使用 finally 关键字来避免资源漏洞

Java中finally关键字在异常处理的作用
本文介绍了Java中finally关键字对异常处理模型的重要性。与无finally机制的语言相比,Java的finally结构能让代码总会执行,可维护对象内部状态、清理非内存资源,避免资源漏洞。通过套接字示例,展示了有无finally时代码编写的差异。

与其他语言的模型相比,finally 关键字是对 Java 异常处理模型的最佳补充。 finally 结构使代码总会执行,而不管有无异常发生。使用 finally 可以维护对象的内部状态,并可以清理非内存资源。 如果没有 finally,您的代码就会很费解。例如,下面的代码说明,在不使用 finally 的情况下您必须如何编写代码来释放非内存资源:


这段代码创建了一个套接字,并调用 accept 方法。在退出该方法之前,您必须关闭此套接字,以避免资源漏洞。为了完成这一任务,我们在 //2 处调用 close,它是该方法的最后一条语句。但是,如果 try 块中发生一个异常会怎么样呢?在这种情况下,//2 处的 close 调用永远不会发生。因此,您必须捕获这个异常,并在重新发出这个异常之前在 //1 处插入对 close 的另一个调用。这样就可以确保在退出该方法之前关闭套接字。

这样编写代码既麻烦又易于出错,但在没有 finally 的情况下这是必不可少的。不幸的是,在没有 finally 机制的语言中,程序员就可能忘记以这种方式组织他们的代码,从而导致资源漏洞。Java 中的 finally 子句解决了这个问题。有了 finally,前面的代码就可以重写为以下的形式:


finally 块确保 close 方法总被执行,而不管 try 块内是否发出异常。因此,可以确保在退出该方法之前总会调用 close 方法。这样您就可以确信套接字被关闭并且您没有泄漏资源。在此方法中不需要再有一个 catch 块。在第一个示例中提供 catch 块只是为了关闭套接字,现在这是通过 finally 关闭的。如果您确实提供了一个 catch 块,则 finally 块中的代码在 catch 块完成以后执行。

finally 块必须与 try 或 try/catch 块配合使用。此外,不可能退出 try 块而不执行其 finally 块。如果 finally 块存在,则它总会执行。(无论从那点看,这个陈述都是正确的。有一种方法可以退出 try 块而不执行 finally 块。如果代码在 try 内部执行一条 System.exit(0); 语句,则应用程序终止而不会执行 finally 执行。另一方面,如果您在 try 块执行期间拨掉电源,finally 也不会执行。)

Fortify 扫描出的 Resource: Synchronization 漏洞通常与资源同步相关问题有关,以下是一些常见的解决方案: ### 1. 使用同步块或方法 在多线程环境中,对共享资源的访问需要进行同步控制,以避免竞态条件。可以使用 `synchronized` 关键字来创建同步块或同步方法。 ```java // 同步方法示例 public class SynchronizedExample { private int sharedResource = 0; public synchronized void increment() { sharedResource++; } } // 同步块示例 public class SynchronizedBlockExample { private int sharedResource = 0; private final Object lock = new Object(); public void increment() { synchronized (lock) { sharedResource++; } } } ``` ### 2. 使用并发工具类 Java 提供了许多并发工具类,如 `ReentrantLock`、`Semaphore` 等,可以更灵活地控制资源的同步访问。 ```java import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class ReentrantLockExample { private int sharedResource = 0; private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); public void increment() { lock.lock(); try { sharedResource++; } finally { lock.unlock(); } } } ``` ### 3. 使用原子类 对于简单的计数器等共享资源,可以使用 Java 的原子类,如 `AtomicInteger`、`AtomicLong` 等,它们提供了线程安全的操作。 ```java import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; public class AtomicExample { private AtomicInteger sharedResource = new AtomicInteger(0); public void increment() { sharedResource.incrementAndGet(); } } ``` ### 4. 检查死锁情况 死锁是资源同步中常见的问题,需要检查代码中是否存在死锁的可能性。确保线程获取锁的顺序一致,避免循环等待。 ### 5. 避免不必要的同步 过度同步会影响性能,因此需要仔细分析代码,只对真正需要同步的部分进行同步。 ### 6. 线程安全的集合类 使用线程安全的集合类,如 `ConcurrentHashMap`、`CopyOnWriteArrayList` 等,而不是非线程安全的集合类。 ```java import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; public class ConcurrentMapExample { private ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>(); public void addEntry(String key, int value) { map.put(key, value); } } ```
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