【148期】最最最全面的Java异常面试及解答
阅读本文大概需要 14 分钟。
作者：ThinkWon
blog.csdn.net/ThinkWon/article/details/101681073
Java异常架构与异常关键字
Java异常简介
Java异常架构
1. Throwable
2. Error（错误）
3. Exception（异常）
4. 受检异常与非受检异常
Java异常关键字
try – 用于监听。将要被监听的代码(可能抛出异常的代码)放在try语句块之内，当try语句块内发生异常时，异常就被抛出。 catch – 用于捕获异常。catch用来捕获try语句块中发生的异常。 finally – finally语句块总是会被执行。它主要用于回收在try块里打开的物力资源(如数据库连接、网络连接和磁盘文件)。只有finally块，执行完成之后，才会回来执行try或者catch块中的return或者throw语句，如果finally中使用了return或者throw等终止方法的语句，则就不会跳回执行，直接停止。 throw – 用于抛出异常。 throws – 用在方法签名中，用于声明该方法可能抛出的异常。
Java异常处理
声明异常
非检查异常（Error、RuntimeException 或它们的子类）不可使用 throws 关键字来声明要抛出的异常。 一个方法出现编译时异常，就需要 try-catch/ throws 处理，否则会导致编译错误。抛出异常
捕获异常
如何选择异常类型
常见异常处理方式
直接抛出异常
private static void readFile(String filePath) throws IOException {
File file = new File(filePath);
String result;
BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(file));
while((result = reader.readLine())!=null) {
System.out.println(result);
}
reader.close();
}
封装异常再抛出
private static void readFile(String filePath) throws MyException {
try {
// code
} catch (IOException e) {
MyException ex = new MyException("read file failed.");
ex.initCause(e);
throw ex;
}
}
捕获异常
private static void readFile(String filePath) {
try {
// code
} catch (FileNotFoundException e) {
// handle FileNotFoundException
} catch (IOException e){
// handle IOException
}
}
private static void readFile(String filePath) {
try {
// code
} catch (FileNotFoundException | UnknownHostException e) {
// handle FileNotFoundException or UnknownHostException
} catch (IOException e){
// handle IOException
}
}
自定义异常
public class MyException extends Exception {
public MyException(){ }
public MyException(String msg){
super(msg);
}
// ...
}
try-catch-finally
private static void readFile(String filePath) throws MyException {
File file = new File(filePath);
String result;
BufferedReader reader = null;
try {
reader = new BufferedReader(new FileReader(file));
while((result = reader.readLine())!=null) {
System.out.println(result);
}
} catch (IOException e) {
System.out.println("readFile method catch block.");
MyException ex = new MyException("read file failed.");
ex.initCause(e);
throw ex;
} finally {
System.out.println("readFile method finally block.");
if (null != reader) {
try {
reader.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
catch (IOException e) {
System.out.println("readFile method catch block.");
return;
}
readFile method catch block.
readFile method finally block.
try-with-resource
private static void tryWithResourceTest(){
try (Scanner scanner = new Scanner(new FileInputStream("c:/abc"),"UTF-8")){
// code
} catch (IOException e){
// handle exception
}
}
Java异常常见面试题
1. Error 和 Exception 区别是什么？
2. 运行时异常和一般异常(受检异常)区别是什么？
3. JVM 是如何处理异常的？
4. throw 和 throws 的区别是什么？
throw 关键字用在方法内部，只能用于抛出一种异常，用来抛出方法或代码块中的异常，受查异常和非受查异常都可以被抛出。 throws 关键字用在方法声明上，可以抛出多个异常，用来标识该方法可能抛出的异常列表。一个方法用 throws 标识了可能抛出的异常列表，调用该方法的方法中必须包含可处理异常的代码，否则也要在方法签名中用 throws 关键字声明相应的异常。
