Java 异常面试问题与解答

Java 提供了一种健壮且面向对象的方法来处理称为 Java异常处理的异常情况。

1. Java中的异常是什么？

异常是在程序执行期间可能发生的错误事件，它会破坏其正常流程。异常可能源于各种情况，例如用户输入的错误数据，硬件故障，网络连接故障等。

每当执行 Java 语句时发生任何错误，都会创建一个异常对象，然后 JRE尝试查找异常处理程序来处理该异常。如果找到了合适的异常处理程序，则将异常对象传递到处理程序代码以处理异常，称为捕获异常。如果未找到处理程序，则应用程序将异常抛出给运行时环境，并且 JRE 终止程序。

Java 异常处理框架仅用于处理运行时错误，异常处理框架不处理编译时错误。

2.Java 中的异常处理关键字是什么？

java 异常处理中使用了四个关键字。

1. throw：有时我们明确地想要创建异常对象，然后将其抛出以停止程序的正常处理。throw 关键字用于向运行时抛出异常以进行处理。

2. throws：当我们在方法中抛出任何已检查的异常并且不对其进行处理时，我们需要在方法签名时使用 throws 关键字，以使调用方程序知道该方法可能抛出的异常。调用方方法可以处理这些异常，也可以使用throws关键字将其传播到其调用方方法。我们可以在 throws 子句中提供多个异常，它也可以与 main()方法一起使用。

3. try-catch：我们在代码中使用 try-catch 块进行异常处理。try 是块的开始，catch 是 try 块的末尾，用于处理异常。我们可以使用 try 捕获多个 catch 块，并且 try-catch 块也可以嵌套。catch 块需要一个应为 Exception 类型的参数。

4. finally：finally 块是可选的，只能与 try-catch 块一起使用。由于异常会暂停执行过程，因此我们可能会打开一些不会关闭的资源，因此可以使用 finally 块。无论是否发生异常，finally 块都会始终执行。

3.解释Java异常层次结构？

Java 异常是分层的，继承用于对不同类型的异常进行分类。Throwable是 Java 异常层次结构的父类，它有两个子对象– Error和Exception。异常进一步分为检查异常和运行时异常。

Error是超出应用程序范围的特殊情况，无法预见并从中恢复，例如硬件故障，JVM 崩溃或内存不足错误。

Checked Exception 是我们可以在程序中预期并尝试从程序中恢复的异常情况，例如 FileNotFoundException。我们应该捕获该异常，并向用户提供有用的消息，并正确记录下来以进行调试。Exception是所有 “检查的异常” 的父类。

Runtime Exception是由错误的编程引起的，例如，尝试从 Array 中检索元素。在尝试检索元素之前，我们应该首先检查数组的长度，否则它可能ArrayIndexOutOfBoundException在运行时抛出。RuntimeException是所有运行时异常的父类。

4.Java异常类的重要方法是什么？

Exception及其所有子类均未提供任何特定方法，并且所有方法均在基类 Throwable 中定义。

1. String getMessage() –此方法返回 Throwable 消息字符串，并且可以在通过其构造函数创建异常时提供该消息。
2. String getLocalizedMessage() –提供此方法，以便子类可以重写它以向调用程序提供特定于语言环境的消息。此方法的 Throwable 类实现只需使用getMessage()方法即可返回异常消息。
3. synchronized Throwable getCause() - 此方法返回异常原因或 null (原因未知)。
4. String toString() –此方法以 String 格式返回有关 Throwable 的信息，返回的 String 包含 Throwable 类的名称和本地化消息。
5. void printStackTrace() –此方法将堆栈跟踪信息打印到标准错误流，此方法已重载，我们可以传递 PrintStream 或 PrintWriter 作为参数，以将堆栈跟踪信息写入文件或流。

5.解释 Java 7 ARM Feature和多捕获块？

如果您在单个 try 块中捕获了很多异常，则您会注意到 catch 块代码看起来非常丑陋，并且主要由用于记录错误的冗余代码组成，请记住，Java 7 的功能之一就是多捕获块我们可以在单个 catch 块中捕获多个异常。具有此功能的 catch 块如下所示：

catch(IOException | SQLException | Exception ex){
	 logger.error(ex);
	 throw new MyException(ex.getMessage());
}

在大多数情况下，我们使用 finally 块只是为了关闭资源，有时我们忘记关闭它们并在资源耗尽时获取运行时异常。这些异常很难调试，我们可能需要调查使用该类型资源的每个位置，以确保我们将其关闭。因此，java 7 的改进之一是 try-with-resources，我们可以在 try 语句本身中创建资源，并在 try-catch 块内使用它。当执行从 try-catch 块执行时，运行时环境会自动关闭这些资源。具有这种改进的 try-catch 块示例为：

try (MyResource mr = new MyResource()) {
	System.out.println("MyResource created in try-with-resources");
} catch (Exception e) {
	e.printStackTrace();
}

