深刻了解 Java 中的异常处理

深刻了解 Java 中的异常处理 + 面试题

在程序开发中，异常处理也是咱们常用到的模块，只是日常不多去深究异常模块的一些知识点。好比，try-catch 处理要遵循的原则是什么，finally 为何老是能执行，try-catch 为何比较消耗程序的执行性能等问题，咱们本讲内容都会给出相应的答案，固然还有面试中常常被问到的异常模块的一些面试题，也是咱们本篇要讲解的重点内容。

异常处理基础介绍

先来看看异常处理的语法格式：

try{ ... } catch(Exception e){ ... } finally{ ... }

其中，

• try：是用来监测可能会出现异常的代码段。
• catch：是用来捕获 try 代码块中某些代码引起的异常，若是 try 里面没有异常发生，那么 catch 也必定不会执行。在 Java 语言中，try 后面能够有多个 catch 代码块，用来捕获不一样类型的异常，须要注意的是前面的 catch 捕获异常类型必定不能包含后面的异常类型，这样的话，编译器会报错。
• finally：不论 try-catch 如何执行，finally 必定是最后执行的代码块，全部一般用来处理一些资源的释放，好比关闭数据库链接、关闭打开的系统资源等。

异常处理的基本使用，具体能够参考下面的代码段：

try {
    int i = 10 / 0;
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println(e);
} finally {
    System.out.println("finally");
}

多 catch 的使用，具体能够参考下面的代码段：

try {
    int i = Integer.parseInt(null);
} catch (ArithmeticException ae) {
    System.out.println("ArithmeticException");
} catch (NullPointerException ne) {
    System.out.println("NullPointerException");
} catch (Exception e) {
    System.out.println("Exception");
}

须要注意的是 Java 虚拟机会从上往下匹配错误类型，所以前面的 catch 异常类型不能包含后面的异常类型。好比上面的代码若是把 Exception 放在最前面编译器就会报错，具体能够参考下面的图片。

异常处理的发展

随着 Java 语言的发展，JDK 7 的时候引入了一些更加便利的特性，用来更方便的处理异常信息，如 try-with-resources 和 multiple catch，具体能够参考下面的代码段：

try (FileReader fileReader = new FileReader("");
     FileWriter fileWriter = new FileWriter("")) { // try-with-resources
    System.out.println("try");
} catch (IOException | NullPointerException e) { // multiple catch
    System.out.println(e);
}

异常处理的基本原则

先来看下面这段代码，有没有发现一些问题？

try {
  // ...
  int i = Integer.parseInt(null);
} catch (Exception e) {
}

以上的这段代码，看似“正常”，却违背了异常处理的两个基本原则：

• 第一，尽可能不要捕获通用异常，也就是像 Exception 这样的异常，而是应该捕获特定异常，这样更有助于你发现问题；
• 第二，不要忽略异常，像上面的这段代码只是加了 catch，但没有进行如何的错误处理，信息就已经输出了，这样在程序出现问题的时候，根本找不到问题出现的缘由，所以要切记不要直接忽略异常。

异常处理对程序性能的影响

异常处理当然好用，但必定不要滥用，好比下面的代码片断：

// 使用 com.alibaba.fastjson
JSONArray array = new JSONArray();
String jsonStr = "{'name':'laowang'}";
try {
    array = JSONArray.parseArray(jsonStr);
} catch (Exception e) {
    array.add(JSONObject.parse(jsonStr));
}
System.out.println(array.size());

这段代码是借助了 try-catch 去处理程序的业务逻辑，一般是不可取的，缘由包括下列两个方面。

• try-catch 代码段会产生额外的性能开销，或者换个角度说，它每每会影响 JVM 对代码进行优化，所以建议仅捕获有必要的代码段，尽可能不要一个大的 try 包住整段的代码；与此同时，利用异常控制代码流程，也不是一个好主意，远比咱们一般意义上的条件语句（if/else、switch）要低效。
• Java 每实例化一个 Exception，都会对当时的栈进行快照，这是一个相对比较重的操做。若是发生的很是频繁，这个开销可就不能被忽略了。

以上使用 try-catch 处理业务的代码，能够修改成下列代码：

// 使用 com.alibaba.fastjson
JSONArray array = new JSONArray();
String jsonStr = "{'name':'laowang'}";
if (null != jsonStr && !jsonStr.equals("")) {
    String firstChar = jsonStr.substring(0, 1);
    if (firstChar.equals("{")) {
        array.add(JSONObject.parse(jsonStr));
    } else if (firstChar.equals("[")) {
        array = JSONArray.parseArray(jsonStr);
    }
}
System.out.println(array.size());

相关面试题

1. try 能够单独使用吗？

答：try 不能单独使用，不然就失去了 try 的意义和价值。

2. 如下 try-catch 能够正常运行吗？

try {
    int i = 10 / 0;
} catch {
    System.out.println("last");
}

答：不能正常运行，catch 后必须包含异常信息，如 catch (Exception e)。

3. 如下 try-finally 能够正常运行吗？

try {
    int i = 10 / 0;
} finally {
    System.out.println("last");
}

答：能够正常运行。

4. 如下代码 catch 里也发生了异常，程序会怎么执行？

try {
    int i = 10 / 0;
    System.out.println("try");
} catch (Exception e) {
    int j = 2 / 0;
    System.out.println("catch");
} finally {
    System.out.println("finally");
}
System.out.println("main");

