今天，我們将讨論一個非常重要的主題-Java 中的異常處理。盡管有時可能會對此主題進行過多的讨論，但并非每篇文章都包含有用且相關的資訊。

Java 中最常見的異常處理機制通常與 try-catch 塊關聯。我們使用它來捕獲異常，然後提供在發生異常的情況下可以執行的邏輯。

的确，你不需要将所有異常都放在這些塊中。另一方面，如果你正在研究應用程式的軟體設計，則可能不需要内置的異常處理機制。在這種情況下，你可以嘗試使用替代方法-Vavr Try 結構。

在本文中，我們将探讨 Java 異常處理的不同方法，并讨論如何使用 Vavr Try 替代内置方法。讓我們開始吧！

處理 Java 中的異常

作為介紹，讓我們回顧一下 Java 如何允許我們處理異常。如果你不記得它，則 Java 中的異常會指出意外或意外事件，該異常在程式執行期間（即在運作時）發生，這會破壞程式指令的正常流程。Java為我們提供了上述 try-catch 捕獲異常的機制。讓我們簡要檢查一下它是如何工作的。

如果不處理異常會發生什麼？

首先，讓我們看一個非常常見的例子。這是一個包含 JDBC 代碼的代碼段：

Connection connection = dataSource.getConnection();
String updateNameSql = "UPDATE employees SET name=? WHERE emp_id=?";
PreparedStatement preparedStatement = connection.prepareStatement(updateNameSql);

坦白地說，你的 IDE 甚至不允許你編寫這段代碼，而是要求用 try-catch 塊将其包圍，像這樣：

try {
    Connection connection = dataSource.getConnection();
    String updateNameSql = "UPDATE employees SET name=? WHERE emp_id=?";
    PreparedStatement preparedStatement = connection.prepareStatement(updateNameSql);
} catch (SQLException ex){
}

注：我們可以将其重構為 try-with-resources，但是稍後再讨論。

那麼，為什麼我們要這樣編寫代碼？因為 SQLException 是一個檢查異常。

如果這些異常可以由方法或構造函數的執行抛出并傳播到方法或構造函數邊界之外，則必須在方法或構造函數的 throws 子句中聲明這些異常。SQLException 如果發生資料庫通路錯誤，則在示例中使用的方法将抛出。是以，我們用一個 try-catch 塊将其包圍。

Java 在編譯過程中驗證了這些異常，這就是它們與運作時異常不同的原因。

但是你不必處理所有異常情況

但是，并非每個異常都應被一個 try-catch 塊包圍。

情況 1：運作時異常

Java 異常是 Throwable 的子類，但是其中一些是 RuntimeException 類的子類。看下面的圖，它給出了 Java 異常的層次結構：

Java異常處理隻有Try-Catch嗎？處理 Java 中的異常Vavr Try總結

請注意，運作時異常是特定的組。根據 Java 規範，從這些異常中還是有可能恢複的。作為示例，讓我們回想一下 ArrayIndexOutOfBoundsException。看看下面的示例代碼片段：

int numbers[] = [1,43,51,0,9];
System.out.println(numbers[6]);

在這裡，我們有一個具有5個值（0-4位）的整數數組。當我們嘗試檢索絕對超出範圍的值（索引= 6）時，Java 将抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException。

這表明我們嘗試調用的索引為負數，大于或等于數組的大小。如我所說，這些異常可以修複，是以在編譯過程中不會對其進行檢查。這意味着你仍然可以編寫如下代碼：

int numbers[] = [1,43,51,0,9];
int index = 6;
try{
    System.out.println(numbers[index]);
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException ex){
    System.out.println("Incorrect index!");
}

但是你不必這樣做。

情況 2：錯誤

Error 是另一個棘手的概念。再看一下上面的圖-存在錯誤，但是通常不會處理。為什麼？通常，這是由于 Java 程式無法執行任何操作來從錯誤中恢複，例如：錯誤表明嚴重的問題，而合理的應用程式甚至不應嘗試捕獲。

