深入理解Java基礎之try-with-resource語法糖
背景
眾所周知，所有被打開的系統(tǒng)資源，比如流、文件或者Socket連接等，都需要被開發(fā)者手動關(guān)閉，否則隨著程序的不斷運行，資源泄露將會累積成重大的生產(chǎn)事故。
在Java的江湖中，存在著一種名為finally的功夫，它可以保證當你習武走火入魔之時，還可以做一些自救的操作。在遠古時代，處理資源關(guān)閉的代碼通常寫在finally塊中。然而，如果你同時打開了多個資源，那么將會出現(xiàn)噩夢般的場景：
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
BufferedInputStream bin = null;
BufferedOutputStream bout = null;
try {
bin = new BufferedInputStream(new FileInputStream(new File("test.txt")));
bout = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File("out.txt")));
int b;
while ((b = bin.read()) != -1) {
bout.write(b);
}
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
finally {
if (bin != null) {
try {
bin.close();
}
catch (IOException e) {
throw e;
}
finally {
if (bout != null) {
try {
bout.close();
}
catch (IOException e) {
throw e;
}
}
}
}
}
}
}Oh My God?。?！ 關(guān)閉資源的代碼竟然比業(yè)務代碼還要多 ?。?！這是因為，我們不僅需要關(guān)閉 BufferedInputStream ，還需要保證如果關(guān)閉 BufferedInputStream 時出現(xiàn)了異常， BufferedOutputStream 也要能被正確地關(guān)閉。所以我們不得不借助finally中嵌套finally?？梢韵氲?，打開的資源越多，finally中嵌套的將會越深?。?！
Java 1.7中新增的try-with-resource語法糖來打開資源，而無需碼農(nóng)們自己書寫資源來關(guān)閉代碼。再也不用擔心我把手寫斷掉了！我們用try-with-resource來改寫剛才的例子：
public class TryWithResource {
public static void main(String[] args) {
try (BufferedInputStream bin = new BufferedInputStream(new FileInputStream(new File("test.txt")));
BufferedOutputStream bout = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File("out.txt")))) {
int b;
while ((b = bin.read()) != -1) {
bout.write(b);
}
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}動手實踐
為了能夠配合try-with-resource，資源必須實現(xiàn) AutoClosable 接口。該接口的實現(xiàn)類需要重寫 close 方法：
public class Connection implements AutoCloseable {
public void sendData() {
System.out.println("正在發(fā)送數(shù)據(jù)");
}
@Override
public void close() throws Exception {
System.out.println("正在關(guān)閉連接");
}
}
調(diào)用類：
public class TryWithResource {
public static void main(String[] args) {
try (Connection conn = new Connection()) {
conn.sendData();
}
catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
運行后輸出結(jié)果：
正在發(fā)送數(shù)據(jù)
正在關(guān)閉連接
原理
那么這個是怎么做到的呢？我相信聰明的你們一定已經(jīng)猜到了，其實，這一切都是編譯器大神搞的鬼。我們反編譯剛才例子的class文件：
package com.codersm.trywithresource;
public class TryWithResource {
public TryWithResource() {
}
public static void main(String[] args) {
try {
Connection conn = new Connection();
Throwable var2 = null;
try {
conn.sendData();
} catch (Throwable var12) {
var2 = var12;
throw var12;
} finally {
if (conn != null) {
if (var2 != null) {
try {
conn.close();
} catch (Throwable var11) {
var2.addSuppressed(var11);
}
} else {
conn.close();
}
}
}
} catch (Exception var14) {
var14.printStackTrace();
}
}
}
看到?jīng)]，在第15~27行，編譯器自動幫我們生成了finally塊，并且在里面調(diào)用了資源的close方法，所以例子中的close方法在運行的時候被執(zhí)行。
異常屏蔽
細心的你們肯定又發(fā)現(xiàn)了，剛才反編譯的代碼（第21行）比遠古時的代碼多了一個 addSuppressed 。為了了解這段代碼的用意，我們稍微修改一下剛才的例子：我們將剛才的代碼改回遠古時代手動關(guān)閉異常的方式，并且在 sendData 和 close 方法中拋出異常：
public class Connection implements AutoCloseable {
public void sendData() throws Exception {
throw new Exception("send data");
}
@Override
public void close() throws Exception {
throw new MyException("close");
}
}
修改main方法：
public class TryWithResource {
public static void main(String[] args) {
try {
test();
}
catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
private static void test() throws Exception {
Connection conn = null;
try {
conn = new Connection();
conn.sendData();
}
finally {
if (conn != null) {
conn.close();
}
}
}
}
運行之后我們發(fā)現(xiàn)：
basic.exception.MyException: close
at basic.exception.Connection.close(Connection.java:10)
at basic.exception.TryWithResource.test(TryWithResource.java:82)
at basic.exception.TryWithResource.main(TryWithResource.java:7)
......
