面试题：Kotlin异常处理与协程的结合及最佳实践

Question

在Kotlin的协程编程中，异常处理与常规函数的异常处理有何不同？如何在协程中捕获和处理异常，以避免未处理的异常导致程序崩溃？请举例说明，并阐述在协程异常处理方面的最佳实践。

Answer 1

1. 异常处理与常规函数的不同

• 常规函数：异常通常通过try - catch块直接捕获，异常会立即中断函数执行，并在最近的try - catch块中被捕获处理，如果没有合适的try - catch块，异常会向上层调用栈传播，最终可能导致程序崩溃。
• 协程：协程中异常处理相对复杂。协程是轻量级线程，异常默认不会立即中断协程执行。如果协程在GlobalScope启动，未处理的异常可能会导致应用崩溃；但在其他有结构化的协程作用域（如CoroutineScope）内，异常处理有不同机制。而且，协程异常传播遵循结构化并发原则，异常会在协程层次结构中传播。

2. 在协程中捕获和处理异常的方法

• 使用try - catch块：

import kotlinx.coroutines.*

fun main() = runBlocking {
    try {
        launch {
            throw RuntimeException("Test exception")
        }.join()
    } catch (e: RuntimeException) {
        println("Caught exception: $e")
    }
}

在此例中，在try - catch块内启动一个协程，若协程抛出异常，try - catch块可以捕获并处理。

• 使用CoroutineExceptionHandler：

import kotlinx.coroutines.*

val handler = CoroutineExceptionHandler { _, exception ->
    println("Caught exception: $exception")
}

fun main() = runBlocking {
    GlobalScope.launch(handler) {
        throw RuntimeException("Test exception")
    }.join()
}

CoroutineExceptionHandler可用于处理协程中的未捕获异常，通过在启动协程时传入该handler，若协程抛出未捕获异常，会由handler处理。

3. 协程异常处理的最佳实践

• 结构化并发：尽量使用结构化的协程作用域（如CoroutineScope配合launch或async），这样异常会在结构化的作用域内传播，方便集中处理，避免未处理异常导致程序崩溃。
• 避免使用GlobalScope：GlobalScope启动的协程不受结构化作用域控制，未处理异常易导致应用崩溃，应仅在必要且可保证异常处理的情况下使用。
• 使用supervisorScope：当需要启动一组相互独立的协程，且一个协程的异常不影响其他协程时，supervisorScope很有用。例如：

import kotlinx.coroutines.*

fun main() = runBlocking {
    supervisorScope {
        launch {
            delay(1000)
            throw RuntimeException("First coroutine exception")
        }
        launch {
            delay(2000)
            println("Second coroutine still running")
        }
    }
    println("SupervisorScope finished")
}

在此例中，第一个协程抛出异常，不会影响第二个协程执行。不过，supervisorScope本身不会捕获异常，异常仍会向上传播到外层作用域，需要外层合适处理。

• 集中处理异常：在协程作用域的上层，设置统一的CoroutineExceptionHandler，对所有未处理异常进行集中处理，例如记录日志、向用户显示友好错误提示等。