面试宝典 | 令人头疼的 Java 异常面试总结

异常简介

异常类层次结构

从结构图可以看出，所有异常均继承自 Throwable 类，它有两个重要的子类：Exception 和 Error ，各自又包含大量子类。

1. Exception

程序本身可以处理的异常，又可以分为 受检异常 和 非受检异常 ，受检异常 可以用 try...catch... 语句进行捕获处理，而且能从异常中恢复。但 非受检异常 是程序运行时错误，会导致程序崩溃而无法恢复。

• 受检异常

编译器要求必须处理的异常，正确的程序在运行时，经常会出现、预期范围内的情况。一旦发生该类异常，就必须使用某种方式进行处理。包括除开 RuntimeException 及其子类之外的 Exception 异常。编译器会检查此类异常，所以我们必须使用 throws 进行抛出或者 try...catch 进行捕获，否则将导致编译失败。

• 非受检异常

编译器不会检查而且也不要求我们进行处理，即就算在程序中出现了此类异常，即便我们没有用 try...catch 进行捕获或者用 throws 进行抛出，编译都会成功。包括 RuntimeException 及其子类和错误 Error.

同时也可以分为：运行时异常和编译时异常。

• 运行时异常

RuntimeException 类及其子类，表示 JVM 在运行期间可能出现的异常，Java 编译器不会检查它。没有通过 throws 抛出或 try...catch 捕获，仍然可以编译通过，常见的有 NullPointerException、ArrayIndexOutBoundException、ClassCastException、ArithmeticException、NumberFormatException、IllegalArgumentException；

• 编译时异常

Exception 中除开运行时异常之外的异常，Java 编译器会检查它，一旦出现，必须使用 throws 进行声明抛出，或者使用 try...catch 进行捕获异常，否则不能通过编译。常见的有 ClassNotFoundException、IOException。在程序中，通常不会自定义该类异常，而是直接用系统提供的异常类，该异常必须手动在代码中添加捕获语句来处理。

2. Error

程序无法处理的错误，表示程序运行过程中教严重的问题，大多与 coder 所做操作无关，而是代码运行时 JVM 出现的问题。此时说明故障发生于虚拟机本身、或者发生在虚拟机试图执行应用时。

Throwable 常用方法

try-catch-finally 和 try-with-resources

1. try-catch-finally
   • try ：用于捕获异常，后接零个或多个 catch，没有 catch 则必须加上 finally；
   • catch：用于处理 try 捕获到的异常；
   • finally：无论是否捕获/处理异常，finally 块中内容均会执行，就算 try 或 catch 中有 return 语句，finally 中代码也将在方法返回之前执行；
2. try-with-resources

当我们有必须要关闭的资源时，建议优先使用 try-with-resources，这样写出的代码更加简短清晰。

3. 两者对比

// try-catch-finally
Scanner scanner = null;
try {
    scanner = new Scanner(new File("D:/demo.txt"));
    while (scanner.hasNext()) {
        System.out.println(scanner.nextLine());
    }
} catch (FileNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    if (scanner != null) {
        scanner.close();
    }
}

// try-with-resources
try (Scanner scanner = new Scanner(new File("D:/demo.txt"))) {
    while (scanner.hasNext()) {
        System.out.println(scanner.nextLine());
    }
} catch (FileNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}

异常处理

Java 中，异常处理机制分为 声明异常、抛出异常和捕获异常，根据异常的情况，可以对异常进行不同处理：

声明异常

对于知道如何进行处理的异常，一般要进行捕获，但此时不知道如何将处理的异常继续传递下去，可以通过在方法签名中使用 throws 来声明可能抛出的异常，有如下两点需要注意：

1. 非受检异常（Error、RuntimeException 及其子类） 不能使用 throws 关键字来声明要抛出的异常；
2. 一个方法出现编译时异常，就需要 try...catch/throws 进行处理，否则会导致编译失败 ；

抛出异常

一旦觉得某些异常无法处理，但同时又不用我们进行处理，那我们就可以将其抛出。一般是使用 throw 在方法内部抛出一个 Throwable 类型的异常。

捕获异常

程序在运行前一般不会报错，但是运行后可能出现某些未知错误，如果不想直接抛出给上一级处理，那我们就需要通过 try...catch... 的形式对异常进行捕获，然后根据不同的情况来进行相应处理。

异常常见面试题

Error 和 Exception 的区别？

Exception 类的异常能够在程序中进行捕获并处理，遇到该类异常，应该进行处理，从而使程序能够继续正常运行；

Error 类的错误一般是虚拟机相关错误，如系统崩溃、内存不足、堆栈溢出等，编译器不会检测这类错误。我们也不会对这类错误进行捕获，一旦发生，一般都会导致程序崩溃无法恢复；

运行时异常和受检异常的区别？

运行时异常包括 RuntimeException 及其子类，表示 JVM 运行期间可能出现的异常，不会被 Java 编译器检查。

而受检异常是除开 RuntimeException 及其子类之外的其他 Exception，会被 Java 编译器检查。

两者的 区别 在于：是否需要调用者必须处理该异常，如果必须处理，则一般使用受检异常，否则一般选择非受检异常（RuntimeException）；

throw 和 throws 的区别？

• throw：用于在方法内部抛出异常对象
  1. throw 用在方法体内，表示抛出异常，由方法体内的语句处理；
  2. throw 是具体向外抛出异常的动作，所以抛出的是一个异常实例，执行 throw 一定是抛出了某种异常；
• throws：用于在方法签名上声明该方法所要抛出的异常
  1. throws 语句使用在方法声明后，表示若抛出异常，则由该方法的调用者来进行异常的处理；
  2. throws 主要是声明这个方***抛出某种类型的异常，让它的使用者要知道需要捕获的异常的类型；
  3. throws 表示出现异常的一种可能性，并非一定发生该种异常；

final、finally、finallize 的区别？

final 用于修饰类、方法、变量，修饰类时表示类不能被继承；修饰方法时表示方法不能别重写，但是能够被重载；修饰变量时表示该变量是一个常量无法被重写赋值；

finally 一般作用于 try...catch 代码块，处理异常时，通常将必须要执行的代码放在 finally 代码块中，表示无论是否出现异常，此代码块均执行，一般用来存放一些关闭资源的代码；

finallize 是一个方法，属于 Object 类，Java 允许用 finallize() 方法在垃圾回收器将对象从内存中清除前做一些必要的清理工作；

常见的 RuntimeException 异常？

• ClassCastException
• IndexOutOfBoundsException
• NullPointerException
• ArrayStoreException
• BufferOverFlowException

JVM 如何处理异常？

一旦某方法发生异常，该方法就会创建一个异常对象，并将其转交给 JVM，该异常对象一般包含 异常名称、异常描述以及异常发生时应用程序的状态。这个 创建异常对象并转交给 JVM 的过程叫做抛出异常。可能有一系列的方法调用，最终才能进入抛出异常的方法，这一系列方法调用的有序列表叫做调用栈。

JVM 沿着调用栈去查找是否有需要处理异常的代码，一旦发现则调用异常处理代码。当 JVM 发现可以处理异常的代码时，会将发生的异常传递给它。如果 JVM 未找到能够处理该异常的代码块，就会将其转交给默认的异常处理器（JVM 的一部分），由异常处理器打印出异常信息并终止应用程序；