Java8 Lambda 表达式与 Checked Exception

calendar Feb 8, 2017   ---   · 2 min read · Thread lambda java8  ·
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当我们在使用 Java 8 的 Lambda 表达式时，表达式内容需要抛出异常，也许还会想当然的让当前方法再往外抛来解决编译问题，如下面的代码
让 main() 方法抛出 Exception 还是不解决决编译错误，仍然提示 "Unhandled exception: java.io.FileNotFoundException"。

因为我们可能保持着惯性思维，忽略了 Lambda 本身就是一个功能性接口方法的实现，所以把上面的代码还原为匿名类的方式
1public void foo() {
2    Stream.of("a", "b").forEach(new Consumer<String>() {
3        @Override
4        public void accept(String s) {
5            new FileInputStream(s).close();
6        }
7});

那么对于上面那种情况应该如何处理呢？

就地处决或转换为 unchecked 异常

现在我们就不会让 foo() 方法去抛出一个异常来捕获 new FileInputStream(s).close() 这一行可能出现的异常，一定是会让 accept() 方法来向外层抛异常，正是因为 Consumer 定义的 accept() 方法定义不抛异常，所以若是用 IntelliJ IDEA 的话, 它会提示我们把会产生异常的那行 catch 起来，像下面那样
1try {
2    new FileInputStream(s).close();
3} catch (IOException e) {
4    e.printStackTrace();
5    //这是我加的，可以在这里抛出一个 unchecked 异常，如
6    throw new RuntimeException("file not found");
7}

这种情况似乎只能这样把 checked exception 转换为 unchecked exception 了。对于上面的改动，想要 catch 那个 RuntimeException 的话也没问题
1try {
2    foo();
3} catch (Exception ex) {
4    System.out.println(ex.getMessage());  //输出 file not found
5}

使用声明了异常的 SAM，可在外层方法继续抛出

如果不想要捕获异常再转换为 unchecked exception 的话，那就不能用 Java 8 内置的 Consumer 接口了，需要有一个声明抛出 Exception 的  accept() 方法的 Consumer. 比如下面的定义的 MyConsumer, 它的 accept() 方法抛出异常，代码如下：
 1@FunctionalInterface
 2    interface MyConsumer {
 3    void accept(String s) throws Exception;
 4}
 5
 6public void foo(String f, MyConsumer consumer) throws Exception {
 7    consumer.accept(f);
 8}
 9
10public void client() throws Exception{
11    foo("a", s -> new FileInputStream(s).close());
12}

上面的 foo() 和 client() 方法就可以声明抛出由 new FileInputStream() 产生的异常，而不需要进行异常转换。

并发操作是 Lambda 的异常处理

在单线程模式下，异常还是容易处理，有异常时在当前线程的异常栈中能查找到, 而对于其他线程中抛出的异常在当前线程中是无法捕获到的，就像下面的尝试是不会成功的
1try {
2    new Thread(() -> {
3        throw new RuntimeException("Something wrong");
4    }).start();
5    //这里怎么延时也没用
6} catch(Exception ex) {
7    System.out.println(ex.getMessage()); //上面的异常永远也不关这里的事
8}

在我的测试下控制台的输出类似如下
Exception in thread "Thread-0" java.lang.RuntimeException: Something wrong
    at cc.unmi.TestLambdaException.lambda$bar$1(TestLambdaException.java:41)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
那么 Java 8 的 parallelStream() 会把任务分配到其他线程去执行，是不是也无法在调用者线程上捕获到 parallelStream().forEach(Consumer) 中抛出的异常呢？不是的，可正常捕获，因为 Java 8 的 ForkJoinTask 有进行特殊的处理，会在子线程发生异常时把子线程的异常附着到调用者线程上去。我们来运行下面的代码
 1public static void main(String[] args) {
 2    try {
 3        foo();
 4    } catch (Exception ex) {
 5        System.out.println("Caught exception: " + ex.getMessage());
 6        ex.printStackTrace();
 7    }
 8}
 9
10private static void foo() {
11    Arrays.asList("a", "b").parallelStream().forEach(s -> {
12        try {
13            new FileInputStream(s).close();
14        } catch (IOException e) {
15            throw new RuntimeException("file not found");
16        }
17    });
18}

多次运行上面的代码可以收到两种情况的输出

第一种, 只有一层 RuntimeException("file not found")：

第二种，有两层的 RuntimeException("file not found")

总之，在使用 Java 8 集合框架的 parallelStream() 可以正常的在启动线程中捕获到 Lambda 表达式中产生的异常。

由上图中可看到起关键作用的就是 ForkJoinTask 的 invoke(),  reportException(), 和  getThrowableException() 方法，可以大概看下相关的 java.util.concurrent.ForkJoinTask  代码片断：
 1public final V invoke() {
 2    int s;
 3    if ((s = doInvoke() & DONE_MASK) != NORMAL)
 4        reportException(s);
 5    return getRawResult();
 6}
 7
 8private void reportException(int s) {
 9    ...........
10    if (s == EXCEPTIONAL)
11        rethrow(getThrowableException());
12}
13
14private Throwable getThrowableException() {
15    //..... 异常表中查找异常
16    Throwable ex;
17    .....
18    if (e.thrower != Thread.currentThread().getId()) {
19        //..... 如果异常的抛出者不是当前线程，把构建出一个异常实例关联实际异常
20    }
21    return ex; //这样就可以把原本在子线程中产生的异常抛到当前线程上来
22}

这可以作为我们在实际的多线程应用中异常处理的一个参考。 永久链接 https://yanbin.blog/java8-lambda-and-checked-exception/, 来自 隔叶黄莺 Yanbin's Blog
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