驯服 Tiger：线程中的默认异常处理

　　跟踪无法预期的运行时异常可能是一件又慢又费力的事情，只获得默认线程名称和堆栈跟踪通常是不够的。在驯服 Tiger 这一期专栏中，Java 开发人员 John Zukowski 向您展示了如何通过替代默认行为来定制输出。他还对比了通过细分 ThreadGroup 定制输出的老方法与通过提供自己的 UncaughtExceptionHandler 定制输出的新方法。
　　
　　虽然我们不想创建在无法预期时抛出运行时异常的程序，但这种情况还是会发生——尤其是第一次运行复杂程序时。通常是使用默认行为、打印堆栈溢出和结束线程的生命来处理这些异常。
　　
　　从哪里发现默认行为？每个线程都属于一个由 java.lang.ThreadGroup 类表示的线程组。顾名思义，线程组允许您将线程组合在一起。您可能是为了方便而将线程组合，例如，一个线程池中的所有线程都属于组 X，而另一个池的所有线程则属于组 Y，或者是为了访问控制而将线程进行组合。组 X 中的线程无权访问或改变组 Y 中的线程，除非它们都在同一线程组内（或在一个子组内）。
　　
　　在 Tiger 之前，ThreadGroup 类提供了一种处理未捕获异常的方法：ThreadGroup 的 uncaughtException() 方法。如果异常不是 ThreadDeath，则将线程的名称和堆栈回溯（stack backtrace）发送到 System.err。但是 Tiger 添加了另一种方法：Thread.UncaughtExceptionHandler 接口。细分 ThreadGroup 或安装该新接口的实现都允许您更改默认行为。我们将对 Tiger 之前和之后提供的方法都进行研究。
　　
　　使用 ThreadGroup 的定制行为
　　发生未捕获的异常时，默认行为是将堆栈溢出打印输出到系统错误（System.err）中，如清单 1 中所示。不需要使用任何命令参数来启动程序。
　　
　　清单 1. 线程溢出示例
　　
　　public class SimpleDump {
　　　public static void main(String args[]) {
　　　　System.out.println(args[0]);
　　　}
　　}
　　
　　不使用任何参数运行该程序将生成清单 2 中的输出。尽管它不是一个很长的堆栈跟踪，但它是一个完整的堆栈跟踪。
　　
　　清单 2. 默认线程溢出输出
　　
　　Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 0
　　　　　　at SimpleDump.main(SimpleDump.java:3)
　　
　　正如 Java 平台的许多东西一样，如果不喜欢默认行为，您可以对其进行更改。在 Java 平台的 Tiger 版以前的版本中，不能替代所有线程的默认行为，但是可以创建一个新的 ThreadGroup，并更改在该组内创建的任何线程的默认行为。您可以重写 uncaughtException(Thread t, Throwable e) 方法来定制该行为。然后，当发生未预料的运行时异常时，该线程组内创建的任何线程都将获得新的行为。不过，最好是修复基础问题，我将提供一个简单的示例，说明更改默认行为所必需的步骤。清单 3 展示了将执行代码放入新线程的调整过的测试程序：
　　
　　清单 3. 调整过的线程溢出示例
　　
　　public class WindowDump {
　　　public static void main(String args[]) throws Exception {
　　　　ThreadGroup group = new LoggingThreadGroup("Logger");
　　　　new Thread(group, "myThread") {
　　　　　public void run() {
　　　　　　System.out.println(1 / 0);
　　　　　}
　　　　}.start();
　　　}
　　}
　　
　　LoggingThreadGroup 类是一个新的内容，清单 4 中显示了它的定义。为了进行说明，通过重写 uncaughtException() 方法实现的特殊行为将在一个弹出窗口中显示该异常，这项操作是在特殊 Handler 的帮助下使用 Java Logging API 来完成的。
　　
　　清单 4. LoggingThreadGroup 的定义
　　
　　import java.util.logging.*;
　　
　　public class LoggingThreadGroup extends ThreadGroup {
　　　private static Logger logger;
　　　public LoggingThreadGroup(String name) {
　　　　super(name);
　　　}
　　　public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
　　　　// Initialize logger once
　　　　if (logger == null) {
　　　　　logger = Logger.getLogger("example");
　　　　　Handler handler = LoggingWindowHandler.getInstance();
　　　　　logger.addHandler(handler);
　　　　}
　　　　logger.log(Level.WARNING, t.getName(), e);
　　　}
　　}
　　
　　这里创建的定制 Handler 的类型为 LoggingWindowHandler，该类型的定义在清单 5 中。处理程序使用了一个支持类 LoggingWindow，该类将异常显示在屏幕上。清单 6 中显示了该类的定义。Handler 的 public void publish(LogRecord record) 方法实现了一些重要操作。其余操作大部分只与配置有关。
　　
　　清单 5. LoggingWindowHandler 的定义
　　
　　import java.util.logging.*;
　　
　　public class LoggingWindowHandler extends Handler {
　　　private static LoggingWindow window;
　　　private static LoggingWindowHandler handler;
　　