6.Java中的 Checked 和 Unchecked 异常有什么区别？

1、检查异常应在代码中使用 try-catch 块进行处理，否则方法应使用 throws 关键字使调用者知道该方法可能抛出的检查异常。未经检查的异常不需要在程序中处理，也不需要在方法的 throws 子句中提及。

2.、Exception是所有Checked 异常的超类，而RuntimeException是所有Unchecked 的异常的超类。请注意，RuntimeException 是 Exception 的子类。

3、Checked 异常是需要在代码中处理的错误方案，否则您将获得编译时错误。例如，如果您使用 FileReader 读取文件，则可能会抛出该文件FileNotFoundException，我们必须将其在 try-catch 块中捕获，或再次将其抛出给调用方方法。Unchecked 异常通常是由不良的编程引起的，例如，在调用对象引用中的方法而不确保其不为 null 时，会引发 NullPointerException。例如，我可以编写一种方法来删除字符串中的所有元音。确保不传递空字符串对象是调用者的责任。我可能会更改处理这些情况的方法，但理想情况下，调用方应注意这一点。

7.Java中 throw 和 throws 之间的区别是什么？

throws 关键字与方法一起使用，以声明该方法可能抛出的异常，而 throw 关键字用于中断程序流，并将异常对象移交给运行时进行处理。

8.如何用 Java 编写自定义异常？

我们可以扩展Exception类或它的任何子类来创建我们的自定义异常类。自定义异常类可以具有自己的变量和方法，可用于将错误代码或其他与异常相关的信息传递给异常处理程序。

自定义异常的一个简单示例如下所示。

package com.journaldev.exceptions;

import java.io.IOException;

public class MyException extends IOException {

	private static final long serialVersionUID = 4664456874499611218L;

	private String errorCode="Unknown_Exception";

	public MyException(String message, String errorCode){
		super(message);
		this.errorCode=errorCode;
	}

	public String getErrorCode(){
		return this.errorCode;
	}

}

9.什么是 Java 中的 OutOfMemoryError？

Java 中的 OutOfMemoryError 是 java.lang.VirtualMachineError 的子类，当 JVM 堆内存不足时，它会被 JVM 抛出。我们可以通过修改 java 选项提供更多内存来解决此错误。

$>java MyProgram -Xms1024m -Xmx1024m -XX:PermSize=64M -XX:MaxPermSize=256m

10.有哪些不同的情况导致 “主线程异常”？

一些常见的主线程异常情况是：

• main 线程中的 java.lang.UnsupportedClassVersionError 异常：当您的 Java 类是从另一个 JDK 版本编译的，而您试图从另一个 Java 版本运行它时，将发生此异常。
• main 线程中的 java.lang.NoClassDefFoundError 异常：此异常有两种变体。第一个是您以. class 扩展名提供类全名的位置。第二种情况是找不到类时。
• main 线程中的 java.lang.NoSuchMethodError 异常：当您尝试运行不具有 main 方法的类时，将发生此异常。
• main 线程中的 java.lang.ArithmeticException 异常：每当从 main 方法抛出任何异常时，它都会打印控制台异常。第一部分说明从 main 方法抛出异常，第二部分打印异常类名称，然后在冒号后打印异常消息。

11.Java中的 final，finally 和 finalize 有什么区别？

final 和 finally 是 Java 中的关键字，而 finalize 是一种方法。

• final 关键字可以与类变量一起使用，以使它们不能被重新分配； class 可以避免通过类进行扩展； final
  
  关键字可以与方法避免被子类覆盖；

• finally 关键字可以与 try-catch 块一起使用，以提供将始终执行的语句即使出现某些异常，通常最终还是会用来关闭资源。

• finalize()方法在对象被销毁之前由垃圾回收器执行，这是确保关闭所有全局资源的好方法。

在这三个中，只有finally 与 Java 异常处理有关。

12.当 main 方法抛出异常时会发生什么？

当 main()方法引发异常时，Java Runtime 将终止程序并在系统控制台中打印异常消息和堆栈跟踪。

13.我们可以有一个空的捕获块吗？

我们可以有一个空的 catch 块，但这是最糟糕的编程示例。我们永远不应该有空的 catch 块，因为如果异常被该块捕获，我们将没有有关该异常的信息，调试它将是一场噩梦。至少应该有一条日志记录语句，以将异常详细信息记录在控制台或日志文件中。

14.提供一些 Java 异常处理最佳实践吗？

与 Java 异常处理有关的一些最佳实践是：

• 捕获特定异常可以简化调试。
• 在程序中尽早抛出异常(Fast-Fast)。
• 在程序后期捕获异常，让调用者处理异常。
• 使用 Java 7 ARM 功能来确保资源被关闭，或者使用 finally 块来正确地关闭它们。
• 始终记录异常消息以进行调试。
• 使用多捕获块让代码更加清洁。
• 使用自定义异常可以从应用程序 API 中引发单一类型的异常。
• 遵循命名约定，始终以 Exception 结尾。
• 使用 javadoc 中的 @throws 记录由方法引发的异常。
• 异常的代价很高，因此仅在有意义时才抛出异常。否则，您可以捕获它们并返回null或不响应。