5. final、finally、finalize 有什么区别？
final可以修饰类、变量、方法，修饰类表示该类不能被继承、修饰方法表示该方法不能被重写、修饰变量表示该变量是一个常量不能被重新赋值。 finally一般作用在try-catch代码块中，在处理异常的时候，通常我们将一定要执行的代码方法finally代码块中，表示不管是否出现异常，该代码块都会执行，一般用来存放一些关闭资源的代码。 finalize是一个方法，属于Object类的一个方法，而Object类是所有类的父类，Java 中允许使用 finalize()方法在垃圾收集器将对象从内存中清除出去之前做必要的清理工作。
6. NoClassDefFoundError 和 ClassNotFoundException 区别？
7. try-catch-finally 中哪个部分可以省略？
8. try-catch-finally 中，如果 catch 中 return 了，finally 还会执行吗？
public static int getInt() {
int a = 10;
try {
System.out.println(a / 0);
a = 20;
} catch (ArithmeticException e) {
a = 30;
return a;
/*
* return a 在程序执行到这一步的时候，这里不是return a 而是 return 30；这个返回路径就形成了
* 但是呢，它发现后面还有finally，所以继续执行finally的内容，a=40
* 再次回到以前的路径,继续走return 30，形成返回路径之后，这里的a就不是a变量了，而是常量30
*/
} finally {
a = 40;
}
return a;
}
public static int getInt() {
int a = 10;
try {
System.out.println(a / 0);
a = 20;
} catch (ArithmeticException e) {
a = 30;
return a;
} finally {
a = 40;
//如果这样，就又重新形成了一条返回路径，由于只能通过1个return返回，所以这里直接返回40
return a;
}
}
9. 类 ExampleA 继承 Exception，类 ExampleB 继承ExampleA。
try {
throw new ExampleB("b")
} catch（ExampleA e）{
System.out.println("ExampleA");
} catch（Exception e）{
System.out.println("Exception");
}
能使用父类型的地方一定能使用子类型 ，抓取 ExampleA 类型异常的 catch 块能够抓住 try 块中抛出的 ExampleB 类型的异常）class Annoyance extends Exception {
}
class Sneeze extends Annoyance {
}
class Human {
public static void main(String[] args)
throws Exception {
try {
try {
throw new Sneeze();
} catch ( Annoyance a ) {
System.out.println("Caught Annoyance");
throw a;
}
} catch ( Sneeze s ) {
System.out.println("Caught Sneeze");
return ;
} finally {
System.out.println("Hello World!");
}
}
}
Caught Annoyance
Caught Sneeze
Hello World!
10. 常见的 RuntimeException 有哪些？
ClassCastException(类转换异常) IndexOutOfBoundsException(数组越界) NullPointerException(空指针) ArrayStoreException(数据存储异常，操作数组时类型不一致) 还有IO操作的BufferOverflowException异常
11. Java常见异常有哪些
java.lang.IllegalAccessError：违法访问错误。当一个应用试图访问、修改某个类的域（Field）或者调用其方法，但是又违反域或方法的可见性声明，则抛出该异常。
java.lang.InstantiationError：实例化错误。当一个应用试图通过Java的new操作符构造一个抽象类或者接口时抛出该异常.
java.lang.OutOfMemoryError：内存不足错误。当可用内存不足以让Java虚拟机分配给一个对象时抛出该错误。
java.lang.StackOverflowError：堆栈溢出错误。当一个应用递归调用的层次太深而导致堆栈溢出或者陷入死循环时抛出该错误。
java.lang.ClassCastException：类造型异常。假设有类A和B（A不是B的父类或子类），O是A的实例，那么当强制将O构造为类B的实例时抛出该异常。该异常经常被称为强制类型转换异常。
java.lang.ClassNotFoundException：找不到类异常。当应用试图根据字符串形式的类名构造类，而在遍历CLASSPAH之后找不到对应名称的class文件时，抛出该异常。
java.lang.ArithmeticException：算术条件异常。譬如：整数除零等。
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException：数组索引越界异常。当对数组的索引值为负数或大于等于数组大小时抛出。
java.lang.IndexOutOfBoundsException：索引越界异常。当访问某个序列的索引值小于0或大于等于序列大小时，抛出该异常。
java.lang.InstantiationException：实例化异常。当试图通过newInstance()方法创建某个类的实例，而该类是一个抽象类或接口时，抛出该异常。
java.lang.NoSuchFieldException：属性不存在异常。当访问某个类的不存在的属性时抛出该异常。
java.lang.NoSuchMethodException：方法不存在异常。当访问某个类的不存在的方法时抛出该异常。
