面试题：Java异常处理专家难度面试题

Question

在高并发的Java应用场景下，异常处理可能会对系统性能和稳定性产生重大影响。请分析在高并发环境中异常处理的最佳实践，如何在保证系统健壮性的同时尽量减少性能损耗。例如，从线程安全、锁机制以及异常日志记录等方面进行阐述

Answer 1

线程安全方面

1. 避免在共享资源中抛出异常：若多个线程访问共享资源，异常可能破坏资源的一致性。例如，在多线程操作一个共享的计数器时，如果在修改计数器值的过程中抛出异常，可能导致计数器处于不一致状态。应在操作共享资源前进行充分的有效性检查，确保不会因异常破坏共享资源的完整性。
2. 使用线程本地变量处理异常相关数据：在高并发环境下，每个线程独立处理异常相关的数据，避免线程间数据干扰。例如，使用ThreadLocal存储异常的临时信息，这样每个线程都有自己独立的副本，不会互相影响。

锁机制方面

1. 异常处理与锁的释放：在持有锁的代码块中抛出异常时，务必确保锁能正确释放，避免死锁。使用try - finally块，在try块中执行加锁后的业务逻辑，在finally块中释放锁。例如：

Lock lock = new ReentrantLock();
try {
    lock.lock();
    // 业务逻辑，可能抛出异常
} finally {
    lock.unlock();
}

2. 细粒度锁：在异常处理中尽量使用细粒度锁，而非粗粒度锁。粗粒度锁会使大量线程等待，增加系统性能开销。比如，对于一个包含多个操作的复杂业务逻辑，如果每个操作可以独立加锁，就使用细粒度锁，这样即使某个操作抛出异常，也不会影响其他操作的并行执行。

异常日志记录方面

1. 异步日志记录：在高并发场景下，同步的日志记录可能成为性能瓶颈。使用异步日志框架，如log4j2的异步日志记录功能，将日志记录操作放入队列，由专门的线程处理，避免因日志记录影响业务线程的执行。
2. 日志级别控制：根据不同的环境和需求，合理设置日志级别。在生产环境中，尽量使用ERROR级别记录异常，避免过多低级别日志产生性能开销。在开发和测试环境中，可以设置更详细的日志级别以便调试。
3. 异常信息的完整性：记录异常时，确保记录完整的堆栈跟踪信息，以便快速定位问题。但要注意不要过度记录敏感信息，避免安全风险。例如，使用logger.error("发生异常", e);这样的方式记录异常。