15.以下程序有什么问题，我们该如何解决？

在这里，我们将研究与 Java 异常相关的一些编程问题。

1). 下面的程序有什么问题？

package com.journaldev.exceptions;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

public class TestException {

	public static void main(String[] args) {
		try {
			testExceptions();
		} catch (FileNotFoundException | IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

	public static void testExceptions() throws IOException, FileNotFoundException{

	}
}

上面的程序无法编译，并且您会收到错误消息，“The exception FileNotFoundException is already caught by the alternative IOException”。这是因为 FileNotFoundException 是 IOException 的子类，有两种方法可以解决此问题。

第一种方法是对两个异常都使用单个 catch 块。

try {
	testExceptions();
}catch(FileNotFoundException e){
	e.printStackTrace();
}catch (IOException  e) {
	e.printStackTrace();
}

另一种方法是从多捕获块中删除 FileNotFoundException。

try {
	testExceptions();
}catch (IOException  e) {
	e.printStackTrace();
}

您可以根据情况选择任何一种方法。

2). 下面的程序有什么问题？

package com.journaldev.exceptions;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

import javax.xml.bind.JAXBException;

public class TestException1 {

	public static void main(String[] args) {
			try {
				go();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			} catch (FileNotFoundException e) {
				e.printStackTrace();
			} catch (JAXBException e) {
				e.printStackTrace();
			}
	}

	public static void go() throws IOException, JAXBException, FileNotFoundException{

	}
}

该程序将编译错误，因为 FileNotFoundException 是 IOException 的子类，因此 FileNotFoundException 的 catch 块不可访问，并且您将收到错误消息 “ Unreachable catch block for FileNotFoundException. It is already handled by the catch block for IOException”。

您需要修复 catch 块顺序才能解决此问题。

try {
	go();
} catch (FileNotFoundException e) {
	e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
	e.printStackTrace();
} catch (JAXBException e) {
	e.printStackTrace();
}

请注意，JAXBException 与 IOException 或 FileNotFoundException 不相关，可以放置在以上 catch 块层次结构中的任何位置。

3). 下面的程序有什么问题？

package com.journaldev.exceptions;

import java.io.IOException;

import javax.xml.bind.JAXBException;

public class TestException2 {

	public static void main(String[] args) {
		try {
			foo();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}catch(JAXBException e){
			e.printStackTrace();
		}catch(NullPointerException e){
			e.printStackTrace();
		}catch(Exception e){
			e.printStackTrace();
		}
	}

	public static void foo() throws IOException{

	}
}

该程序将无法编译，因为 JAXBException 是一个已检查的异常，并且 foo()方法应抛出此异常以捕获调用方法。您将收到错误消息 “ JAXBException 无法访问的捕获块。不会从 try 语句主体中引发此异常。

要解决此问题，您将必须删除 JAXBException 的 catch 块。

注意，捕获 NullPointerException 是有效的，因为它是未经检查的异常。

4). 下面的程序有什么问题？

package com.journaldev.exceptions;

public class TestException3 {

	public static void main(String[] args) {
		try{
		bar();
		}catch(NullPointerException e){
			e.printStackTrace();
		}catch(Exception e){
			e.printStackTrace();
		}

		foo();
	}

	public static void bar(){

	}

	public static void foo() throws NullPointerException{

	}
}

这是一个技巧性的问题，代码没有问题，它将成功编译。我们总是可以捕获 Exception 或任何未经检查的异常，即使它不在方法的 throws 子句中也是如此。

同样，如果方法(foo)在 throws 子句中声明未经检查的异常，则在程序中处理该异常不是强制性的。

5). 下面的程序有什么问题？

package com.journaldev.exceptions;

import java.io.IOException;

public class TestException4 {

	public void start() throws IOException{
	}

	public void foo() throws NullPointerException{

	}
	}

	class TestException5 extends TestException4{

	public void start() throws Exception{
	}

	public void foo() throws RuntimeException{

	}
}

上面的程序无法编译，因为子类中的start()方法签名不同。要解决此问题，我们可以将子类中的方法特性更改为与超类完全相同，也可以从子类方法中删除throws子句，如下所示。

@Override
public void start(){
}

6). 下面的程序有什么问题？

package com.journaldev.exceptions;

import java.io.IOException;

import javax.xml.bind.JAXBException;

public class TestException6 {

	public static void main(String[] args) {
		try {
			foo();
		} catch (IOException | JAXBException e) {
			e = new Exception("");
			e.printStackTrace();
		}catch(Exception e){
			e = new Exception("");
			e.printStackTrace();
		}
	}

	public static void foo() throws IOException, JAXBException{

	}
}

上面的程序无法编译，因为多捕获块中的异常对象是最终对象，我们无法更改其值。由于“无法分配多捕获块的参数e”，将导致编译时错误。

我们必须删除对新异常对象的“ e”分配以解决此错误。

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