全面掌握 Java 中的异常处理（附面试题）

在程序开发中，异常处理也是我们经常使用的模块，但通常很少研究异常模块的一些知识点。比如，try-catch 要遵循的原则是什么，finally 为什么总能执行，try-catch 为什么要比较程序的执行性能和其他问题，我们会给出相应的答案，当然，有一些面试问题经常被问到的异常模块，这也是我们本文的关键内容。

介绍异常处理的基本介绍

先来看看异常处理的语法格式:

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

其中，

• try：用于监控可能出现异常的代码段。
• catch：是用来捕获 try 如果代码块中某些代码引起的异常 try 里面没有异常发生， catch 也不会执行。在 Java 语言中，try 后面可以有多个 catch 用于捕捉不同类型异常的代码块，需要注意的是前面的 catch 捕获异常类型不得包括以下异常类型，因此编译器会报告错误。
• finally：不论 try-catch 如何执行，finally 它必须是最终执行的代码块，通常用于处理一些资源的释放，如关闭数据库连接、关闭开放系统资源等。

异常处理的基本使用可参考以下代码段：

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

多 catch 具体使用可参考以下代码段：

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");}

需要注意的是 Java 虚拟机会从上到下匹配错误的类型，所以前面 catch 异常类型不能包含以下异常类型。例如，如果将上述代码放在上面 Exception 将编译器放在前面会报错，具体请参考下图。

发展异常处理

随着 Java 语言的发展，JDK 7 引入一些更方便的特点，更方便处理异常信息，如 try-with-resources 和 multiple catch，详见以下代码段：

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

先看下面的代码，有没有发现一些问题？

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

上述代码看似“正常”，却违反了异常处理的两个基本原则：

• 第一，尽量不要捕捉一般的异常，就像 Exception 这种异常应该捕获特定的异常，这对你发现问题更有帮助；
• 第二，不要忽视异常。例如，上面的代码只添加了 catch，但没有如何处理错误，信息已经输出，所以当程序出现问题时，根本找不到问题的原因，所以记住不要直接忽视异常。

异常处理对程序性能的影响

异常处理很容易使用，但不能滥用，如以下代码片段：

// 使用 com.alibaba.fastjsonJSONArray 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());

这个代码是借助的 try-catch 由于以下两个方面，处理程序的业务逻辑通常是不可取的。

• try-catch 代码段会产生额外的性能费用，或者从另一个角度来看，它往往会受到影响 JVM 优化代码，所以建议只捕获必要的代码段，尽量不要大 try 包裹整段代码；同时，使用异常控制代码流程也不是一个好主意，远远超过我们通常意义上的条件句（if/else、switch）要低效。
• Java 每实例化一个 Exception，当时的栈都会发快照，这是一个比较重的操作。假如发生得很频繁，这个费用就不能忽视了。

以上使用 try-catch 可将处理业务的代码修改为以下代码：

// 使用 com.alibaba.fastjsonJSONArray 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 可以单独使用吗？

答：try 不能单独使用，否则会丢失 try 意义和价值。

2. 以下 try-catch 能正常运行吗？

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

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

3. 以下 try-finally 能正常运行吗？

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

答:可以正常运行。

4. 以下代码 catch 异常也发生在里面。程序将如何执行？

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:程序会打印出来 finally 抛出异常，终止运行。

5. 以下代码 finally 异常也发生在里面。程序将如何运行？

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 抛出异常并终止运行后，将不再执行 finally 代码异常后。

6. 常见操作有哪些异常？

答:常见操作异常如下:

• java.lang.NullPointerException 空指针异常；原因：调用未初始化的对象或不存在的对象；
• java.lang.ClassNotFoundException 找不到指定类别；原因：类别名称和路径加载错误，通常是程序

试图通过字符串加载特定类别引起的异常；

• java.lang.NumberFormatException 字符串转换为数字异常；原因：非数字字符包含在字符数据中；
• java.lang.IndexOutOfBoundsException 操作数组对象时常见数组角标越界异常；
• java.lang.ClassCastException 数据类型转换异常；
• java.lang.NoClassDefFoundException 未发现类定义错误；
• java.lang.NoSuchMethodException 方法无异常；
• java.lang.IllegalArgumentException 传递参数错误的方法。

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 它们可以被捕获或抛出，它们之间的区别如下：

• Exception(异常)是程序正常运行时可以预测的事故，可以使用 try/catch 捕获处理。Exception 又分为运行异常（Runtime Exception）和异常检查（Checked Exception），异常编译可以在运行过程中通过，但如果在运行过程中出现这种未处理的异常，程序将终止运行；异常检查或使用 try/catch 捕获，或使用 throws 抛出字句声明，否则，编译将不会通过。
• Error(错误)是指突发异常情况，通常无法恢复，如 Java 虚拟机内存溢出等问题称为 Error。

8. throw 和 throws 有什么区别？

答：它们之间的区别如下：

• throw 语句用于方法体内，表示抛出异常由方法体内的语句处理并执行 throw 必须抛出某种异常；
• throws 语句用在方法声明后面，该方法的调用者应处理异常，throws 代表可能有某种异常，不一定有这种异常。

9. Integer.parseInt(null) 和 Double.parseDouble(null) 抛出的异常一样吗？为什么？

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

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

至于为什么会出现不同的异常，没有特殊的原因，主要是因为这两个功能是由不同的人开发的，所以产生了两种不同的异常信息。

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 动态加载方法，如果不加载，就会抛出 ClassNoFoundExcept 异常；
• NoClassDefFoundError 是 Java 虚拟机或者 ClassLoader 当你试图加载类时，你找不到类订阅，也就是说，你想找到的类在编译中存在，但在操作中找不到，这次会出现 NoClassDefFoundError 的错误。

11. 使用 try-catch 为什么性能消耗更多？

答:这个问题要从 JVM（Java 在虚拟机层面找到答案。首先 Java 虚拟机在构建异常实例时需要生成异常栈轨迹。此操作将逐一访问当前线程的栈帧，并记录各种调试信息，包括栈帧指向方法的名称、类别名称、文件名称和代码中的第一行触发异常信息，这是使用异常捕获耗时的主要原因。

12. 常见的 OOM 原因是什么？

答：常见的 OOM 原因如下：

• 未关闭数据库资源；
• 加载特别大的图片；
• 递归次数过多，未释放的变量一直在操作。

13. 以下程序的返回结果是什么？

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

A：0

B：2

C：3

D：1

答：3

主题分析：最终将执行程序 finally 内部代码将以前的结果覆盖为 3。

14. finally、finalize 有什么区别？

答：finally、finalize 区别如下：

• finally 它是语句处理异常的一部分，意味着它总是执行的；
• finalize 是 Object 一种方法是子类可以覆盖这种方法来实现资源清理，这种方法将在垃圾回收前调用。

15. 为什么 finally 总能被执行吗？

答：finally 编译器的作用总是执行的，因为编译器在编译中 Java 当代码被复制时 finally 代码块的内容，然后分别放置 try-catch 在代码块所有正常执行路径和异常执行路径的出口中， finally 无论发生什么情况，都会执行。