12 Construction for  Robustness and Correctness

面向正确性与健壮性的软件构造

• 健壮性和正确性

Robustness 健壮性：系统在不正常输入或不正常外部环境下仍能表现正常的程度

面向健壮性的编程：1.处理未期望的行为和错误终止

2.即使终止执行，也要准确/无歧义的向用户展示错误信息

3.错误信息有助于进行debug

对别人宽容点，对自己狠一点

Correctness正确性：程序按照spec加以执行的能力，是最重要的质量指标！（永不给用户错误的结果）

正确性倾向于直接报错（ERROR），健壮性则倾向于容错。

• 怎么评估正确性和健壮性？

外部观察角度：MTBF---平均失效间隔时间：失效间隔时间的期望值

内部观察角度：Residual defect rates 残余缺陷率：每千行代码中遗留的bug的数量

• Error和Exception

Throwable是Error和Exception的超类

对于Error，程序员通常无能为力，一旦发生了，只能想办法让程序优雅的结束

对于异常，自己程序导致的问题，可以捕获，可以处理

异常：程序执行中的非正常事件，程序无法再按照预想的流程执行。

异常可以分为两类，一类是运行时异常RuntimeException和其他异常

运行时异常：由程序员在代码里处理不当造成的

其他异常   ：由外部原因造成的

RuntimeException运行时异常,是因为程序的源代码引入的故障

比如：ArrayIndexOutOfBoundsException、NullPointerException。。。

非运行时异常是程序员无法完全控制的外在问题所导致的，比如IO异常。

• Checked and Unchecked exception

Error和RuntimeException是Unchecked的，其余的都是Checked的

对于UnChecked Exception：

可以不处理，编译没问题，但执行时出现就代表程序失败，代表程序中的潜在bug

Unchcked异常也可以使用throws声明或try/catch进行捕获，但大多数时候是不需要的，也不应该这么做

对于Checked  Exception :

必须catch并处理这个异常，或者通过throws这个异常，告诉编译器你处理不了。

必须捕获并指定错误处理器handler，否则编译无法通过

当要决定是采用checked exception还是unchecked exception时候，问一个问题：

如果这种异常一旦抛出，client会做怎么样的补救？

如果客户端可以通过其他方法恢复异常，那么采用checked exception

如果客户端对这种异常无能为力，采用unchecked exception

异常出现的时候，要做一些试图恢复他的操作而不仅仅只打印他的信息。

尽量使用unchecked exception来处理编程错误，因为不用使客户端代码显式的处理他们，衙门会在出现的地方挂起程序并打印出异常信息。

Checked exception应该让客户端从中得到丰富的信息

如果想让代码更加易读，倾向于用unchecked exception来处理程序中的错误

程序员必须在方法的spec中明确写清楚本方法会抛出的所有checked exception

结果是false

• 预防bug

最好的防御就是不要引入bug

如果无法避免的话，尝试着将bug限制在最少的范围之内(限定在一个方法之内，不扩散）

Assertions 断言:当程序不满足前置条件时候，可以通过抛出AssertionError异常来快速结束程序，避免扩散fail fast

断言使对代码中程序员所作假设的文档化，也不会影响运行时的性能（实际使用时，assertion都会被disabled)

Assert condition : message 当condition不满足的时候，message会显示给用户

断言默认会关闭，记得打开-ea

断言保证正确性，错误/异常处理使保证健壮性。

断言和异常处理都可以处理同样的错误

client希望使用checked异常，因为可以提示更清晰的错误信息并加以补救，避免程序的直接推出。开发者更倾向于使用unchecked，会让代码更加简洁易读。