Java的异常

• Throwable 是所有 Java 程序中错误处理的父类 ，有两种直接子类： Error 和 Exception。

1. Error错误

• Error 表示由 JVM 所侦测到的无法预期的错误，由于这是属于 JVM 层次的严重错误 ，导致 JVM 无法继续执行，因此，这是不可捕捉到的，无法采取任何恢复的操作，顶多只能显示错误信息。
• 常见的Error：
  • NotClassDefFountError（类未定义错误）
  • OutofMemoryError（内存溢出错误）
  • StackOverFlowError（栈溢出错误）

2. Exception异常

• 程序本身可以捕获并且可以处理的异常。Exception 这种异常又分为两类：运行时异常和非运行时异常

2.1 编译时异常

• 编译时异常又叫非运行时异常，或者受检异常。编译器会检查此类异常，也就是说当编译器检查到应用中的某处可能会有此类异常时，将会提示你处理本异常，要么使用 try-catch 捕获，要么使用方法签名中用 throws 关键字抛出，否则编译不通过。
• 常见的编译时异常：
  • IOException：输入输出流异常
  • SQLException：数据库操作异常
  • ClassNotFoundException：类找不到的异常
  • TimeoutException：执行超时异常

2.2 运行时异常

• 运行时异常也叫非受检异常，是指编译通过但在程序运行时出现的异常。当出现这样的异常时，总是由虚拟机接管。

• 出现运行时异常后，系统会把异常一直往上层抛，一直遇到处理代码。如果没有处理块，到最上层，如果是多线程就由 Thread.run()抛出 ，如果是单线程就被 main() 抛出 。抛出之后，如果是线程，这个线程也就退出了。如果是主程序抛出的异常，那么这整个程序也就退出了。

• 运行时异常是 Exception 的子类，也有一般异常的特点，是可以被 Catch 块处理的，不过一般情况下我们不对其进行处理。也就是说，如果不对运行时异常进行处理，那么出现运行时异常之后，要么是线程中止，要么是主程序终止。、

• 常见的运行时异常：

  • NullPointerException： 空指针引用异常
    • 调用 null 对象的实例方法。
    • 访问或修改 null 对象的字段。
    • 将 null 作为一个数组，获得其长度。
  • ClassCastException：类型强制转换异常
    • 试图将对象强制转换为不是实例的子类
  • ArithmeticException：算术运算异常
  • ArrayIndexOutOfBoundsException：下标越界异常
  • IllegalArgumentException：传递非法参数异常。
  • ConcurrentModificationException：并发修改异常

在提到ConcurrentModificationException时可以多聊一些，这个异常会比前面的一些异常显得高级一点，让面试官知道你学习过JUC中的安全集合，确实是自己实践验证过。如果对有兴趣了解更多关于并发修改异常的知识，可以看我的这篇文章：JUC集合线程安全

3. 关于异常的面试题

3.1 Error 和 Exception 区别是什么？

• Error 类型的错误通常为虚拟机相关错误，如内存不足，堆栈溢出等，编译器不会对这类错误进行检测，JAVA 应用程序也不应对这类错误进行捕获，一旦这类错误发生，通常应用程序会被终止，仅靠应用程序本身无法恢复。
• Exception 类的错误是可以在应用程序中进行捕获并处理的，通常遇到这种错误，应对其进行处理，使应用程序可以继续正常运行。

3.2 运行时异常和编译时异常(受检异常)区别是什么？

• 运行时异常包括 RuntimeException 类及其子类，表示程序在运行期间可能出现的异常。 Java 编译器不会检查运行时异常。
• 受检异常是 Exception 中除 RuntimeException 及其子类之外的异常。 Java 编译器会检查受检异常。
• 区别：是否强制要求调用者必须处理此异常，如果强制要求调用者必须进行处理，那么就使用受检异常，否则就选择非受检异常(RuntimeException)。一般来讲，如果没有特殊的要求，我们建议使用RuntimeException异常。

3.3 JVM 是如何处理异常的？

• 在一个方法中如果发生异常，这个方法会创建一个异常对象，并转交给 JVM，该异常对象包含异常名称、异常描述以及异常发生时应用程序的状态。创建异常对象并转交给 JVM 的过程称为抛出异常。可能有一系列的方法调用，最终才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 会顺着调用栈去查找看是否有可以处理异常的代码，如果有，则调用异常处理代码。当 JVM发现可以处理异常的代时，会把发生的异常传递给它。如果 JVM 没有找到可以处理该异常的代码块，JVM 就会将该异常转交给默认的异常处理器（默认处理器为 JVM 的一部分），默认异常处理器打印出异常信息并终止应用程序。

