[Google Guava] 1.5-Throwables：简化异常和错误的传播与检查

原文链接 译者: 沈义扬

异常传播

有时候，你会想把捕获到的异常再次抛出。这种情况通常发生在Error或RuntimeException被捕获的时候，你没想捕获它们，但是声明捕获Throwable和Exception的时候，也包括了了Error或RuntimeException。Guava提供了若干方法，来判断异常类型并且重新传播异常。例如：

1    try {
2        someMethodThatCouldThrowAnything();
3    } catch (IKnowWhatToDoWithThisException e) {
4        handle(e);
5    } catch (Throwable t) {
6        Throwables.propagateIfInstanceOf(t, IOException.class);
7        Throwables.propagateIfInstanceOf(t, SQLException.class);
8        throw Throwables.propagate(t);
9    }

所有这些方法都会自己决定是否要抛出异常，但也能直接抛出方法返回的结果——例如，throw Throwables.propagate(t);—— 这样可以向编译器声明这里一定会抛出异常。

Guava中的异常传播方法简要列举如下：

RuntimeException   propagate(Throwable)	如果Throwable是Error或RuntimeException，直接抛出；否则把Throwable包装成RuntimeException抛出。返回类型是RuntimeException，所以你可以像上面说的那样写成throw Throwables.propagate(t)，Java编译器会意识到这行代码保证抛出异常。
void propagateIfInstanceOf( Throwable, Class<X extends   Exception>) throws X	Throwable类型为X才抛出
void propagateIfPossible( Throwable)	Throwable类型为Error或RuntimeException才抛出
void   propagateIfPossible( Throwable, Class<X extends Throwable>) throws X	Throwable类型为X, Error或RuntimeException才抛出

Throwables.propagate的用法

模仿Java7的多重异常捕获和再抛出

通常来说，如果调用者想让异常传播到栈顶，他不需要写任何catch代码块。因为他不打算从异常中恢复，他可能就不应该记录异常，或者有其他的动作。他可能是想做一些清理工作，但通常来说，无论操作是否成功，清理工作都要进行，所以清理工作可能会放在finallly代码块中。但有时候，捕获异常然后再抛出也是有用的：也许调用者想要在异常传播之前统计失败的次数，或者有条件地传播异常。

当只对一种异常进行捕获和再抛出时，代码可能还是简单明了的。但当多种异常需要处理时，却可能变得一团糟：

01    @Override public void run() {
02        try {
03            delegate.run();
04        } catch (RuntimeException e) {
05            failures.increment();
06            throw e;
07        }catch (Error e) {
08            failures.increment();
09            throw e;
10        }
11    }

Java7用多重捕获解决了这个问题：

1    } catch (RuntimeException | Error e) {
2        failures.increment();
3        throw e;
4    }

非Java7用户却受困于这个问题。他们想要写如下代码来统计所有异常，但是编译器不允许他们抛出Throwable（译者注：这种写法把原本是Error或RuntimeException类型的异常修改成了Throwable，因此调用者不得不修改方法签名）：

1    } catch (Throwable t) {
2        failures.increment();
3        throw t;
4    }

解决办法是用throw Throwables.propagate(t)替换throw t。在限定情况下（捕获Error和RuntimeException），Throwables.propagate和原始代码有相同行为。然而，用Throwables.propagate也很容易写出有其他隐藏行为的代码。尤其要注意的是，这个方案只适用于处理RuntimeException 或Error。如果catch块捕获了受检异常，你需要调用propagateIfInstanceOf来保留原始代码的行为，因为Throwables.propagate不能直接传播受检异常。

总之，Throwables.propagate的这种用法也就马马虎虎，在Java7中就没必要这样做了。在其他Java版本中，它可以减少少量的代码重复，但简单地提取方法进行重构也能做到这一点。此外，使用propagate会意外地包装受检异常。

非必要用法：把抛出的Throwable转为Exception

有少数API，尤其是Java反射API和（以此为基础的）Junit，把方法声明成抛出Throwable。和这样的API交互太痛苦了，因为即使是最通用的API通常也只是声明抛出Exception。当确定代码会抛出Throwable，而不是Exception或Error时，调用者可能会用Throwables.propagate转化Throwable。这里有个用Callable执行Junit测试的范例：

01    public Void call() throws Exception {
02        try {
03            FooTest.super.runTest();
04        } catch (Throwable t) {
05            Throwables.propagateIfPossible(t, Exception.class);
06            Throwables.propagate(t);
07        }
08
09        return null;
10    }

在这儿没必要调用propagate()方法，因为propagateIfPossible传播了Throwable之外的所有异常类型，第二行的propagate就变得完全等价于throw new RuntimeException(t)。（题外话：这个例子也提醒我们，propagateIfPossible可能也会引起混乱，因为它不但会传播参数中给定的异常类型，还抛出Error和RuntimeException）

