Java异常机制

世界上不可能存在不会出错的程序，对于一门优秀的语言，它必定具备容灾机制的特性，这样才能保证程序的可靠性。

Java在设计之初就提供了相对完善的异常处理机制，该机制大大降低了编写和维护可靠程序的门槛，或许这也是Java如今这么火爆的原因之一。

在此，先抛出两个面试中常问到的问题——Exception和Error的区别，RuntimeException和CheckedException的区别

 

Exception和Error的区别

Exception和Error都继承自Throwable类，在Java中只有继承了Throwable类型的实例才能够被抛出或捕获。

Exception和Error体现了Java平台设计者对不同异常情况的分类：

• Exception：是程序正常运行中可以预料的异常，它可以且应该尽可能被捕获并处理。
• Error：是正常情况下不大可能出现的系统错误，一般Error都会导致程序（如JVM本身）处于非正常的，不可恢复的状态。既然是非正常的情况，不便于也不需要捕获，则编译器不会对Error作检查。常见Error有虚拟机崩溃，内存不足，方法栈调用异常等。

直观地说：Error是程序无法处理的错误，Exception是程序可以处理的异常。

 

RuntimeException和CheckedException的区别

而Exception又分为CheckedException和RuntimeException：

• CheckedException可检查异常：是可预知的异常，在编译期就必须显示地对其进行捕获处理，例如FileNotFoundException，ClassNotFoundException等。
• RuntimeException不检查异常：也就是我们常说的运行时异常，它是不可预知的，具体根据需求来判断是否需要捕获，并不会在编译期强制要求（大部分情况下我们都是采用if-else判断，因为try-catch块会对性能方面存在一点影响）RuntimeException通常是可以编码避免的逻辑错误，例如NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException等。

 

以下是几个常见的RuntimeException，CheckedException，Error，希望自己和读者都能够做到心里有数...(゜▽゜*)

RuntimeException：

①NullPointException - 空指针异常

②ClassCastException - 类型强制转换异常

③IllegalArgumentException - 传递非法参数异常

④IndexOutOfBoundsException - 数组越界

⑤NumberFormatException - 数字格式异常

 

CheckedException：

①ClassNotFoundException - 找不到指定class的异常

②IOException - IO操作异常

 

Error

①NoClassDefFoundError - 找不到class定义的错误

②StackOverflowError - 深递归导致栈被耗尽的错误

③OutOfMemoryError - 内存溢出错误

 

到此，再抛出一个问题：ClassNotFoundException和NoClassDefFoundError有什么区别？

ClassNotFoundException和NoClassDefFoundError的区别

首先，一个是Error一个是CheckedException。既然NoClassDefFoundError是Error的话，那问题多半是与JVM挂钩了，我们先观察下面这个非常简单的代码：

可以看到，在TestNoClassDefFoundError中调用了A的构造函数创建了一个A对象，

public class TestNoClassDefFoundError {
    public static void main(String[] args) {
        new A();
    }
}

class A{
}

在我们点击执行main方法后，javac首先会通过我们编写的TestNoClassDefFoundError.java编译出两个.class文件（A.class和TestNoClassDefFoundError.class），然后就是JVM对我们的.class文件进行类加载了...... 也就是说，当main成功执行完毕后，我们可以获得TestNoClassDefFoundError.java和A.java这两个字节码文件。

此时我们将A.class删除，再点击main方法执行，就会报NoClassDefFoundError，也就是说JVM加载不到A.class去执行main中A的构造方法。

 

说完了NoClassDefFoundError，ClassNotFoundException就简单很多了，它是一个可检查异常，我们必须在编译期就得对它进行捕获。例如我们通过Class获取一个xx类的反射对象时，就需要抛出或捕获处理该异常，话不多还是说看代码吧：

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {//throws ClassNotFoundException 
        path = "com.xxx.xxxClass";
        try {
            claz = Class.forName(path);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
        

读到这里相信大家对NoClassDefFoundError，ClassNotFoundException的区别已经有了大概的了解了( •̀ ω •́ )

 

说完了各种异常，那么再来看一下Java对这些异常的处理机制

处理机制

 

首先呢，是抛出异常：当一个方法出现错误引发异常时，方法会创建一个异常对象交付给运行时系统，该异常对象包含了异常类型和异常出现时的程序状态等异常信息。

之后就是捕获异常：在方法抛出异常后，运行时系统会去寻找合适的异常的异常处理器（ExceptionHandler），并执行其方法。若运行时系统遍历了调用栈都没有找到合适的异常处理器，则运行时系统终止，Java程序终止。

 

上述描述若没有看懂也没有关系，以下通过一段简单的代码对其过程进行描述：

public class ExceptionHandlerMechanism {
    public static int doMethod() {
        try {
            int i = 10/0;//抛出一个异常对象
            System.out.println(i);
        }catch (ArithmeticException e){//在catch块中寻找合适的异常处理器
            System.out.println("ArithmeticException");
            return 10;
        }catch (Exception e){
            System.out.println("Exception");
            return 5;
        }finally {
            System.out.println("finally");
            return 0;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.print(doMethod());
    }
}

其运行过程如下：

①程序首先在int i = 10/0;的位置抛出一个异常对象

②然后运行时系统对该异常对象进行捕获操作，也就是上述过程中的寻找合适的异常的异常处理器。

③该异常对象在ArithmeticException的catch块中被捕获，并执行其中的方法。

这里注意！！！ArithmeticException的catch块中的return是不会执行的，有一种错误的说法是：ArithmeticException先执行了return，然后finnally中执行的return会把先前ArithmeticException中return的结果覆盖。因为我曾经就这么认为了很久....(  ′⌒`)

④然后就是执行finally了。

其运行结果相信大家已经心里有数了：

ArithmeticException
finally
0

 

说完了异常的处理机制后，我们再来聊一聊异常的规范吧

规范

①不要捕获我们不需要捕获的异常：不必要的异常的捕获和处理交给掌握更多信息的上层，说白了就是别多闲事。

②不要生吞异常：捕获了异常则必须对其进行处理，不要什么都做，生吞异常会导致程序出现问题后难以诊断问题所在，也就是别占着茅坑不拉屎。

③尽量不要捕获通用异常：能定位到FileNotFoundException就不要用IOException或Exception，这样能更加精确地定位问题的所在以及增加代码的可读性。此外，我们某些情况是需要将例如RuntimeException的异常扩散出来，错误的做法是选择捕获Exception，它会把我们不想捕获的RuntimeException也捕获了。

④对于很多子模块系统或分布式系统，采用日志持久化保存异常信息：在这类系统中，如果仅仅通过控制台打印异常，是无法找到相关异常信息的。

⑤抛出的异常能够通过其名称和message准确说明异常产生的类型和原因：这个就不用解释了

⑥仅捕获可能出现异常的必要的代码段：不要用一大个try包住整个代码段，因为try-catch的效率是远远比不上if-else/switch的。（因为try-catch块中每次遇到异常都会实例化一个Exception对象，对当时的栈进行快照进行保存等。）

 

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关于异常差不多就写到这⑧..(●'◡'●)