3.4 throw 和 throws 的区别是什么？

• Java 中的异常处理除了包括捕获异常和处理异常（try-catch）之外，还包括声明异常和拋出异常（throws），可以通过 throws 关键字在方法上声明该方法要拋出的异常，或者在方法内部通过 throw 拋出异常对象。
• throws 关键字和 throw 关键字在使用上的几点区别如下：
  • throw 关键字用在方法内部，只能用于抛出一种异常，用来抛出方法或代码块中的异常，受查异常和非受查异常都可以被抛出。
  • throws 关键字用在方法声明上，可以抛出多个异常，用来标识该方法可能抛出的异常列表。一个方法用 throws 标识了可能抛出的异常列表，调用该方法的方法中必须包含可处理异常的代码，否则也要在方法签名中用 throws 关键字声明相应的异常。

3.5 final、finally、finalize 有什么区别？

• final 是一个关键字，可以修饰类、变量、方法。修饰类表示该类不能被继承，修饰方法表示该方法不能被重写，修饰变量表示该变量是一个常量不能被重新赋值。
• finally 一般作用在 try-catch 代码块中，在处理异常的时候，通常我们将一定要执行的代码方法 finally 代码块中，表示不管是否出现异常，该代码块都会执行，一般用来存放一些关闭资源的代码。
• finalize是一个方法，属于Object类的一个方法，而Object类是所有类的父类，Java 中允许使 finalize() 方法在垃圾收集器将对象从内存中清除出去之前做必要的清理工作。

3.6 ClassNotFoundException 和 NoClassDefFoundError区别？

• ClassNotFoundException 是一个编译时异常，表示类未找到，需要显式地使用 try-catch 对其进行捕获和处理，或在方法签名中用 throws 关键字进行声明。当使用 Class.forName、ClassLoader.loadClass、ClassLoader.findSystemClass 动态加载类到内存的时候，通过传入的类路径参数没有找到该类，就会抛出该异常。
• NoClassDefFoundError 是一个 Error 类型的错误，表示类未定义，是由 JVM 引起的，不应该尝试捕获这个异常。引起该异常的原因是 JVM 或 ClassLoader 尝试加载某类时在内存中找不到该类的定义。
• 总结：
  • ClassNotFoundException 是编译时异常，表示类未找到；NoClassDefFoundError 是 Error 类型的错误，表示类未定义。
  • ClassNotFoundException 需要用 try-catch 进行捕获或者使用 throws 抛出；NoClassDefFoundError 由 JVM 引起，不由我们去捕获或抛出。
  • 产生异常的原因不一样

3.7 try-catch-finally 中哪个部分可以省略？

• 以下三种情况都是编译可以通过的：
  try-catch
  try-finally
  try-catch-finally
• 可以省略 catch 或者 finally。catch 和 finally 不可以同时省略。

3.8 如果 catch 中 return 了，finally 还会执行吗？

• 答案是会执行

  • finally 的作用就是，无论出现什么状况，finally 里的代码一定会被执行。
  • 如果在 catch 中 return了，也会在 return之前，先执行 finally 代码块。
  • 而且如果 finally 代码块中含有 return 语句，会覆盖其他地方的 return。
  • 对于基本数据类型的数据，在 finally 块中改变 return 的值对返回值没有影响，而对引用数据类型的数据会有影响。

• 基本数据类型的数据：

  public class Test {
      public static void main(String[] args) {
          System.out.println(MyTest());//输出结果为20，说明在 finally 块中改变 return 的值对返回值没有影响
      }
  
      public static int MyTest() {
          int a;
          try {
              a = 10;
              a = 10 / 0;//制造异常
          } catch (Exception e) {
              e.printStackTrace();
              a = 20;
              return a;
          } finally {
              a = 30;
          }
          return a;
      }
  }
  

• 引用类型的数据：

  public class Test08 {
      public static void main(String[] args) {
          System.out.println(MyTest().getName());//输出结果为狗C，说明在 finally 块中改变 return 的值对引用数据类型的										数据会有影响
      }
  
      public static Dog MyTest(){
          Dog dog = new Dog();
          try {
              dog.setName("狗A");
              int a = 10 / 0;//制造异常
          } catch (Exception e) {
              e.printStackTrace();
              dog.setName("狗B");
              return dog;
          } finally {
              dog.setName("狗C");
          }
          return dog;
      }
  }
  
  class Dog{
      private String name;
  
      public String getName() {
          return name;
      }
  
      public void setName(String name) {
          this.name = name;
      }
  }