Java 異常面試問題與解答

原創 淡定的蜗牛 2020-02-23 06:52

Java 提供了一種健壯且面向對象的方法來處理稱爲 Java異常處理的異常情況。

1. Java中的異常是什麼？

異常是在程序執行期間可能發生的錯誤事件，它會破壞其正常流程。異常可能源於各種情況，例如用戶輸入的錯誤數據，硬件故障，網絡連接故障等。

每當執行 Java 語句時發生任何錯誤，都會創建一個異常對象，然後 JRE嘗試查找異常處理程序來處理該異常。如果找到了合適的異常處理程序，則將異常對象傳遞到處理程序代碼以處理異常，稱爲捕獲異常。如果未找到處理程序，則應用程序將異常拋出給運行時環境，並且 JRE 終止程序。

Java 異常處理框架僅用於處理運行時錯誤，異常處理框架不處理編譯時錯誤。

2.Java 中的異常處理關鍵字是什麼？

java 異常處理中使用了四個關鍵字。

  1. throw：有時我們明確地想要創建異常對象，然後將其拋出以停止程序的正常處理。throw 關鍵字用於向運行時拋出異常以進行處理。

  2. throws：當我們在方法中拋出任何已檢查的異常並且不對其進行處理時，我們需要在方法簽名時使用 throws 關鍵字，以使調用方程序知道該方法可能拋出的異常。調用方方法可以處理這些異常，也可以使用throws關鍵字將其傳播到其調用方方法。我們可以在 throws 子句中提供多個異常，它也可以與 **main()**方法一起使用。

  3. try-catch：我們在代碼中使用 try-catch 塊進行異常處理。try 是塊的開始，catch 是 try 塊的末尾，用於處理異常。我們可以使用 try 捕獲多個 catch 塊，並且 try-catch 塊也可以嵌套。catch 塊需要一個應爲 Exception 類型的參數。

  4. finally：finally 塊是可選的，只能與 try-catch 塊一起使用。由於異常會暫停執行過程，因此我們可能會打開一些不會關閉的資源，因此可以使用 finally 塊。無論是否發生異常，finally 塊都會始終執行。

3.解釋Java異常層次結構？

Java 異常是分層的，繼承用於對不同類型的異常進行分類。Throwable是 Java 異常層次結構的父類，它有兩個子對象– Error和Exception。異常進一步分爲檢查異常和運行時異常。

Error是超出應用程序範圍的特殊情況，無法預見並從中恢復，例如硬件故障，JVM 崩潰或內存不足錯誤。

Checked Exception 是我們可以在程序中預期並嘗試從程序中恢復的異常情況，例如 FileNotFoundException。我們應該捕獲該異常，並向用戶提供有用的消息，並正確記錄下來以進行調試。Exception是所有 “檢查的異常” 的父類。

Runtime Exception是由錯誤的編程引起的，例如，嘗試從 Array 中檢索元素。在嘗試檢索元素之前，我們應該首先檢查數組的長度，否則它可能ArrayIndexOutOfBoundException在運行時拋出。RuntimeException是所有運行時異常的父類。

4.Java異常類的重要方法是什麼？

Exception及其所有子類均未提供任何特定方法，並且所有方法均在基類 Throwable 中定義。

  1. String getMessage() –此方法返回 Throwable 消息字符串，並且可以在通過其構造函數創建異常時提供該消息。
  2. String getLocalizedMessage() –提供此方法，以便子類可以重寫它以向調用程序提供特定於語言環境的消息。此方法的 Throwable 類實現只需使用getMessage()方法即可返回異常消息。
  3. synchronized Throwable getCause() - 此方法返回異常原因或 null (原因未知)。
  4. String toString() –此方法以 String 格式返回有關 Throwable 的信息，返回的 String 包含 Throwable 類的名稱和本地化消息。
  5. void printStackTrace() –此方法將堆棧跟蹤信息打印到標準錯誤流，此方法已重載，我們可以傳遞 PrintStream 或 PrintWriter 作爲參數，以將堆棧跟蹤信息寫入文件或流。