　　　private LoggingWindowHandler() {
　　　　configure();
　　　　window = new LoggingWindow("Logging window...", 400, 200);
　　　}
　　
　　　public static synchronized LoggingWindowHandler getInstance() {
　　　　if (handler == null) {
　　　　　handler = new LoggingWindowHandler();
　　　　}
　　　　return handler;
　　　}
　　
　　　/**
　　　 * Get any configuration properties set
　　　 */
　　　private void configure() {
　　　　LogManager manager = LogManager.getLogManager();
　　　　String className = getClass().getName();
　　　　String level = manager.getProperty(className + ".level");
　　　　setLevel((level == null) ? Level.INFO : Level.parse(level));
　　　　String filter = manager.getProperty(className + ".filter");
　　　　setFilter(makeFilter(filter));
　　　　String formatter =
　　　　　manager.getProperty(className + ".formatter");
　　　　setFormatter(makeFormatter(formatter));
　　　}
　　
　　　private Filter makeFilter(String name) {
　　　　Filter f = null;
　　　　try {
　　　　　Class c = Class.forName(name);
　　　　　f = (Filter)c.newInstance();
　　　　} catch (Exception e) {
　　　　　if (name != null) {
　　　　　　System.err.println("Unable to load filter: " + name);
　　　　　}
　　　　}
　　　　return f;
　　　}
　　
　　　private Formatter makeFormatter(String name) {
　　　　Formatter f = null;
　　　　try {
　　　　　Class c = Class.forName(name);
　　　　　f = (Formatter)c.newInstance();
　　　　} catch (Exception e) {
　　　　　f = new SimpleFormatter();
　　　　}
　　　　return f;
　　　}
　　
　　　// Overridden abstract Handler methods
　　　
　　　public void close() {
　　　}
　　
　　　public void flush() {
　　　}
　　
　　　/**
　　　 * If record is loggable, format it and add it to window
　　　 */
　　　public void publish(LogRecord record) {
　　　　String message = null;
　　　　if (isLoggable(record)) {
　　　　　try {
　　　　　　message = getFormatter().format(record);
　　　　　} catch (Exception e) {
　　　　　　reportError(null, e, ErrorManager.FORMAT_FAILURE);
　　　　　　return;
　　　　　}
　　　　　try {
　　　　　　window.addLogInfo(message);
　　　　　} catch (Exception e) {
　　　　　　reportError(null, e, ErrorManager.WRITE_FAILURE);
　　　　　}
　　　　}
　　　}
　　}
　　
　　清单 6. LoggingWindow 的定义
　　
　　import java.awt.*;
　　import javax.swing.*;
　　
　　public class LoggingWindow extends JFrame {
　　　private JTextArea textArea;
　　
　　　public LoggingWindow(String title, final int width,
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 final int height) {
　　　super(title);
　　　EventQueue.invokeLater(new Runnable() {
　　　　public void run() {
　　　　　setSize(width, height);
　　　　　textArea = new JTextArea();
　　　　　JScrollPane pane = new JScrollPane(textArea);
　　　　　　textArea.setEditable(false);
　　　　　　getContentPane().add(pane);
　　　　　　setVisible(true);
　　　　　}
　　　　});
　　　}
　　
　　　public void addLogInfo(final String data) {
　　　　EventQueue.invokeLater(new Runnable() {
　　　　　public void run() {
　　　　　　textArea.append(data);
　　　　　}
　　　　});
　　　}
　　}
　　
　　发生运行时异常时，可能要做许多工作来更改发生的问题。该代码的大部分都是 Logging Handler，但是，要执行更改，就必须细分 ThreadGroup，重写 uncaughtException()，然后在该线程组中执行您的线程。