【Java异常】面试官问你Java中的异常，这篇就够了

1. 什么是Java异常？

Java异常是在程序执行过程中发生的异常事件，它会中断程序的正常流程。异常可以是由于用户输入错误、硬件故障、网络问题等各种原因引起的。Java使用异常处理机制来处理这些运行时错误，使得程序能够更加健壮和可靠。

2. Java异常层次结构

Java的所有异常都是java.lang.Throwable类的子类。Throwable有两个直接子类：Error和Exception。

• Error：表示严重的问题，通常是不可恢复的。例如OutOfMemoryError。
• Exception：表示可以被程序处理的问题。又分为两类：
  • 检查型异常（Checked Exceptions）：必须在代码中显式处理或声明抛出。
  • 非检查型异常（Unchecked Exceptions）：运行时异常，不需要显式处理。

3. 常见Java异常类型及处理方法(面试常问)

3.1 NullPointerException（空指针异常）

这可能是Java中最常见的异常之一。当试图使用一个值为null的对象引用时，就会抛出这个异常。

示例：

String str = null;
System.out.println(str.length()); // 抛出NullPointerException

防范措施：

• 在使用对象之前进行null检查
• 使用Java 8引入的Optional类来处理可能为null的值

3.2 IndexOutOfBoundsException（数组索引越界异常）

当试图访问数组中不存在的索引时，会抛出此异常。

示例：

int[] arr = new int[5];
System.out.println(arr[5]); // 抛出ArrayIndexOutOfBoundsException

防范措施：

• 在访问数组元素前检查索引是否有效
• 使用集合类（如ArrayList）代替数组，它们提供了更安全的操作方法

3.3 ClassNotFoundException（类未找到异常）

当试图加载类，但找不到相应的类定义时，就会抛出这个异常。

示例：

Class.forName("com.example.NonExistentClass"); // 抛出ClassNotFoundException

防范措施：

• 仔细检查类名的拼写
• 确保类路径（classpath）设置正确

3.4 NumberFormatException（数字格式异常）

当试图将一个字符串转换为数字，但该字符串不能表示一个有效的数字时，会抛出此异常。

示例：

int num = Integer.parseInt("123abc"); // 抛出NumberFormatException

防范措施：

• 在转换之前验证字符串的格式
• 使用正则表达式检查字符串是否只包含数字

3.5 IllegalArgumentException（非法参数异常）

当方法接收到一个不适当的参数时，会抛出这个异常。

示例：

public void setAge(int age) {if (age < 0) {throw new IllegalArgumentException("Age cannot be negative");}this.age = age;
}

防范措施：

• 在方法开始处验证参数的有效性
• 为公共API提供清晰的文档，说明参数的有效范围

3.6 ClassCastException（类转换异常）

当试图将对象强制转换为不是其子类型的类时，会抛出ClassCastException。这是一个运行时异常，通常由于程序逻辑错误导致。

示例：

Object obj = new Integer(123);
String str = (String) obj; // 抛出ClassCastException

防范措施：

• 在进行类型转换之前，使用instanceof运算符检查对象的实际类型
• 使用泛型来避免不必要的类型转换

3.7 FileNotFoundException（文件未找到异常）

当试图访问一个不存在的文件时，会抛出FileNotFoundException。这是一个检查型异常，需要显式处理。

示例：

try {FileInputStream fis = new FileInputStream("nonexistent.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {System.out.println("File not found: " + e.getMessage());
}

防范措施：

• 在访问文件之前，使用File类的exists()方法检查文件是否存在
• 使用相对路径时，确保路径是相对于正确的基础目录
• 在处理文件操作时，始终使用try-catch块或throws声明

3.8 NoSuchMethodException（方法不存在异常）

当试图通过反射调用一个不存在的方法时，会抛出NoSuchMethodException。这是一个检查型异常。

示例：

try {Class<?> cls = Class.forName("java.lang.String");Method method = cls.getMethod("nonexistentMethod");
} catch (NoSuchMethodException e) {System.out.println("Method not found: " + e.getMessage());
} catch (ClassNotFoundException e) {System.out.println("Class not found: " + e.getMessage());
}

防范措施：

• 在使用反射调用方法之前，仔细检查方法名称和参数类型
• 如果可能，优先使用编译时检查而不是反射
• 在使用反射时，总是捕获并适当处理NoSuchMethodException

4. 异常处理技巧

4.1 使用try-catch块

try-catch是Java中处理异常的基本方式。将可能抛出异常的代码放在try块中，然后在catch块中处理异常。

try {// 可能抛出异常的代码
} catch (ExceptionType e) {// 异常处理代码
}

4.2 使用finally块

finally块中的代码无论是否发生异常都会执行，通常用于资源清理。

try {// 可能抛出异常的代码
} catch (Exception e) {// 异常处理代码
} finally {// 清理代码，总是执行
}

4.3 使用try-with-resources语句

Java 7引入的try-with-resources语句可以自动关闭实现了AutoCloseable接口的资源。

try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(path))) {return br.readLine();
} catch (IOException e) {// 异常处理
}

4.4 多重catch块

可以使用多个catch块来处理不同类型的异常。

try {// 可能抛出多种异常的代码
} catch (IOException e) {// 处理IO异常
} catch (SQLException e) {// 处理SQL异常
} catch (Exception e) {// 处理其他类型的异常
}

5. 异常处理最佳实践

1. 不要捕获顶层异常： 避免直接捕获Exception或Throwable，而应该捕获具体的异常类型。

2. 不要忽视异常： 始终在catch块中至少记录异常信息，不要使用空的catch块。

3. 及时释放资源： 使用try-with-resources或在finally块中释放资源。

4. 抛出有意义的异常： 当抛出异常时，提供有意义的错误消息和相关的上下文信息。

5. 使用自定义异常： 为特定的业务逻辑错误创建自定义异常类，以提高代码的可读性。

6. 合理使用checked和unchecked异常： 对于调用者应该处理的错误使用checked异常，对于程序错误使用unchecked异常。

7. 记录异常： 使用日志框架（如Log4j或SLF4J）来记录异常，而不是简单地打印到控制台。