PHP 例外處理，幫你抓住所有例外錯誤

本文將探討 PHP 例外處理機制，包括其基本概念、如何實現，以及在實際開發中如何應用。

在日常生活中，意外總是無法避免——不論是滑倒、遺失鑰匙，還是忘記重要的約會。同樣地，在程式設計的世界裡，錯誤和異常也是無法避免的。

程式可能嘗試打開一個不存在的檔案、除以零或是存取一個未定義的變數。這些都是「例外」（Exception）的範疇。

但與日常生活的意外不同，程式碼中的「例外」是可以（而且應該）被妥善管理的。這就是所謂的「例外處理」（Exception Handling）。

透過這種機制，可以預先定義一套規則和行為，以確保程式在遇到問題時不會突然崩潰，或是在不應該發生的情況下繼續運行。

換句話說，例外處理讓我們有機會優雅地處理問題，而不是讓整個應用程式或系統陷入混亂。

基本概念

在 PHP 中，例外處理主要由三個關鍵字來實現，分別是 try、catch 和 finally。

try 區塊

這是預計可能會出問題的程式碼區塊。我們會將那些有風險的操作放在 try 區塊中。例如，打開一個檔案或執行一個數學運算。

try {
    // 風險操作，例如打開一個檔案
    $file = fopen("example.txt", "r");
}

catch 區塊

如果 try 區塊中的程式碼出了問題，控制流程會立即跳到 catch 區塊。在這裡，可以定義如何回應那些問題，例如顯示一個錯誤訊息。

catch (Exception $e) {
    // 處理例外，例如顯示錯誤訊息
    echo "An error occurred: " . $e->getMessage();
}

finally 區塊

不管 try 和 catch 區塊的結果如何，finally 區塊中的程式碼都會被執行。這是一個理想的地方來釋放資源或進行其他清理工作。

finally {
    // 釋放資源，例如關閉檔案
    if ($file) {
        fclose($file);
    }
}

把這三個元素結合起來，就擁有了一個完整的例外處理機制，能夠幫助更穩健地設計和運行程式。

如何自訂 Exception

在 PHP 的內建例外類型中，可能會發現沒有一個能適合描述某些特定問題。這時，建立自訂的 Exception 類型就變得特別有用。自訂 Exception 不僅讓能更精確地描述問題，還能提高程式的可讀性和維護性。

繼承 Exception 類別

在 PHP 中，所有例外都是 Exception 類別或其子類別的實例。所以，建立自訂例外首先需要繼承 Exception 類別。

class FileNotFoundException extends Exception {
    // 自訂邏輯
}

添加額外的方法和屬性

繼承了 Exception 之後，可以添加額外的方法和屬性以滿足特定需求。例如，添加一個方法來返回更詳細的錯誤訊息。

class FileNotFoundException extends Exception {
    public function detailedMessage() {
        return "File Not Found: " . $this->getMessage();
    }
}

使用自訂 Exception

建立了自訂 Exception 之後，就可以像使用內建 Exception 一樣在 try 和 catch 區塊中使用它。

try {
    // 假設 $fileExists 是一個檢查檔案是否存在的函數
    if (!$fileExists("example.txt")) {
        throw new FileNotFoundException("The file does not exist.");
    }
} catch (FileNotFoundException $e) {
    echo $e->detailedMessage();
}

透過這種方式，不僅能夠將特定的錯誤情況，用一個明確且具描述性的類別代表，還能在 catch 區塊中實施更精確的錯誤處理策略。

多重捕獲 Exceptions

在實際開發中，一段程式碼可能會出現多種不同的錯誤或異常。那麼，如何根據不同的錯誤類型採取不同的處理策略呢？這就需要使用到多重 catch 區塊。

使用多個 catch 區塊

PHP 允許在一個 try 區塊後面添加多個 catch 區塊。每個 catch 區塊都對應一種特定類型的 Exception。

try {
    // 這裡可能會發生多種錯誤
    // ...
} catch (FileNotFoundException $e) {
    echo "File-related error: " . $e->getMessage();
} catch (DivisionByZeroError $e) {
    echo "Math-related error: " . $e->getMessage();
} catch (Exception $e) {
    echo "General error: " . $e->getMessage();
}

順序的重要性

需特別注意的是，多個 catch 區塊會按照它們出現的順序來進行匹配。也就是說，最先匹配成功的 catch 區塊將被執行，其餘的將被忽略。所以，一般而言，應該將更具體的 Exception 類型放在前面，將更一般的 Exception 類型放在後面。

// 這樣是不好的
try {
    // ...
} catch (Exception $e) {
    // ...
} catch (FileNotFoundException $e) {
    // 這個區塊永遠不會被執行
}

因為 FileNotFoundException 繼承 Exception，導致 catch Exception 會先抓到 FileNotFoundException.