5.解釋 Java 7 ARM Feature和多捕獲塊？

如果您在單個 try 塊中捕獲了很多異常，則您會注意到 catch 塊代碼看起來非常醜陋，並且主要由用於記錄錯誤的冗餘代碼組成，請記住，Java 7 的功能之一就是多捕獲塊我們可以在單個 catch 塊中捕獲多個異常。具有此功能的 catch 塊如下所示：

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

在大多數情況下，我們使用 finally 塊只是爲了關閉資源，有時我們忘記關閉它們並在資源耗盡時獲取運行時異常。這些異常很難調試，我們可能需要調查使用該類型資源的每個位置，以確保我們將其關閉。因此，java 7 的改進之一是 try-with-resources，我們可以在 try 語句本身中創建資源，並在 try-catch 塊內使用它。當執行從 try-catch 塊執行時，運行時環境會自動關閉這些資源。具有這種改進的 try-catch 塊示例爲：

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 異常有什麼區別？

1、檢查異常應在代碼中使用 try-catch 塊進行處理，否則方法應使用 throws 關鍵字使調用者知道該方法可能拋出的檢查異常。未經檢查的異常不需要在程序中處理，也不需要在方法的 throws 子句中提及。

2.、Exception是所有Checked 異常的超類，而RuntimeException是所有Unchecked 的異常的超類。請注意，RuntimeException 是 Exception 的子類。

3、Checked 異常是需要在代碼中處理的錯誤方案，否則您將獲得編譯時錯誤。例如，如果您使用 FileReader 讀取文件，則可能會拋出該文件FileNotFoundException，我們必須將其在 try-catch 塊中捕獲，或再次將其拋出給調用方方法。Unchecked 異常通常是由不良的編程引起的，例如，在調用對象引用中的方法而不確保其不爲 null 時，會引發 NullPointerException。例如，我可以編寫一種方法來刪除字符串中的所有元音。確保不傳遞空字符串對象是調用者的責任。我可能會更改處理這些情況的方法，但理想情況下，調用方應注意這一點。

7.Java中 throw 和 throws 之間的區別是什麼？

throws 關鍵字與方法一起使用，以聲明該方法可能拋出的異常，而 throw 關鍵字用於中斷程序流，並將異常對象移交給運行時進行處理。

8.如何用 Java 編寫自定義異常？

我們可以擴展Exception類或它的任何子類來創建我們的自定義異常類。自定義異常類可以具有自己的變量和方法，可用於將錯誤代碼或其他與異常相關的信息傳遞給異常處理程序。

自定義異常的一個簡單示例如下所示。

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;
	}
	

}

9.什麼是 Java 中的 OutOfMemoryError？

Java 中的 OutOfMemoryError 是 java.lang.VirtualMachineError 的子類，當 JVM 堆內存不足時，它會被 JVM 拋出。我們可以通過修改 java 選項提供更多內存來解決此錯誤。

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

10.有哪些不同的情況導致 “主線程異常”？

一些常見的主線程異常情況是：

  • main 線程中的 java.lang.UnsupportedClassVersionError 異常：當您的 Java 類是從另一個 JDK 版本編譯的，而您試圖從另一個 Java 版本運行它時，將發生此異常。
  • main 線程中的 java.lang.NoClassDefFoundError 異常：此異常有兩種變體。第一個是您以. class 擴展名提供類全名的位置。第二種情況是找不到類時。
  • main 線程中的 java.lang.NoSuchMethodError 異常：當您嘗試運行不具有 main 方法的類時，將發生此異常。
  • main 線程中的 java.lang.ArithmeticException 異常：每當從 main 方法拋出任何異常時，它都會打印控制檯異常。第一部分說明從 main 方法拋出異常，第二部分打印異常類名稱，然後在冒號後打印異常消息。