好的，問題來了，由于我們一次只能拋出一個異常，所以在最上層看到的是最后一個拋出的異常——也就是 close 方法拋出的 MyException ，而 sendData 拋出的 Exception 被忽略了。這就是所謂的異常屏蔽。由于異常信息的丟失，異常屏蔽可能會導致某些bug變得極其難以發(fā)現(xiàn)，程序員們不得不加班加點地找bug，如此毒瘤，怎能不除！幸好，為了解決這個問題，從Java 1.7開始，大佬們?yōu)?Throwable 類新增了 addSuppressed 方法，支持將一個異常附加到另一個異常身上，從而避免異常屏蔽。那么被屏蔽的異常信息會通過怎樣的格式輸出呢？我們再運行一遍剛才用try-with-resource包裹的main方法：
java.lang.Exception: send data at basic.exception.Connection.sendData(Connection.java:5) at basic.exception.TryWithResource.main(TryWithResource.java:14) ...... Suppressed: basic.exception.MyException: close at basic.exception.Connection.close(Connection.java:10) at basic.exception.TryWithResource.main(TryWithResource.java:15) ... 5 more
可以看到，異常信息中多了一個 Suppressed 的提示，告訴我們這個異常其實由兩個異常組成， MyException 是被Suppressed的異常?？上部少R！
注意事項
在使用try-with-resource的過程中，一定需要了解資源的 close 方法內(nèi)部的實現(xiàn)邏輯。否則還是可能會導致資源泄露。
舉個例子，在Java BIO中采用了大量的裝飾器模式。當調(diào)用裝飾器的 close 方法時，本質(zhì)上是調(diào)用了裝飾器內(nèi)部包裹的流的 close 方法。比如：
public class TryWithResource {
public static void main(String[] args) {
try (FileInputStream fin = new FileInputStream(new File("input.txt"));
GZIPOutputStream out = new GZIPOutputStream(new FileOutputStream(new File("out.txt")))) {
byte[] buffer = new byte[4096];
int read;
while ((read = fin.read(buffer)) != -1) {
out.write(buffer, 0, read);
}
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
在上述代碼中，我們從 FileInputStream 中讀取字節(jié)，并且寫入到 GZIPOutputStream 中。 GZIPOutputStream 實際上是 FileOutputStream 的裝飾器。由于try-with-resource的特性，實際編譯之后的代碼在后面帶上finally代碼塊，并且在里面調(diào)用fin.close()方法和out.close()方法。我們再來看 GZIPOutputStream 類的close方法：
public void close() throws IOException {
if (!closed) {
finish();
if (usesDefaultDeflater)
def.end();
out.close();
closed = true;
}
}
我們可以看到，out變量實際上代表的是被裝飾的 FileOutputStream 類。在調(diào)用out變量的 close 方法之前， GZIPOutputStream 還做了 finish 操作，該操作還會繼續(xù)往 FileOutputStream 中寫壓縮信息，此時如果出現(xiàn)異常，則會 out.close() 方法被略過，然而這個才是最底層的資源關(guān)閉方法。正確的做法是應該在try-with-resource中單獨聲明最底層的資源，保證對應的 close 方法一定能夠被調(diào)用。在剛才的例子中，我們需要單獨聲明每個 FileInputStream 以及 FileOutputStream ：
public class TryWithResource {
public static void main(String[] args) {
try (FileInputStream fin = new FileInputStream(new File("input.txt"));
FileOutputStream fout = new FileOutputStream(new File("out.txt"));
GZIPOutputStream out = new GZIPOutputStream(fout)) {
byte[] buffer = new byte[4096];
int read;
while ((read = fin.read(buffer)) != -1) {
out.write(buffer, 0, read);
}
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}由于編譯器會自動生成 fout.close() 的代碼，這樣肯定能夠保證真正的流被關(guān)閉。
以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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