本文转自wawlian
捕获到异常时，往往需要进行一些处理。比较简单直接的方式就是打印异常栈轨迹Stack Trace。说起栈轨迹，可能很多人和我一样，第一反应就是printStackTrace()方法。其实除了这个方法，还有一些别的内容也是和栈轨迹有关的。
1.printStackTrace()
首先需要明确，这个方法并不是来自于Exception类。Exception类本身除了定义了几个构造器之外，所有的方法都是从其父类继承过来的。而和异常相关的方法都是从java.lang.Throwable类继承过来的。而printStackTrace()就是其中一个。
这个方法会将Throwable对象的栈轨迹信息打印到标准错误输出流上。输出的大体样子如下：
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java.lang.NullPointerException at MyClass.mash(MyClass.java:9)
at MyClass.crunch(MyClass.java:6)
at MyClass.main(MyClass.java:3)
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输出的第一行是toString()方法的输出，后面几行的内容都是之前通过fillInStackTrace()方法保存的内容。关于这个方法，我们后面会讲。
下面看一个例子：
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public class TestPrintStackTrace {
public static void f() throws Exception{
throw new Exception("出问题啦！");
}
public static void g() throws Exception{
f();
}
public static void main(String[] args) {
try {
g();
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
} |
这个例子的输出如下：
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java.lang.Exception: 出问题啦！ at TestPrintStackTrace.f(TestPrintStackTrace.java:3)
at TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:6)
at TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:10)
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在这个例子中，在方法f()中抛出异常，方法g()中调用方法f()，在main方法中捕获异常，并且打印栈轨迹信息。因此，输出依次展示了f—>g—>main的过程。
2.getStackTrace()方法
这个方法提供了对printStackTrace()方法所打印信息的编程访问。它会返回一个栈轨迹元素的数组。以上面的输出为例，输出的第2-4行每一行的内容对应一个栈轨迹元素。将这些栈轨迹元素保存在一个数组中。每个元素对应栈的一个栈帧。数组的第一个元素保存的是栈顶元素，也就是上面的f。最后一个元素保存的栈底元素。
下面是一个使用getStackTrace()访问这些轨迹栈元素并打印输出的例子：
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public class TestPrintStackTrace {
public static void f() throws Exception{
throw new Exception("出问题啦！");
}
public static void g() throws Exception{
f();
}
public static void main(String[] args) {
try {
g();
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("------------------------------");
for(StackTraceElement elem : e.getStackTrace()) {
System.out.println(elem);
}
}
}
} |
这样的输出和printStackTrace()的输出基本上是一样的，如下：
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java.lang.Exception: 出问题啦！ at TestPrintStackTrace.f(TestPrintStackTrace.java:3)
at TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:6)
at TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:10)
TestPrintStackTrace.f(TestPrintStackTrace.java:3)
TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:6)
TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:10)
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3.fillInStackTrace()
我们在前面也提到了这个方法。要说清楚这个方法，首先要讲一下捕获异常之后重新抛出的问题。在catch代码块中捕获到异常，打印栈轨迹，又重新throw出去。在上一级的方法调用中，再捕获这个异常并且打印出栈轨迹信息。这两个栈轨迹信息会一样吗？我们看一下代码：
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public class TestPrintStackTrace {
public static void f() throws Exception{
throw new Exception("出问题啦！");
}
public static void g() throws Exception{
try {
f();
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
throw e;
}
}
public static void main(String[] args) {
try {
g();
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
} |
在main方法中捕获的异常，是在g()方法中抛出的，按理说这两个打印栈轨迹的信息应该不同，第二次打印的信息应该没有关于f的信息。但是事实上，两次打印栈轨迹信息是一样的。输出结果如下：
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java.lang.Exception: 出问题啦！ at TestPrintStackTrace.f(TestPrintStackTrace.java:3)
at TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:7)
at TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:16)
java.lang.Exception: 出问题啦！ at TestPrintStackTrace.f(TestPrintStackTrace.java:3)
at TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:7)
at TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:16)
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也就是说，捕获到异常又立即抛出，在上级方法调用中再次捕获这个异常，打印的栈轨迹信息是一样的。原因在于没有将当前线程当前状态下的轨迹栈的状态保存进Throwabe中。现在我们引入fillInStackTrace()方法。这个方法刚好做的就是这样的保存工作。我们看一下这个方法的原型：
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public Throwable fillInStackTrace()
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这个方法是有返回值的。返回的是保存了当前栈轨迹信息的Throwable对象。我们看看使用fillInStackTrace()方法处理后，打印的栈轨迹信息有什么不同，代码如下：
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public class TestPrintStackTrace {
public static void f() throws Exception{
throw new Exception("出问题啦！");
}
public static void g() throws Exception{
try {
f();
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
//不要忘了强制类型转换
throw (Exception)e.fillInStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
try {
g();
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
} |
输出如下：
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java.lang.Exception: 出问题啦！ at TestPrintStackTrace.f(TestPrintStackTrace.java:3)
at TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:7)
at TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:17)
java.lang.Exception: 出问题啦！ at TestPrintStackTrace.g(TestPrintStackTrace.java:11)
at TestPrintStackTrace.main(TestPrintStackTrace.java:17)
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我们看到，在main方法中打印栈轨迹已经没有了f相关的信息了。
4.fillInStackTrace()续
fillInStackTrace这个方法还是很有特点的，竟然能够一直追踪调用自己的那些方法，甚至java的行数，本想仔细看看源代码的，没想到竟然是native的方法，而且api文档中只有一句话，实在是让人很难知道它的真正用法。do了一下research之后，有一些心得。
package 捕捉异常;
public class FillInStackTraceDemo {
Throwable th = new Throwable();
public FillInStackTraceDemo() {
System.out.println("in constructor");
}
public void a()
{
c();
}
public void b()
{
System.out.println("in b");
th.fillInStackTrace();
th.printStackTrace(System.out);
System.out.println("in b");
}
public void c()
{
b();
th.fillInStackTrace();
System.out.println("in c");
th.printStackTrace(System.out);
System.out.println("in c");
}
public static void main(String [] args)
{
FillInStackTraceDemo t3 = new FillInStackTraceDemo();
t3.a();
}
}
/*in constructor
in b
java.lang.Throwable
at 捕捉异常.FillInStackTraceDemo.b(FillInStackTraceDemo.java:19)
at 捕捉异常.FillInStackTraceDemo.c(FillInStackTraceDemo.java:26)
at 捕捉异常.FillInStackTraceDemo.a(FillInStackTraceDemo.java:13)
at 捕捉异常.FillInStackTraceDemo.main(FillInStackTraceDemo.java:37)
in b
in c
java.lang.Throwable
at 捕捉异常.FillInStackTraceDemo.c(FillInStackTraceDemo.java:27)
at 捕捉异常.FillInStackTraceDemo.a(FillInStackTraceDemo.java:13)
at 捕捉异常.FillInStackTraceDemo.main(FillInStackTraceDemo.java:37)
in c*/
fillInStackTrace每次执行的时候，会清空原来的栈内的trace信息。然后在当前的调用位置处重新建立trace信息， 所以在方法b()中printStackTrace的执行结果跟c()中的是不一样的。
以上就是关于Java栈轨迹的一些我之前没有掌握的内容，记下来备忘。