并发王者课-青铜09：防患未然-如何应对线程中的异常

欢迎来到《并发王者课》，本文是该系列文章中的第9篇。

在本篇文章中，我将为你介绍线程中异常的处理方式以及uncaughtExceptionHandler用法。

一、新线程中的异常去哪了

应用程序在执行过程中，难免会出现各种意外错误，如果我们没有对错误进行捕获处理，会直接影响应用的运行结果，甚至导致应用崩溃。而在应用异常处理中，多线程的异常处理是比较重要又容易犯错的地方。

接下来，我们通过一段代码模拟一种常见的多线程异常处理方式。

在下面的代码中，我们在主线程中创建了新线程nezhaThread，并期望在主线程中捕获新线程中抛出的异常：

 public static void main(String[] args) {
        Thread neZhaThread = new Thread() {
            public void run() {
                throw new RuntimeException("我是哪吒，我被围攻了！");
            }
        };
        // 尝试捕获线程抛出的异常
        try {
            neZhaThread.start();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("接收英雄异常：" + e.getMessage());
        }
    }

运行结果如下：

Exception in thread "Thread-0" java.lang.RuntimeException: 我是哪吒，我被围攻了！
	at cn.tao.king.juc.execises1.ExceptionDemo$1.run(ExceptionDemo.java:7)

Process finished with exit code 0

对于多线程新手来说，可能并不能直接看出其中的不合理。然而，从运行的结果中可以看到，没有输出“接收英雄异常”关键字。也就是说，主线程并未能捕获新线程的异常。 那这是为什么呢？

理解这一现象，首先要从线程的本质出发。在Java中，每个线程所运行的都是独立运行的代码片段，如果我们没有主动提供线程间通信和协作的机制，那么它们彼此之间是隔离的。

换句话说，每个线程都要在自己的闭环内完成全部的任务处理，包括对异常的处理，如果出错了但你没有主动处理异常，那么它们会按照既定的流程自我了结。

二、多线程中的异常处理方式

1. 从主线程看异常的处理

为了理解多线程中的错误处理方式，我们先看常见的主线程是如何处理错误的，毕竟相对于多线程，单一的主线程更容易让人理解。

 public static void main(String[] args) {
        throw new NullPointerException();
    }

很明显，上面这段代码将会抛出下面错误信息：

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
	at cn.tao.king.juc.execises1.ExceptionDemo.main(ExceptionDemo.java:21)

对于类似于空指针错误的堆栈信息，相信你一定并不陌生。在主线程中处理这样的异常很简单，通过编写try、catch代码块即可。但其实，除了这种方式外，我们还可以通过定义uncaughtExceptionHandler来处理主线程中的异常。

 public static void main(String[] args) {
        Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(new MyUncaughtExceptionHandler());
        throw new NullPointerException();
    }

    // 自定义错误处理
    static class MyUncaughtExceptionHandler implements Thread.UncaughtExceptionHandler {
        public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
            System.out.println("出错了！线程名：" + t.getName() + "，错误信息：" + e.getMessage());
        }
    }

输出结果如下：

出错了！线程名：main，错误信息：null

Process finished with exit code 1

你看，我们已经地捕获了异常。然而，你可能会疑惑为什么Thread.UncaughtExceptionHandler可以自定义错误处理？说到这，就不得不提Java中的异常处理方式，如下图所示：

在Java中，我们经常可以看到空指针那样的错误的堆栈信息，然而这个堆栈实则是线程在出错的情况下 “不得已” 才输出来的。从图中我们可以看到：

• 当线程出错时，首先会检查当前线程是否指定了错误处理器；
• 如果当前线程没有指定错误处理器，则继续检查其所在的线程组是否指定（注意，前面我们已经说过，每个线程都是有线程组的）；
• 如果当前线程的线程组也没有指定，则继续检查其父线程是否指定；
• 如果父线程同样没有指定错误处理器，则最后检查默认处理是否设置；
• 如果默认处理器也没有设置，那么将不得不输出错误的堆栈信息。

2. 多线程间的异常处理

不要忘记，主线程也是线程，所以当你理解了主线程的错误处理方式后，你也就理解了子线程中的异常处理方式，它们和主线程是相同的。在主线程中，我们可以通过Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler来设置自定义异常处理器。而在新的子线程中，则可以通过线程对象直接指定异常处理器，比如我们给前面的neZhaThread线程设置异常处理器：

neZhaThread.setName("哪吒");
neZhaThread.setUncaughtExceptionHandler(new MyUncaughtExceptionHandler());

那么，设置处理器后的线程异常信息则输出如下：

出错了！线程名：哪吒，错误信息：我是哪吒，我被围攻了！

Process finished with exit code 0

你看，通过定义uncaughtExceptionHandler，我们已经捕获并处理了新线程抛出的异常。

3. 理解UncaughtExceptionHandler

从上面的代码中，相信你已经直观地理解UncaughtExceptionHandler用法。在Java中，UncaughtExceptionHandler用于处理线程突然异常终止的情况。当线程因某种原因抛出未处理的异常时，JVM虚拟机将会通过线程中的getUncaughtExceptionHandler查询该线程的错误处理器，并将该线程和异常信息作为参数传递过去。如果该线程没有指定错误处理器，将会按照上图所示的流程继续查找。

三、 定义uncaughtExceptionHandler的三个层面

1. 定义默认异常处理器

默认的错误处理器可以作为线程异常的兜底处理器，在线程和线程组未指定异常处理器时，可以使用默认的异常处理器。

 Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(new MyUncaughtExceptionHandler());

2. 自定义特定的异常处理器

如果某个线程需要特定的处理器时，通过线程对象指定异常处理器是个很不错的选择。当然，这种异常处理器不可以与其他线程共享。

neZhaThread.setUncaughtExceptionHandler(new MyUncaughtExceptionHandler());

3. 继承ThreadGroup

通过继承ThreadGroup并覆写uncaughtException可以重设当前线程组的异常处理器逻辑。不过要注意的是，覆写线程组的行为并不常见，使用时需要慎重。

public class MyThreadGroupDemo  extends ThreadGroup{
    public MyThreadGroupDemo(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
        // 在这里重写线程组的异常处理逻辑
        System.out.println("出错了！线程名：" + t.getName() + "，错误信息：" + e.getMessage());
    }
}

小结

以上就是关于线程异常处理的全部内容，在本文中我们介绍了多线程异常的处理方式以及uncaughtExceptionHandler的用法。对于多线程的异常处理应该记住：

• 线程内部的异常应尽可能在其内部解决；
• 如果主线程需要捕获子线程异常，不可以使用try、catch，而是要使用uncaughtExceptionHandler。当然，已经在子线程内部捕获的异常，主线程将无法捕获。

正文到此结束，恭喜你又上了一颗星✨

夫子的试炼

• 编写代码了解并体验uncaughtExceptionHandler用法。

延伸阅读

• 《并发王者课》大纲与更新进度总览

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