Java常用异常整理

填坑,整理下Java的常用异常。正确使用异常在实际编码中非常重要,但面试中的意义相对较小,因为对异常的理解和应用很难通过几句话或几行代码考查出来,不过我们至少应答出三点:异常类的继承关系、常用异常类、常用异常类的使用场景,下文将围绕这三点介绍。

异常类的继承关系

Java中,所有异常都继承自Throwable类(一个完整可用的类)。整体上分为Error、Exception两个大类,Exception大类又分为UncheckedException(继承于RuntimeException)和CheckedException(继承于Exception,但不继承于RuntimeException)。

为了帮助理解,我在每个类别下都给出了两个常用子类,如Error包括OutOfMemoryError、AssertionError等;UncheckedException包括NullPointerException、IllegalArgumentException;CheckedException包括IOException、InterruptedException。面试画异常类的继承关系时,要求能清楚的说明几个类别并分类别举几个常用的异常类。

常用异常类

下面分类别扩充一下常用的异常类,字典序排序:

类别 常用异常类
Error   AssertionError、OutOfMemoryError、StackOverflowError  
UncheckedException   AlreadyBoundException、ClassCastException、ConcurrentModificationException、IllegalArgumentException、IllegalStateException、IndexOutOfBoundsException、JSONException、NullPointerException、SecurityException、UnsupportedOperationException  
CheckedException   ClassNotFoundException、CloneNotSupportedException、FileAlreadyExistsException、FileNotFoundException、InterruptedExceptionIOException、SQLException、TimeoutException、UnknownHostException  

需要着重理解的是UncheckedException。

上述异常类都是很常见的,但其中几个异常类设计的不好,需要注意:

ConcurrentModificationException:实现“快速失败”的机制,但实际上,“快速失败”机制本身仍然无法保证并发环境下安全性,参考源码|从源码分析非线程安全集合类的不安全迭代器。因此,虽然该异常很常见,不要去依赖它。

JSONException:常见于json字符串解析失败的情况,但遮蔽了大量的失败细节,往往很难根据该异常作出处理。如果项目中大量使用json,建议使用第三方的json解析库,如gson等。

UnsupportedOperationException:这是一种编码上的恶性妥协,经常在抽象类的成员方法中被用户主动抛出,表示该方法还未实现等,但由于是UncheckedException,运行期才能够发现,完全无益于编码期间的安全性。自己编码时尽量不要使用。

SQLException:与JSONException原因相似,但其遮蔽的失败细节范围更广。同时,SQLException还是一个CheckedException,在不能解决问题的情况下,又使代码变的臃肿不堪。建议同。如果做Java Web开发,热门的ORM库都能解决上述问题。

常用异常类的使用场景

常用异常还是有点多,下面分别讲解上述三个类别的使用场景,并在每个类别中选一个例子进行讲解。

Error

Error通常描述了系统级的错误,并且程序猿无法主动处理——当然,系统级错误也有可能由代码间接导致,这不在我们的讨论范围内。发生系统级错误的时候,系统环境已经不健康了,因此,Error不强制捕获或声明,也就是不强制处理,一般情况下只需要把异常信息记录下来(如果能记下当时的系统快照更好)。

OutOfMemoryError

当可用内存不足时,会由JVM抛出OutOfMemoryError。一般由三种原因导致:

堆设置过小,不满足正常的内存需求

代码中存在内存泄露,占用了大量内存而不能被回收

选择的GC算法与某些极端的应用场景不匹配,内存碎片过多,没有足够大的连续空间分配给对象

JVM抛出OutOfMemoryError前,会尝试进行一次Full GC,如果GC后可用内存还是不足,才会抛出OutOfMemoryError。因此,这时程序猿必然无法主动处理这一问题,只能等程序崩溃后再去查证原因。

查证OutOfMemoryError的技巧足以单开一篇文章了,本文不作深入。

UncheckedException

严格来说,Error也可以被划归UncheckedException,但我们更习惯用UncheckedException描述运行期发生,通常由于代码问题直接引起的程序相关的错误,并且程序猿无法主动处理。注意区分,系统级错误都应该用Error描述。UncheckedException发生的大部分情况是代码写挫了,因此,UncheckedException也不强制捕获或声明,也就是不强制处理,一般情况下记下日志即可

不同的是,如果可能,要保证UncheckedException是可控的(在异常被动抛出前检查并主动抛出)

JSONException就是不可控的。

NullPointerException

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