java.lang.NullPointerException：空指针异常。当应用试图在要求使用对象的地方使用了null时，抛出该异常。譬如：调用null对象的实例方法、访问null对象的属性、计算null对象的长度、使用throw语句抛出null等等。
java.lang.NumberFormatException：数字格式异常。当试图将一个String转换为指定的数字类型，而该字符串确不满足数字类型要求的格式时，抛出该异常。
java.lang.StringIndexOutOfBoundsException：字符串索引越界异常。当使用索引值访问某个字符串中的字符，而该索引值小于0或大于等于序列大小时，抛出该异常。
Java异常处理最佳实践
1. 在 finally 块中清理资源或者使用 try-with-resource 语句
public void doNotCloseResourceInTry() {
FileInputStream inputStream = null;
try {
File file = new File("./tmp.txt");
inputStream = new FileInputStream(file);
// use the inputStream to read a file
// do NOT do this
inputStream.close();
} catch (FileNotFoundException e) {
log.error(e);
} catch (IOException e) {
log.error(e);
}
}
1.1 使用 finally 代码块
public void closeResourceInFinally() {
FileInputStream inputStream = null;
try {
File file = new File("./tmp.txt");
inputStream = new FileInputStream(file);
// use the inputStream to read a file
} catch (FileNotFoundException e) {
log.error(e);
} finally {
if (inputStream != null) {
try {
inputStream.close();
} catch (IOException e) {
log.error(e);
}
}
}
}
1.2 Java 7 的 try-with-resource 语法
public void automaticallyCloseResource() {
File file = new File("./tmp.txt");
try (FileInputStream inputStream = new FileInputStream(file);) {
// use the inputStream to read a file
} catch (FileNotFoundException e) {
log.error(e);
} catch (IOException e) {
log.error(e);
}
}
2. 优先明确的异常
public void doNotDoThis() throws Exception {
...
}
public void doThis() throws NumberFormatException {
...
}
3. 对异常进行文档说明
public void doSomething(String input) throws MyBusinessException {
...
}
4. 使用描述性消息抛出异常
try {
new Long("xyz");
} catch (NumberFormatException e) {
log.error(e);
}
5. 优先捕获最具体的异常
public void catchMostSpecificExceptionFirst() {
try {
doSomething("A message");
} catch (NumberFormatException e) {
log.error(e);
} catch (IllegalArgumentException e) {
log.error(e)
}
}
6. 不要捕获 Throwable 类
public void doNotCatchThrowable() {
try {
// do something
} catch (Throwable t) {
// don't do this!
}
}
7. 不要忽略异常
public void doNotIgnoreExceptions() {
try {
// do something
} catch (NumberFormatException e) {
// this will never happen
}
}
public void logAnException() {
try {
// do something
} catch (NumberFormatException e) {
log.error("This should never happen: " + e);
}
}
8. 不要记录并抛出异常
try {
new Long("xyz");
} catch (NumberFormatException e) {
log.error(e);
throw e;
}
17:44:28,945 ERROR TestExceptionHandling:65 - java.lang.NumberFormatException: For input string: "xyz"
Exception in thread "main" java.lang.NumberFormatException: For input string: "xyz"
at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:65)
at java.lang.Long.parseLong(Long.java:589)
at java.lang.Long.(Long.java:965)
at com.stackify.example.TestExceptionHandling.logAndThrowException(TestExceptionHandling.java:63)
at com.stackify.example.TestExceptionHandling.main(TestExceptionHandling.java:58)
public void wrapException(String input) throws MyBusinessException {