11.Java中的 final，finally 和 finalize 有什麼區別？

final 和 finally 是 Java 中的關鍵字，而 finalize 是一種方法。

  • final 關鍵字可以與類變量一起使用，以使它們不能被重新分配； class 可以避免通過類進行擴展； final
    關鍵字可以與方法避免被子類覆蓋；

  • finally 關鍵字可以與 try-catch 塊一起使用，以提供將始終執行的語句即使出現某些異常，通常最終還是會用來關閉資源。

  • finalize()方法在對象被銷燬之前由垃圾回收器執行，這是確保關閉所有全局資源的好方法。

在這三個中，只有finally 與 Java 異常處理有關。

12.當 main 方法拋出異常時會發生什麼？

當 main()方法引發異常時，Java Runtime 將終止程序並在系統控制檯中打印異常消息和堆棧跟蹤。

13.我們可以有一個空的捕獲塊嗎？

我們可以有一個空的 catch 塊，但這是最糟糕的編程示例。我們永遠不應該有空的 catch 塊，因爲如果異常被該塊捕獲，我們將沒有有關該異常的信息，調試它將是一場噩夢。至少應該有一條日誌記錄語句，以將異常詳細信息記錄在控制檯或日誌文件中。

14.提供一些 Java 異常處理最佳實踐嗎？

與 Java 異常處理有關的一些最佳實踐是：

  • 捕獲特定異常可以簡化調試。
  • 在程序中儘早拋出異常(Fast-Fast)。
  • 在程序後期捕獲異常，讓調用者處理異常。
  • 使用 Java 7 ARM 功能來確保資源被關閉，或者使用 finally 塊來正確地關閉它們。
  • 始終記錄異常消息以進行調試。
  • 使用多捕獲塊讓代碼更加清潔。
  • 使用自定義異常可以從應用程序 API 中引發單一類型的異常。
  • 遵循命名約定，始終以 Exception 結尾。
  • 使用 javadoc 中的 @throws 記錄由方法引發的異常。
  • 異常的代價很高，因此僅在有意義時才拋出異常。否則，您可以捕獲它們並返回null或不響應。

15.以下程序有什麼問題，我們該如何解決？

在這裏，我們將研究與 Java 異常相關的一些編程問題。

1). 下面的程序有什麼問題？

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{
		
	}
}

上面的程序無法編譯，並且您會收到錯誤消息，“The exception FileNotFoundException is already caught by the alternative IOException”。這是因爲 FileNotFoundException 是 IOException 的子類，有兩種方法可以解決此問題。

第一種方法是對兩個異常都使用單個 catch 塊。

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

另一種方法是從多捕獲塊中刪除 FileNotFoundException。

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

您可以根據情況選擇任何一種方法。

2). 下面的程序有什麼問題？

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{
		
	}
}

該程序將編譯錯誤，因爲 FileNotFoundException 是 IOException 的子類，因此 FileNotFoundException 的 catch 塊不可訪問，並且您將收到錯誤消息 “ Unreachable catch block for FileNotFoundException. It is already handled by the catch block for IOException”。

您需要修復 catch 塊順序才能解決此問題。

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

請注意，JAXBException 與 IOException 或 FileNotFoundException 不相關，可以放置在以上 catch 塊層次結構中的任何位置。

3). 下面的程序有什麼問題？

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{
		
	}
}

該程序將無法編譯，因爲 JAXBException 是一個已檢查的異常，並且 foo()方法應拋出此異常以捕獲調用方法。您將收到錯誤消息 “ JAXBException 無法訪問的捕獲塊。不會從 try 語句主體中引發此異常。

要解決此問題，您將必須刪除 JAXBException 的 catch 塊。

注意，捕獲 NullPointerException 是有效的，因爲它是未經檢查的異常。

4). 下面的程序有什麼問題？

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{
		
	}
}

這是一個技巧性的問題，代碼沒有問題，它將成功編譯。我們總是可以捕獲 Exception 或任何未經檢查的異常，即使它不在方法的 throws 子句中也是如此。

同樣，如果方法(foo)在 throws 子句中聲明未經檢查的異常，則在程序中處理該異常不是強制性的。

5). 下面的程序有什麼問題？

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{
		
	}
}

上面的程序無法編譯，因爲子類中的start()方法簽名不同。要解決此問題，我們可以將子類中的方法特性更改爲與超類完全相同，也可以從子類方法中刪除throws子句，如下所示。

@Override
public void start(){
}

6). 下面的程序有什麼問題？

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{
		
	}
}

上面的程序無法編譯，因爲多捕獲塊中的異常對象是最終對象，我們無法更改其值。由於“無法分配多捕獲塊的參數e”，將導致編譯時錯誤。

我們必須刪除對新異常對象的“ e”分配以解決此錯誤。

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