為何需要多重捕獲？

使用多重捕獲的好處是明確和靈活。可以為不同類型的錯誤定義不同的處理邏輯，使得程式更容易維護和理解。而且，這也為未來擴展程式提供了方便，可以隨時添加新的 catch 區塊來處理新類型的錯誤。

使用 finally 區塊

這個區塊的程式碼會在 try 和 catch 區塊執行完畢後，無論是否出現例外，都會被執行。

為何使用 finally？

為什麼我們需要 finally？答案是：資源管理和確保程式的健壯性。無論是檔案、數據庫連接，或是其他需要手動釋放的資源，finally 區塊提供一個統一的地方來進行清理工作。

$file = null;

try {
    $file = fopen("example.txt", "r");
    // 讀取和處理檔案
} catch (Exception $e) {
    echo "An error occurred: " . $e->getMessage();
} finally {
    if ($file) {
        fclose($file);
    }
}

在這個範例中，不論是成功打開檔案還是捕獲到例外，finally 區塊都確保了檔案會被正確地關閉，避免檔案鎖住。

finally 的其他用途

除了資源管理，finally 區塊還經常用於記錄，或其他需要在 try 和 catch 執行後無條件執行的操作。例如，您可能需要記錄一個操作的完成狀態，無論是成功還是失敗。

try {
    // 嘗試進行某些操作
} catch (Exception $e) {
    // 處理錯誤
} finally {
    // 無論成功或失敗，都記錄操作狀態
    logOperationStatus();
}

使用 finally 區塊，可以確保某些重要的後續操作，或資源釋放動作會被執行，這不僅讓程式更健壯，也讓其更易於維護。

實用案例

假設我們正在建立一個圖書管理系統，這個系統需要實現書籍資料的新增、查詢、修改和刪除。

程式碼實現

首先，我們定義一個自訂的 DatabaseException 類別，描述處理與資料庫相關的問題。

class DatabaseException extends Exception {
    public function errorMessage() {
        return "Database Error: " . $this->getMessage();
    }
}

接著，在資料庫操作的函數中使用 try 和 catch。

function addBook($title, $author) {
    try {
        // 嘗試連接資料庫
        $db = new PDO('mysql:host=localhost;dbname=library', 'username', 'password');

        // 嘗試新增書籍
        $stmt = $db->prepare("INSERT INTO books (title, author) VALUES (:title, :author)");
        $stmt->bindParam(':title', $title);
        $stmt->bindParam(':author', $author);
        $stmt->execute();

    } catch (PDOException $e) {
        throw new DatabaseException("Failed to add book: " . $e->getMessage());

    } finally {
        // 斷開數據庫連接
        $db = null;
    }
}

在使用這個 addBook 函數的地方，可以這樣處理例外：

try {
    addBook("1984", "George Orwell");
    echo "Book added successfully!";
} catch (DatabaseException $e) {
    echo $e->errorMessage();
}

這樣設計的好處

清晰的錯誤信息：使用自訂的 DatabaseException，可以快速地識別出問題出在哪裡，並給出更有用的錯誤訊息。

資源管理：通過 finally 區塊，確保無論操作成功還是失敗，資料庫連接都會被正確地關閉。

更好的可維護性：將例外處理和業務邏輯分離，使得程式更易於維護和擴展。

常見問題

總結

本文探討了 PHP 中例外處理的各個方面，包括基本概念、自訂例外、多重捕獲、使用 finally 區塊，還透過一個實用案例來展示如何在實際開發中應用這些概念。

例外處理不僅能讓程式更健壯和可靠，還能提高其可維護性和可讀性，掌握這一技能是非常有價值的。因此，不論在哪個開發階段或從事哪種類型的項目，應用例外處理對程式開發與維護都有很大幫助。

參考資料

1. PHP 官方文件 – 例外處理
   官方文件是最可靠的資源，提供了關於 PHP 例外處理的詳細說明。
   網址：PHP: Exceptions – Manual
2. W3Schools – PHP Exception Handling
   這個網站以簡單易懂的方式解釋了基礎的例外處理概念。
   網址：W3Schools PHP Exception Tutorial
3. GeeksforGeeks – PHP Exception Handling
   這個網站提供了一些實用的例子和解釋，適合進一步研究。
   網址：GeeksforGeeks PHP Exception Handling