輸入驗證和異常處理的職責邊界在于：1. 輸入驗證負責在數據進入系統前進行檢查，包括數據類型、范圍、格式、長度和惡意過濾；2. 異常處理負責在程序運行中捕獲錯誤并處理，如使用try-catch、處理不同異常類型、執行finally塊。兩者共同構建軟件安全防線，輸入驗證是前端守門員，異常處理是后方救援隊。即使輸入驗證失效，異常處理也能補救意外情況，如數據庫中斷時回滾事務。權衡開銷時應優先驗證外部接口，適度放寬內部接口。其他防御性編程實踐包括最小權限原則、代碼審查、單元測試、靜態分析和日志記錄。
防御性編程，本質上就是在軟件開發中預先考慮到各種可能出錯的情況，并采取措施來避免這些錯誤導致系統崩潰或產生不可預料的結果。輸入驗證和異常處理是其中兩個關鍵環節，但它們各自承擔的責任邊界在哪里？簡單來說，輸入驗證負責在數據進入系統之前進行檢查，而異常處理則負責在程序運行過程中出現錯誤時進行處理。
輸入驗證和異常處理，就像軟件安全的兩道防線，但職責分明，各有側重。
輸入驗證：前端守門員
輸入驗證的核心目標是確保進入系統的數據是有效、安全和符合預期的。這就像一個嚴格的門衛，拒絕任何不符合規則的人進入。
- 數據類型檢查： 確保輸入的數據類型與預期一致。例如，如果需要一個整數，那么輸入必須是整數，而不是字符串。
- 范圍檢查： 確保輸入的值在允許的范圍內。例如，年齡必須大于0小于150。
- 格式檢查： 確保輸入的數據符合特定的格式。例如，電子郵件地址必須符合特定的格式。
- 長度檢查： 限制輸入數據的長度，防止緩沖區溢出等安全問題。
- 惡意輸入過濾： 過濾掉可能包含惡意代碼的輸入，例如sql注入攻擊、跨站腳本攻擊等。
輸入驗證通常在用戶界面（前端）和服務器端（后端）都進行。前端驗證可以快速反饋給用戶，提高用戶體驗。后端驗證則更加重要，因為它可以防止惡意用戶繞過前端驗證直接向服務器發送惡意數據。
例如，一個用戶注冊表單，前端JavaScript可以實時檢查用戶名是否已被占用，密碼強度是否足夠。后端php則會再次驗證這些信息，并對密碼進行哈希處理，然后才將用戶信息存入數據庫。
異常處理：后方救援隊
異常處理是指在程序運行過程中，當出現意外情況或錯誤時，采取相應的措施來保證程序的穩定性和可靠性。這就像一個救援隊，在災難發生后迅速趕到現場進行處理。
- try-catch 塊： 使用 try-catch 塊來捕獲可能拋出異常的代碼。
- 異常類型： 針對不同類型的異常，采取不同的處理方式。例如，IOException、NullPointerException、SQLException 等。
- 異常處理策略： 如何處理捕獲到的異常，例如記錄日志、回滾事務、重試操作、向用戶顯示錯誤信息等。
- finally 塊： 無論是否發生異常，finally 塊中的代碼都會被執行，通常用于釋放資源，例如關閉文件、關閉數據庫連接等。
異常處理應該盡可能地局部化，只處理能夠處理的異常。如果無法處理，則應該將異常向上拋出，讓上層調用者來處理。
比如，一個文件上傳程序，如果文件不存在，會拋出FileNotFoundException；如果文件太大，會拋出IOException。程序應該捕獲這些異常，并向用戶顯示相應的錯誤信息，而不是直接崩潰。
輸入驗證失效后，異常處理如何補救？
即使進行了嚴格的輸入驗證，仍然可能存在一些無法預料的情況導致程序出錯。比如，在多線程環境下，一個線程修改了數據，導致另一個線程的輸入驗證失效。
在這種情況下，異常處理就顯得尤為重要。異常處理可以捕獲這些意外情況，并采取相應的措施來保證程序的穩定性和可靠性。
例如，一個銀行轉賬程序，在轉賬過程中，如果數據庫連接中斷，會導致轉賬失敗。程序應該捕獲SQLException異常，并回滾事務，保證賬戶余額的一致性。
如何權衡輸入驗證和異常處理的開銷？
輸入驗證和異常處理都需要一定的開銷，包括代碼編寫、性能損耗等。因此，需要在安全性和性能之間進行權衡。
通常情況下，應該盡可能地進行輸入驗證，以減少異常發生的概率。但是，過度的輸入驗證也會影響性能。因此，需要在實際應用中進行權衡，找到一個合適的平衡點。
例如，對于一些內部接口，可以適當放松輸入驗證，以提高性能。但是，對于一些外部接口，則必須進行嚴格的輸入驗證，以保證安全性。
防御性編程的最佳實踐有哪些？
除了輸入驗證和異常處理之外，還有一些其他的防御性編程實踐，可以提高程序的健壯性和可靠性。
- 最小權限原則： 只授予程序所需的最小權限，以減少安全風險。
- 代碼審查： 定期進行代碼審查，發現潛在的問題。
- 單元測試： 編寫單元測試，驗證代碼的正確性。
- 靜態代碼分析： 使用靜態代碼分析工具，發現潛在的漏洞。
- 日志記錄： 記錄程序的運行日志，方便排查問題。
防御性編程是一個持續改進的過程，需要不斷學習和實踐，才能寫出更加健壯和可靠的程序。