try {
// do something
} catch (NumberFormatException e) {
throw new MyBusinessException("A message that describes the error.", e);
}
}
9. 包装异常时不要抛弃原始的异常
public void wrapException(String input) throws MyBusinessException {
try {
// do something
} catch (NumberFormatException e) {
throw new MyBusinessException("A message that describes the error.", e);
}
}
10. 不要使用异常控制程序的流程
11. 使用标准异常
12. 异常会影响性能
仅在异常情况下使用异常； 在可恢复的异常情况下使用异常；
13. 总结
【强制】Java 类库中定义的可以通过预检查方式规避的RuntimeException异常不应该通过catch 的方式来处理，比如：NullPointerException，IndexOutOfBoundsException等等。说明：无法通过预检查的异常除外，比如，在解析字符串形式的数字时，可能存在数字格式错误，不得不通过catch NumberFormatException来实现。正例：if (obj != null) {…} 反例：try { obj.method(); } catch (NullPointerException e) {…}
【强制】异常不要用来做流程控制，条件控制。说明：异常设计的初衷是解决程序运行中的各种意外情况，且异常的处理效率比条件判断方式要低很多。
【强制】catch时请分清稳定代码和非稳定代码，稳定代码指的是无论如何不会出错的代码。对于非稳定代码的catch尽可能进行区分异常类型，再做对应的异常处理。说明：对大段代码进行try-catch，使程序无法根据不同的异常做出正确的应激反应，也不利于定位问题，这是一种不负责任的表现。正例：用户注册的场景中，如果用户输入非法字符，或用户名称已存在，或用户输入密码过于简单，在程序上作出分门别类的判断，并提示给用户。
【强制】捕获异常是为了处理它，不要捕获了却什么都不处理而抛弃之，如果不想处理它，请将该异常抛给它的调用者。最外层的业务使用者，必须处理异常，将其转化为用户可以理解的内容。
【强制】有try块放到了事务代码中，catch异常后，如果需要回滚事务，一定要注意手动回滚事务。
【强制】finally块必须对资源对象、流对象进行关闭，有异常也要做try-catch。说明：如果JDK7及以上，可以使用try-with-resources方式。
【强制】不要在finally块中使用return。说明：try块中的return语句执行成功后，并不马上返回，而是继续执行finally块中的语句，如果此处存在return语句，则在此直接返回，无情丢弃掉try块中的返回点。反例：
private int x = 0;
public int checkReturn() {
try {
// x等于1，此处不返回
return ++x;
} finally {
// 返回的结果是2
return ++x;
}
}
【强制】捕获异常与抛异常，必须是完全匹配，或者捕获异常是抛异常的父类。说明：如果预期对方抛的是绣球，实际接到的是铅球，就会产生意外情况。
【强制】在调用RPC、二方包、或动态生成类的相关方法时，捕捉异常必须使用Throwable类来进行拦截。说明：通过反射机制来调用方法，如果找不到方法，抛出NoSuchMethodException。什么情况会抛出NoSuchMethodError呢？二方包在类冲突时，仲裁机制可能导致引入非预期的版本使类的方法签名不匹配，或者在字节码修改框架（比如：ASM）动态创建或修改类时，修改了相应的方法签名。这些情况，即使代码编译期是正确的，但在代码运行期时，会抛出NoSuchMethodError。
【推荐】方法的返回值可以为null，不强制返回空集合，或者空对象等，必须添加注释充分说明什么情况下会返回null值。说明：本手册明确防止NPE是调用者的责任。即使被调用方法返回空集合或者空对象，对调用者来说，也并非高枕无忧，必须考虑到远程调用失败、序列化失败、运行时异常等场景返回null的情况。
【推荐】防止NPE，是程序员的基本修养，注意NPE产生的场景：1） 返回类型为基本数据类型，return包装数据类型的对象时，自动拆箱有可能产生NPE。反例：public int f() { return Integer对象}， 如果为null，自动解箱抛NPE。2） 数据库的查询结果可能为null。3） 集合里的元素即使isNotEmpty，取出的数据元素也可能为null。4） 远程调用返回对象时，一律要求进行空指针判断，防止NPE。5） 对于Session中获取的数据，建议进行NPE检查，避免空指针。6） 级联调用obj.getA().getB().getC()；一连串调用，易产生NPE。正例：使用JDK8的Optional类来防止NPE问题。
【推荐】定义时区分unchecked / checked 异常，避免直接抛出new RuntimeException()，更不允许抛出Exception或者Throwable，应使用有业务含义的自定义异常。推荐业界已定义过的自定义异常，如：DAOException / ServiceException等。
【参考】对于公司外的http/api开放接口必须使用“错误码”；而应用内部推荐异常抛出；跨应用间RPC调用优先考虑使用Result方式，封装isSuccess()方法、“错误码”、“错误简短信息”。说明：关于RPC方法返回方式使用Result方式的理由：1）使用抛异常返回方式，调用方如果没有捕获到就会产生运行时错误。2）如果不加栈信息，只是new自定义异常，加入自己的理解的error message，对于调用端解决问题的帮助不会太多。如果加了栈信息，在频繁调用出错的情况下，数据序列化和传输的性能损耗也是问题。
【参考】避免出现重复的代码（Don’t Repeat Yourself），即DRY原则。说明：随意复制和粘贴代码，必然会导致代码的重复，在以后需要修改时，需要修改所有的副本，容易遗漏。必要时抽取共性方法，或者抽象公共类，甚至是组件化。正例：一个类中有多个public方法，都需要进行数行相同的参数校验操作，这个时候请抽取：private boolean checkParam(DTO dto) {…}
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