Oracle 第11章：异常处理

在 Oracle PL/SQL 中，异常处理是一个重要的概念，它用于管理程序执行过程中可能发生的错误或特殊情况。异常可以是系统预定义的，也可以是由用户自定义的。

异常类型与处理机制

PL/SQL 提供了两种类型的异常：

预定义异常：这些是由 Oracle 数据库自动引发的标准异常，如 NO_DATA_FOUND（没有找到数据），TOO_MANY_ROWS（返回多行数据），等等。
用户定义异常：开发者可以根据需要定义自己的异常来处理特定的情况。

异常处理的基本结构包括 EXCEPTION 块，在这个块中可以编写处理特定异常的代码。如果在 PL/SQL 块中抛出了异常，并且该异常没有被捕获，则会导致 PL/SQL 块的执行终止。

示例代码

下面是一个使用预定义异常 NO_DATA_FOUND 的简单示例：

DECLARE
    v_salary NUMBER;
BEGIN
    -- 尝试从员工表中获取员工的工资
    SELECT salary INTO v_salary FROM employees WHERE employee_id = 9999;
    -- 如果没有找到该员工，则会抛出 NO_DATA_FOUND 异常
EXCEPTION
    WHEN NO_DATA_FOUND THEN
        dbms_output.put_line('Employee not found.');
END;
/

在这个例子中，如果尝试查询一个不存在的员工记录，SELECT ... INTO 语句将无法成功执行，并触发 NO_DATA_FOUND 异常。我们通过 WHEN NO_DATA_FOUND 子句捕获这个异常，并输出一条信息。

用户定义异常

有时候，标准异常不足以描述某些特定错误情况，这时就需要定义自己的异常。定义自定义异常的方法如下：

DECLARE
    e_invalid_value EXCEPTION; -- 定义一个异常
    PRAGMA EXCEPTION_INIT(e_invalid_value, -20001); -- 给异常赋一个错误码
BEGIN
    -- 检查某个条件是否满足，如果不满足则抛出自定义异常
    IF salary < 0 THEN
        RAISE e_invalid_value;
    END IF;
EXCEPTION
    WHEN e_invalid_value THEN
        dbms_output.put_line('Invalid value for salary.');
END;
/

在这个例子中，我们定义了一个名为 e_invalid_value 的自定义异常，并给它分配了一个 Oracle 错误码 -20001。当检查到工资值为负数时，我们就手动抛出这个异常。然后在 EXCEPTION 块中处理这个异常。

注意事项

在实际应用中，应该尽量避免使用通用异常处理器（如 WHEN OTHERS），因为这可能会掩盖真正的错误源。
使用异常处理时，要确保所有的可能异常都被正确处理，以防止程序崩溃。
在定义自定义异常时，确保错误码的选择不会与 Oracle 预留的错误码冲突。

多个异常的处理

在复杂的业务逻辑中，可能需要处理多种不同的异常。在这种情况下，可以在 EXCEPTION 块中为每种异常提供特定的处理逻辑。下面是一个处理多个异常的例子：

DECLARE
    v_employee_id employees.employee_id%TYPE := 9999;
    v_salary      employees.salary%TYPE;
BEGIN
    -- 尝试从员工表中获取员工的工资
    SELECT salary INTO v_salary FROM employees WHERE employee_id = v_employee_id;
    
    -- 如果没有找到记录，或者返回了多条记录，都会抛出相应的异常
EXCEPTION
    WHEN NO_DATA_FOUND THEN
        dbms_output.put_line('No data found for employee ID ' || v_employee_id);
    WHEN TOO_MANY_ROWS THEN
        dbms_output.put_line('Too many rows returned for employee ID ' || v_employee_id);
    WHEN OTHERS THEN
        -- 记录其他所有未预见的异常
        dbms_output.put_line('An unexpected error occurred: ' || SQLERRM);
END;
/

在这个例子中，我们增加了对 TOO_MANY_ROWS 异常的处理，以防查询返回多条记录的情况。同时，也保留了 WHEN OTHERS 子句来捕捉任何未预见的异常，并打印出错误信息。

使用自定义异常的最佳实践

当你创建自定义异常时，应该遵循以下最佳实践：

明确错误消息：为自定义异常提供明确的错误消息，以便于调试。
异常隔离：尽可能地隔离不同类型的异常，使得每种异常都有其特定的处理逻辑。
使用子类型：如果你有很多相似但又略有不同的异常，考虑定义一个基异常类型，并基于此类型定义子类型。

示例：自定义异常的使用

假设我们需要确保输入的数据符合一定的格式要求，我们可以定义一系列相关的异常：

DECLARE
    TYPE validation_exception IS EXCEPTION;
    PRAGMA EXCEPTION_INIT(validation_exception, -20000);
    
    e_invalid_date validation_exception;
    e_invalid_name validation_exception;
    
    v_date DATE;
    v_name VARCHAR2(100);
BEGIN
    v_date := TO_DATE('2024-02-30', 'YYYY-MM-DD'); -- 这里会抛出异常
    v_name := 'John Doe'; -- 假设这里有一个验证逻辑
    
