Java异常详解，面试再也不怕被问到!

01Java异常简介

1.1 什么是异常

程序运行时，发生的不被期望的事件，它阻止了程序按照程序员的预期正常执行，这就是异常。异常发生时，是任程序自生自灭，立刻退出终止。在Java中即，Java在编译或运行或者运行过程中出现的错误。

1.2 异常处理机制

异常处理机制能让程序在异常发生时，按照代码的预先设定的异常处理逻辑，针对性地处理异常，让程序尽最大可能恢复正常并继续执行，且保持代码的清晰。

Java中的异常可以是函数中的语句执行时引发的，也可以是程序员通过throw 语句手动抛出的，只要在Java程序中产生了异常，就会用一个对应类型的异常对象来封装异常，JRE就会试图寻找异常处理程序来处理异常。

Java异常机制用到的几个关键字：try、catch、finally、throw、throws。

1. 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。

2. catch

-- 用于捕获异常。catch用来捕获try语句块中发生的异常。

3. 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。

4. throw

-- 用于抛出异常。

5. throws

-- 用在方法签名中，用于声明该方法可能抛出的异常。主方法上也可以使用throws抛出。如果在主方法上使用了throws抛出，就表示在主方法里面可以不用强制性进行异常处理，如果出现了异常，就交给JVM进行默认处理，则此时会导致程序中断执行。

1.3 产生异常的原因：

1. 用户输入了非法数据。

2. 要打开的文件不存在。

3. 网络通信时连接中断，或者JVM内存溢出。

这些异常有的是因为用户错误引起，有的是程序错误引起的，还有其它一些是因为物理错误引起的。

02Java异常的分类

2.1 java的异常分类如下：

1. Error：JVM内部的错误，程序员不能处理的。

2. Exception：指的是程序运行中产生的异常，用户可以使用处理格式处理。

3. 非受检异常(RuntimeException)：指的是运行时异常，编译器不强制要求处理。

4. 受检异常(IOException)：异常编译器强制要求处理。

2.2 常见非受检异常：

1. ClassCastException： 当试图将对象强制转换为不是实例的子类时，抛出该异常。

2. ArithmeticException： 当出现异常的运算条件时，抛出此异常。例如，一个整数"除以零"时，抛出此类的一个实例。

3. IllegalArgumentException：抛出的异常表明向方法传递了一个不合法或不正确的参数。

4. ArrayIndexOutOfBoundsException：用非法索引访问数组时抛出的异常。如果索引为负或大于等于数组大小，则该索引为非法索引。

5. IndexOutOfBoundsException： 指示某排序索引（例如对数组、字符串或向量的排序）超出范围时抛出。

6. NullPointerException： 当应用程序试图在需要对象的地方使用 null 时，抛出该异常。

7. NumberFormatException： 当应用程序试图将字符串转换成一种数值类型，但该字符串不能转换为适当格式时，抛出该异常。

8. StringIndexOutOfBoundsException： 此异常由 String 方法抛出，指示索引或者为负，或者超出字符串的大小。

9. UnsupportedOperationException： 当不支持请求的操作时，抛出该异常。

10. ClassNotFoundException 应用程序试图加载类时，找不到相应的类，抛出该异常。

11. IllegalAccessException 拒绝访问一个类的时候，抛出该异常。

12. InterruptedException 一个线程被另一个线程中断，抛出该异常。

13. NoSuchMethodException 请求的方法不存在。

2.3 常见受检异常：

1. FileNotFoundException: 文件没有找到

2. IOException：io流异常

3. SQLException：sql异常

2.4 异常常用方法

下面是 Throwable 类的主要方法:

1. public String getMessage()：返回关于发生的异常的详细信息。这个消息在Throwable 类的构造函数中初始化了。

2. public Throwable getCause()：返回一个Throwable 对象代表异常原因。

3. public String toString()：使用getMessage()的结果返回类的串级名字。

4. public void printStackTrace()：打印toString()结果和栈层次到System.err，即错误输出流。

5. public StackTraceElement [] getStackTrace()：返回一个包含堆栈层次的数组。下标为0的元素代表栈顶，最后一个元素代表方法调用堆栈的栈底。

6. public Throwable fillInStackTrace()：用当前的调用栈层次填充Throwable 对象栈层次，添加到栈层次任何先前信息中。

03异常的使用及执行流程

3.1 异常的处理方案

try...catch、try...catch...finally、try...finally

try{

可能会发生的异常

}catch(异常类型 异常名(变量)){

针对异常进行处理的代码

}catch(异常类型 异常名(变量)){

针对异常进行处理的代码

}...