答：程序会打印出 finally 以后抛出异常并终止运行。

5. 如下代码 finally 里也发生了异常，程序会怎么运行？

try {
    System.out.println("try");
} catch (Exception e) {
    System.out.println("catch");
} finally {
    int k = 3 / 0;
    System.out.println("finally");
}
System.out.println("main");

答：程序在输出 try 以后抛出异常并终止运行，不会再执行 finally 异常以后的代码。

6. 常见的运行时异常都有哪些？

答：常见的运行时异常以下：

• java.lang.NullPointerException 空指针异常；出现缘由：调用了未经初始化的对象或者是不存在的对象；
• java.lang.ClassNotFoundException 指定的类找不到；出现缘由：类的名称和路径加载错误，一般是程序

试图经过字符串来加载某个类时引起的异常；

• java.lang.NumberFormatException 字符串转换为数字异常；出现缘由：字符型数据中包含非数字型字符；
• java.lang.IndexOutOfBoundsException 数组角标越界异常，常见于操做数组对象时发生；
• java.lang.ClassCastException 数据类型转换异常；
• java.lang.NoClassDefFoundException 未找到类定义错误；
• java.lang.NoSuchMethodException 方法不存在异常；
• java.lang.IllegalArgumentException 方法传递参数错误。

7. Exception 和 Error 有什么区别？

答：Exception 和 Error 都属于 Throwable 的子类，在 Java 中只有 Throwable 及其之类才能被捕获或抛出，它们的区别以下：

• Exception（异常）是程序正常运行中，能够预期的意外状况，而且可使用 try/catch 进行捕获处理的。Exception 又分为运行时异常（Runtime Exception）和受检查的异常（Checked Exception），运行时异常编译能经过，但若是运行过程当中出现这类未处理的异常，程序会终止运行；而受检查的异常，要么用 try/catch 捕获，要么用 throws 字句声明抛出，不然编译不会经过。
• Error（错误）是指突发的非正常状况，一般是不能够恢复的，好比 Java 虚拟机内存溢出，诸如此类的问题叫作 Error。

8. throw 和 throws 的区别是什么？

答：它们的区别以下：

• throw 语句用在方法体内，表示抛出异常由方法体内的语句处理，执行 throw 必定是抛出了某种异常；
• throws 语句用在方法声明的后面，该方法的调用者要对异常进行处理，throws 表明可能会出现某种异常，并不必定会发生这种异常。

9. Integer.parseInt(null) 和 Double.parseDouble(null) 抛出的异常同样吗？为何？

答：Integer.parseInt(null) 和 Double.parseDouble(null) 抛出的异常类型不同，以下所示：

• Integer.parseInt(null) 抛出的异常是 NumberFormatException；
• Double.parseDouble(null) 抛出的异常是 NullPointerException。

至于为何会产生不一样的异常，其实没有特殊的缘由，主要是因为这两个功能是不一样人开发的，于是就产生了两种不一样的异常信息。

10. NoClassDefFoundError 和 ClassNoFoundException 有什么区别？

• NoClassDefFoundError 是 Error（错误）类型，而 ClassNoFoundExcept 是 Exception（异常）类型；
• ClassNoFoundExcept 是 Java 使用 Class.forName 方法动态加载类，没有加载到，就会抛出 ClassNoFoundExcept 异常；
• NoClassDefFoundError 是 Java 虚拟机或者 ClassLoader 尝试加载类的时候却找不到类订阅致使的，也就是说要查找的类在编译的时候是存在的，运行的时候却找不到，这个时候就会出现 NoClassDefFoundError 的错误。

11. 使用 try-catch 为何比较耗费性能？

答：这个问题要从 JVM（Java 虚拟机）层面找答案了。首先 Java 虚拟机在构造异常实例的时候须要生成该异常的栈轨迹，这个操做会逐一访问当前线程的栈帧，而且记录下各类调试信息，包括栈帧所指向方法的名字，方法所在的类名、文件名，以及在代码中的第几行触发该异常等信息，这就是使用异常捕获耗时的主要缘由了。

12. 常见的 OOM 缘由有哪些？

答：常见的 OOM 缘由有如下几个：

• 数据库资源没有关闭；
• 加载特别大的图片；
• 递归次数过多，并一直操做未释放的变量。

13. 如下程序的返回结果是？

public static int getNumber() {
    try {
        int number = 0 / 1;
        return 2;
    } finally {
        return 3;
    }
}

A：0

B：2

C：3

D：1

答：3

题目解析：程序最后必定会执行 finally 里的代码，会把以前的结果覆盖为 3。

14. finally、finalize 的区别是什么？

答：finally、finalize 的区别以下：

• finally 是异常处理语句的一部分，表示老是执行；
• finalize 是 Object 类的一个方法，子类能够覆盖该方法以实现资源清理工做，垃圾回收以前会调用此方法。

15. 为何 finally 总能被执行？

答：finally 总会被执行，都是编译器的做用，由于编译器在编译 Java 代码时，会复制 finally 代码块的内容，而后分别放在 try-catch 代码块全部的正常执行路径及异常执行路径的出口中，这样 finally 才会无论发生什么状况都会执行。

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