害怕大量使用异常会带来性能上的损失。性能问题是另外一个需要庞大篇幅论证的问题，大家可以参考Rod Johnson在他的《J2EE Without EJB》一书中对性能优化的分析。简而言之是一句话：一切语言级优化所作的努力，在一次I/O或者数据库读写操作中将化为乌有。因此对异常使用带来的小小性能损失，实在是不需“言必性能”。
使用已检查异常还是运行时异常：
这个问题的争议较大，比较极端的如Bruce Eckel和Anders Hejlsberg，认为应该取消一切CheckedException，以带有自定义消息的RuntimeException替代之，Bruce甚至亲自给出一段代码告诉大家如何将CheckedException转为RuntimeException。而James Gosling则使用CheckedException过了火，有人讽刺James：在他的眼里，用户都是上帝，有能力且必须处理诸如“IOException”这类谁也没有办法的事情。Rod Johnson比较中庸，他认为CheckedException有其有用之处：类似James Gosling说的，当用户必须对某种特殊情形作出反应的时候，我们可以使用CheckedException来提醒用户“这种情形可能会发生，你要对它进行处理”。
但是Rod极大的缩小了这种情形发生的范围，他认为只有当异常流必须被特殊处理的时候，才有使用CheckedException的需求。举例来说，int registUser(String usrName)方法用于注册用户。这个API的作者规定，当返回值为0时，代表注册成功；返回值为1，代表用户名已用；返回值为2，代表系统禁止注册…… 在这种情况下，就应该使用CheckedException，而不是RuntimeException或简单返回值。因为除了0的每个返回值都代表了一条异常流，且每个异常流都要进行特殊处理，比如用户名已有时，我们可能要自动转入一个提醒页面，提醒用户其他可用的用户名；禁止注册时，我们要进入一个公告页面，这个页面展示了禁止注册的原因及开放时间等等。
对上面的情况，可以做一个更精确的总结：只有当异常参与了流程控制时，才应该使用CheckedException。
那么我们如何判断异常是否应该参与流程控制？这种判断可以从需求入手。如果需求要求我们，在这条异常流上，要进行A处理，在那条异常流，要进行B处理，则很明显，这里应该使用CheckedException来控制流程。如果需求只是“如果发生了异常，在界面上进行提示”，那么这种情况下，我们就没有必要使用CheckedException，只要使用带有消息的RuntimeException即可。
使用CheckedException有一个显著的问题，因为每个使用者都必须对方法法抛出的CheckedException作出响应，因此一旦方法已经被广泛使用，要添加一个新的CheckedException就变得十分困难：每个使用者都要做出相应的修改。但是从另一个角度看，如果你添加CheckedException的理由确实是“需求要求如此，我们必须对它进行特殊处理”，则每个方法的使用者就应该增加一个新的catch，并增加这种新的特殊处理。
这个问题也提醒我们，使用CheckedException时，一定要确定是否这种情况需要“特殊处理”，否则尽量以RuntimeException进行代替。