讓我們考慮一下記憶體錯誤– java.lang.VirtualMachineError。此錯誤表明 JVM 已損壞或已經用盡了繼續運作所必需的資源。換句話說，如果應用程式的記憶體不足，則它根本無法配置設定額外的記憶體資源。

當然，如果由于持有大量應釋放的記憶體而導緻失敗，則異常處理程式可以嘗試釋放它（不是直接釋放它本身，而是可以調用JVM來釋放它）。并且，盡管這樣的處理程式在這種情況下可能有用，但是這樣的嘗試可能不會成功。

Try-Catch 塊的變體

上述編寫 try-catch 語句的方法并不是 Java 中唯一可用的方法。還有其他方法：try-with-resources，try-catch-finally 和多個 catch 塊。讓我們快速浏覽這些不同的方法。

方法 1：Try-With-Resources

try-with-resources 塊在 Java 7 中引入的，并允許開發者在程式運作到此結束後必須關閉聲明的資源。我們可以在實作該 AutoCloseable 接口（即特定标記接口）的任何類中包含資源。我們可以像這樣重構所提到的 JDBC 代碼：

try (Connection connection = dataSource.getConnection){
    String updateNameSql = "UPDATE employees SET name=? WHERE emp_id=?";
    PreparedStatement preparedStatement = connection.prepareStatement(updateNameSql);
} catch (SQLException ex){
//..
}

Java 確定我們 Connection 在執行代碼後将其關閉。在進行此建構之前，我們必須顯式地關閉 finally 塊中的資源。

方法 2：Try + Finally

finally 塊在任何情況下都将執行。例如在成功情況下或在異常情況下。在其中，你需要放置将在之後執行的代碼：

FileReader reader = null;
try {
    reader = new FileReader("/text.txt");
    int i=0;
    while(i != -1){
        i = reader.read();
        System.out.println((char) i);
    }
} catch(IOException ex1){
//...
} finally{
    if(reader != null){
       try {
         reader.close();
       } catch (IOException ex2) {
       //...
       }
    }
}

請注意，此方法有一個缺點：如果在 finally 塊内引發異常，則會使其中斷。是以，我們必須正常處理異常。将 try-with-resources 與可關閉的資源一起使用，避免在 finally 塊内關閉資源。

方法 3：多 Catch 塊

最後，Java 允許我們使用一個 try-catch 塊多次捕獲異常。當方法抛出幾種類型的異常并且您想區分每種情況的邏輯時，這很有用。舉個例子，讓這個虛構的類使用抛出多個異常的方法：

class Repository{
    void insert(Car car) throws DatabaseAccessException, InvalidInputException {
    //...
    }
}
//...
try {
    repository.insert(car);
} catch (DatabaseAccessException dae){
    System.out.println("Database is down!");
} catch (InvalidInputException iie){
    System.out.println("Invalid format of car!");
}

在這裡需要記住什麼？通常，我們假設在此代碼中，這些異常處于同一級别。但是你必須從最具體到最一般的順序排序 catch 塊。例如，捕獲 ArithmeticException 異常必須在捕獲 Exception 異常之前。

到這裡，我們已經回顧了如何使用内置方法處理 Java 中的異常。現在，讓我們看一下如何使用 Vavr 庫執行此操作。

Vavr Try

我們回顧了捕獲 Java 異常的标準方法。另一種方法是使用 Vavr Try 類，Vavr 是 Java 8+ 中一個函數式庫，提供了一些不可變資料類型及函數式控制結構。首先，添加 Vavr 庫依賴項：

<dependency>
   <groupId>io.vavr</groupId>
   <artifactId>vavr</artifactId>
   <version>0.10.2</version>
</dependency>

Try 容器

Vavr 包含的 Try 類是 monadic 容器類型，它表示可能導緻異常或傳回成功計算出的值的計算。此結果可以采用 Success 或 Failure。看下面這段代碼：

class CarsRepository{
    Car insert(Car car) throws DatabaseAccessException {
        //...
    }
    Car find (String id) throws DatabaseAccessException {
        //..
    }
    void update (Car car) throws DatabaseAccessException {
        //..
    }
    void remove (String id) throws DatabaseAccessException {
        //..
    }
}