    IF v_date > SYSDATE + 365 THEN
        RAISE e_invalid_date;
    END IF;
    
    IF v_name NOT LIKE '%[A-Z][a-z]*%' THEN
        RAISE e_invalid_name;
    END IF;
    
    -- 如果没有异常发生，继续执行后续逻辑...
EXCEPTION
    WHEN e_invalid_date THEN
        dbms_output.put_line('The date is invalid.');
    WHEN e_invalid_name THEN
        dbms_output.put_line('The name is invalid.');
    WHEN OTHERS THEN
        dbms_output.put_line('Unexpected error: ' || SQLERRM);
END;
/

在这个示例中，我们定义了两个自定义异常 e_invalid_date 和 e_invalid_name，分别用于验证日期和名字的有效性。每个异常都有具体的检查逻辑，并且在 EXCEPTION 块中有对应的处理代码。

通过这种方式，你可以为应用程序添加更强大的错误检测和处理功能，同时提高代码的可读性和可维护性。

复杂应用场景中的异常处理

在更复杂的应用场景中，异常处理不仅限于简单的错误捕捉，还需要考虑异常传播、异常恢复等更高级的功能。例如，当一个事务中的一部分操作失败时，我们可能希望回滚整个事务，而不是仅仅处理单个操作的异常。

示例：事务处理与异常

假设我们正在实现一个银行转账的业务逻辑，涉及到从一个账户扣款并存入另一个账户。为了保证数据的一致性，我们需要在一个原子性的事务中完成这两个操作。如果其中一个操作失败，我们需要回滚整个事务。

DECLARE
    v_sender_account accounts.account_id%TYPE := '12345678';
    v_receiver_account accounts.account_id%TYPE := '87654321';
    v_amount NUMBER := 100;
BEGIN
    -- 开始一个新的事务
    SAVEPOINT start_of_transaction;
    
    -- 从发送者账户扣除金额
    UPDATE accounts SET balance = balance - v_amount WHERE account_id = v_sender_account RETURNING balance INTO v_sender_balance;
    
    -- 如果没有找到发送者账户或余额不足，回滚事务
    IF SQL%NOTFOUND OR v_sender_balance < 0 THEN
        ROLLBACK TO start_of_transaction;
        RAISE_APPLICATION_ERROR(-20001, 'Insufficient funds or account does not exist.');
    END IF;
    
    -- 向接收者账户增加金额
    UPDATE accounts SET balance = balance + v_amount WHERE account_id = v_receiver_account RETURNING balance INTO v_receiver_balance;
    
    -- 如果没有找到接收者账户，回滚事务
    IF SQL%NOTFOUND THEN
        ROLLBACK TO start_of_transaction;
        RAISE_APPLICATION_ERROR(-20002, 'Receiver account does not exist.');
    END IF;
    
    -- 如果一切顺利，提交事务
    COMMIT;
EXCEPTION
    WHEN OTHERS THEN
        -- 回滚事务并记录错误信息
        ROLLBACK TO start_of_transaction;
        dbms_output.put_line('Transaction failed: ' || SQLERRM);
END;
/

在这个例子中，我们使用了 SAVEPOINT 来标记事务的开始点，并在每次更新操作之后检查是否存在异常。如果有异常发生，我们会回滚到事务的起点。只有当两个操作都成功时，才会提交事务。

异常处理与错误日志

除了处理异常本身外，记录详细的错误日志也是非常重要的一部分。当异常发生时，记录详细的错误信息可以帮助后续的故障排查和问题解决。

示例：记录错误日志

在 PL/SQL 中，可以使用 DBMS_OUTPUT.PUT_LINE 来输出简单的错误信息，但对于生产环境来说，通常会使用更专业的日志记录工具，如 DBMS_LOGMNR 或者其他日志框架来记录详细的错误信息。

BEGIN
    -- 尝试执行某项操作
    INSERT INTO transactions (id, amount) VALUES (1, 100);
    
    -- 如果插入失败，记录错误信息
EXCEPTION
    WHEN DUP_VAL_ON_INDEX THEN
        dbms_output.put_line('Duplicate value on index.');
        -- 在实际应用中，这里应该调用专门的日志记录过程
        -- LOG_ERROR('Duplicate value on index.', SQLERRM);
END;
/

在这个例子中，如果插入操作导致索引重复键异常，我们不仅输出了一个简单的错误信息，还可以记录详细的错误信息到日志文件中。

总结

通过上述讨论，我们可以看到异常处理不仅仅是简单的错误捕捉，而是涵盖了错误处理、事务管理和错误日志记录等多个方面。合理地设计和实现异常处理逻辑，可以使应用程序更加健壮和易于维护。在实际开发中，应该根据具体的应用场景和需求来选择合适的异常处理策略。