finally{

释放资源代码；

}

注意：

1. catch 不能独立于 try 存在。

2. catch里面不能没有内容。

3. 在 try/catch 后面添加 finally 块并非强制性要求的。

4. try 代码后不能既没 catch 块也没 finally 块。try里面越少越好。

5. try, catch, finally 块之间不能添加任何代码。

6. finally里面的代码最终一定会执行（除了JVM退出）。

7. 如果程序可能存在多个异常，需要多个catch进行捕获。

8. 异常如果是同级关系，catch谁前谁后没有关系,如果异常之间存在上下级关系，上级需要放在后面。

3.2 异常的执行流程

异常是一起处理好还是分开处理好？

根据实际的开发要求是否严格来决定。在实际的项目开发项目工作中，所有的异常是统一使用Exception处理还是分开处理，完全根据开发者的项目开发标准来决定。如果项目开发环境严谨，基本上要求针对每一种异常分别进行处理，并且要详细记录下异常产生的时间以及产生的位置，这样可以方便程序维护人员进行代码的维护。再次注意：处理多个异常时，捕获范围小的异常要放在捕获范围大的异常之前处理。

3.3 throw和throws的区别

throw和throws都是在异常处理中使用的关键字，区别如下：

throw：指的是在方法中人为抛出一个异常对象（这个异常对象可能是自己实例化或者抛出已存在的）；

throws：在方法的声明上使用，表示此方法在调用时必须处理异常。

3.4 try-catch和throws开发中如何选择

1. 在实际开发过程中尽量将异常抛到controller层进行捕获，避免事务失效等问题。

2. 不涉及事务，异常了但不能影响程序向下执行，可以在当前位置进行捕获。

3.5 finally块和return

首先一个不容易理解的事实：在 try块中即便有return，break，continue等改变执行流的语句，finally也会执行。

finally中的return 会覆盖 try 或者catch中的返回值。

finally中的return或异常会抑制（消灭）前面try或者catch块中的异常。

3.6 assert关键字（了解）

在Java中，assert关键字是从JAVA SE 1.4 引入的，为了避免和老版本的Java代码中使用了assert关键字导致错误，Java在执行的时候默认是不启动断言检查的（这个时候，所有的断言语句都 将忽略！），如果要开启断言检查，则需要用开关-enableassertions或-ea来开启。

assert关键字语法很简单，有两种用法：

1. assert <boolean表达式>

如果<boolean表达式>为true，则程序继续执行。如果为false，则程序抛出AssertionError，并终止执行。

2. assert <boolean表达式> : <错误信息表达式>

如果<boolean表达式>为true，则程序继续执行。如果为false，则程序抛出java.lang.AssertionError，并输入<错误信息表达式>。

例如：

public class Test {

public static void main(String[] args) {

int a = 10;

int b = 2;

assert a == 10:"a不等于10";

System.out.println("a="+a);

}

}

执行结果为：a=10

public class Test {

public static void main(String[] args) {

int a = 10;

int b = 2;

assert a == 20:"a不等于20";

System.out.println("a="+a);

}

}

执行结果为：java.lang.AssertionError: a不等于20

04自定义异常

在 Java 中你可以自定义异常。如果要自定义异常类，则扩展Exception类即可，因此这样的自定义异常都属于检查异常（checked exception）。如果要自定义非检查异常，则扩展自RuntimeException。

按照国际惯例，自定义的异常应该总是包含如下的构造函数：

一个无参构造函数

一个带有String参数的构造函数，并传递给父类的构造函数。

一个带有String参数和Throwable参数，并都传递给父类构造函数

一个带有Throwable 参数的构造函数，并传递给父类的构造函数。

下面是IOException类的完整源代码，可以借鉴。

public class IOException extends Exception {

static final long serialVersionUID = 7818375828146090155L;

public IOException() {

super();

}

public IOException(String message) {

super(message);

}

public IOException(String message, Throwable cause) {

super(message, cause);

}

public IOException(Throwable cause) {

super(cause);

}

}

05总结

通过这篇文章，我们需要掌握的是什么是异常，异常的分类，异常的处理和捕获和自定义异常，通常开发中为了避免抛异常而终止，会进行捕获，给一个友好提示，异常机制也是为了让我们的业务更清晰，程序更加健壮，对用户更加友好。