在調用此代碼時，我們将使用這些 try-catch 塊來處理 DatabaseAccessException。但是另一個解決方案是使用 Vavr 對其進行重構。檢視以下代碼片段：

class CarsVavrRepository{
    Try<Car> insert(Car car) {
        System.out.println("Insert a car...");
        return Try.success(car);
    }
    Try<Car> find (String id) {
        System.out.println("Finding a car...");
        System.out.println("..something wrong with database!");
        return Try.failure(new DatabaseAccessException());
    }
    Try<Car> update (Car car) {
        System.out.println("Updating a car...");
        return Try.success(car);
    }
    Try<Void> remove (String id) {
        System.out.println("Removing a car...");
        System.out.println("..something wrong with database!");
        return Try.failure(new DatabaseAccessException());
    }
}

現在，我們可以使用 Vavr 處理資料庫問題。

處理成功

當我們收到成功計算的結果時，我們會收到 Success：

@Test
void successTest(){
    CarsVavrRepository repository = new CarsVavrRepository();
    Car skoda = new Car("skoda", "9T4 4242", "black");
    Car result = repository.insert(skoda).getOrElse(new Car("volkswagen", "3E2 1222", "red"));
    Assertions.assertEquals(skoda.getColor(), result.getColor());
    Assertions.assertEquals(skoda.getId(), result.getId());
}

請注意，Vavr.Try 相較于 Vavr.Option，為我們提供了一種友善的 getOrElse 方法，在發生故障的情況下我們可以使用預設值，我們可以将這種邏輯與有問題的方法結合使用，例如與 find 一起使用。

處理失敗

在另一種情況下，我們将處理 Failure：

@Test
void failureTest(){
    CarsVavrRepository repository = new CarsVavrRepository();
        // desired car
    Car bmw = new Car("bmw", "4A1 2019", "white");
        // failure car
    Car failureCar = new Car("seat", "1A1 3112", "yellow");
    Car result = repository.find("4A1 2019").getOrElse(failureCar);
    Assertions.assertEquals(bmw.getColor(), result.getColor());
    Assertions.assertEquals(bmw.getId(), result.getId());
}

運作此代碼。由于斷言錯誤，該測試将失敗：

org.opentest4j.AssertionFailedError: 
Expected :white
Actual   :yellow

這意味着因為我們在 find 方法中對失敗進行了寫死，是以我們收到了預設值。除了傳回預設值之外，我們還可以在發生錯誤的情況下執行其他操作并生成結果。你可以使用連結函數 Option 來使您的代碼更具功能性：

repository.insert(bmw).andThen(car -> {
    System.out.println("Car is found "+car.getId());
}).andFinally(()->{
    System.out.println("Finishing");
});

或者，你可以使用收到的異常執行代碼，如下所示：

repository.find("1A9 4312").orElseRun(error->{
    //...
});

一般來說，Vavr Try 是一個功能豐富的解決方案，可用于以更實用的方式轉換代碼庫。毫無疑問，它與其他 Vavr 類（如 Option 或 Collections）結合後，才可以釋放出真正的力量。但是，如果您想編寫更多的功能樣式的代碼，即使沒有它們，Vavr Try 對于 Java 的 try-catch 塊來說也是一個的正确的替代選擇。

總結

Java 中的異常處理機制通常與 try-catch 塊關聯，以便捕獲異常并提供發生異常時将要執行的邏輯。同樣，我們确實不需要将所有異常都放入這些塊中。在本文中，我們探讨了如何使用 Vavr 庫執行此操作。

Java異常處理隻有Try-Catch嗎？處理 Java 中的異常Vavr Try總結

處理 Java 中的異常

如果不處理異常會發生什麼？

但是你不必處理所有異常情況

情況 1：運作時異常

情況 2：錯誤

Try-Catch 塊的變體

方法 1：Try-With-Resources

方法 2：Try + Finally

方法 3：多 Catch 塊

Vavr Try

Try 容器

處理成功

處理失敗

總結

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