这种模式（或类似于throw new RuntimeException(t)的模式）在Google代码库中出现了超过30次。（搜索’propagateIfPossible[^;]* Exception.class[)];’）绝大多数情况下都明确用了”throw new RuntimeException(t)”。我们也曾想过有个”throwWrappingWeirdThrowable”方法处理Throwable到Exception的转化。但考虑到我们用两行代码实现了这个模式，除非我们也丢弃propagateIfPossible方法，不然定义这个throwWrappingWeirdThrowable方法也并没有太大必要。

Throwables.propagate的有争议用法

争议一：把受检异常转化为非受检异常

原则上，非受检异常代表bug，而受检异常表示不可控的问题。但在实际运用中，即使JDK也有所误用——如Object.clone()、Integer. parseInt(String)、URI(String)——或者至少对某些方法来说，没有让每个人都信服的答案，如URI.create(String)的异常声明。

因此，调用者有时不得不把受检异常和非受检异常做相互转化：

1    try {
2        return Integer.parseInt(userInput);
3    } catch (NumberFormatException e) {
4        throw new InvalidInputException(e);
5    }
1    try {
2        return publicInterfaceMethod.invoke();
3    } catch (IllegalAccessException e) {
4        throw new AssertionError(e);
5    }

 

有时候，调用者会使用Throwables.propagate转化异常。这样做有没有什么缺点？最主要的恐怕是代码的含义不太明显。throw Throwables.propagate(ioException)做了什么？throw new RuntimeException(ioException)做了什么？这两者做了同样的事情，但后者的意思更简单直接。前者却引起了疑问：”它做了什么？它并不只是把异常包装进RuntimeException吧？如果它真的只做了包装，为什么还非得要写个方法？”。应该承认，这些问题部分是因为”propagate”的语义太模糊了（用来抛出未声明的异常吗？）。也许”wrapIfChecked”更能清楚地表达含义。但即使方法叫做”wrapIfChecked”，用它来包装一个已知类型的受检异常也没什么优点。甚至会有其他缺点：也许比起RuntimeException，还有更合适的类型——如IllegalArgumentException。
我们有时也会看到propagate被用于传播可能为受检的异常，结果是代码相比以前会稍微简短点，但也稍微有点不清晰：

1    } catch (RuntimeException e) {
2        throw e;
3    }catch (Exception e) {
4        throw new RuntimeException(e);
5    }
1    } catch (Exception e) {
2     throw Throwables.propagate(e);
3    }

 

然而，我们似乎故意忽略了把检查型异常转化为非检查型异常的合理性。在某些场景中，这无疑是正确的做法，但更多时候它被用于避免处理受检异常。这让我们的话题变成了争论受检异常是不是坏主意了，我不想对此多做叙述。但可以这样说，Throwables.propagate不是为了鼓励开发者忽略IOException这样的异常。

争议二：异常穿隧

但是，如果你要实现不允许抛出异常的方法呢？有时候你需要把异常包装在非受检异常内。这种做法挺好，但我们再次强调，没必要用propagate方法做这种简单的包装。实际上，手动包装可能更好：如果你手动包装了所有异常（而不仅仅是受检异常），那你就可以在另一端解包所有异常，并处理极少数特殊场景。此外，你可能还想把异常包装成特定的类型，而不是像propagate这样统一包装成RuntimeException。

争议三：重新抛出其他线程产生的异常

1    try {
2        return future.get();
3    } catch (ExecutionException e) {
4        throw Throwables.propagate(e.getCause());
5    }

对这样的代码要考虑很多方面：

• ExecutionException的cause可能是受检异常，见上文”争议一：把检查型异常转化为非检查型异常”。但如果我们确定future对应的任务不会抛出受检异常呢？（可能future表示runnable任务的结果——译者注：如ExecutorService中的submit(Runnable task, T
  result)方法）如上所述，你可以捕获异常并抛出AssertionError。尤其对于Future，请考虑 Futures.get方法。（TODO：对future.get()抛出的另一个异常InterruptedException作一些说明）
• ExecutionException的cause可能直接是Throwable类型，而不是Exception或Error。（实际上这不大可能，但你想直接重新抛出cause的话，编译器会强迫你考虑这种可能性）见上文”用法二：把抛出Throwable改为抛出Exception”。
• ExecutionException的cause可能是非受检异常。如果是这样的话，cause会直接被Throwables.propagate抛出。不幸的是，cause的堆栈信息反映的是异常最初产生的线程，而不是传播异常的线程。通常来说，最好在异常链中同时包含这两个线程的堆栈信息，就像ExecutionException所做的那样。（这个问题并不单单和propagate方法相关；所有在其他线程中重新抛出异常的代码都需要考虑这点）

异常原因链

Guava提供了如下三个有用的方法，让研究异常的原因链变得稍微简便了，这三个方法的签名是不言自明的：

Throwable   getRootCause(Throwable)
List<Throwable>   getCausalChain(Throwable)
String   getStackTraceAsString(Throwable)

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