2023.8 - java - Java 异常处理

异常是程序中的一些错误，但并不是所有的错误都是异常，并且错误有时候是可以避免的。

比如说，你的代码少了一个分号，那么运行出来结果是提示是错误 java.lang.Error；如果你用System.out.println(11/0)，那么你是因为你用0做了除数，会抛出 java.lang.ArithmeticException 的异常。

异常发生的原因有很多，通常包含以下几大类：

用户输入了非法数据。
要打开的文件不存在。
网络通信时连接中断，或者JVM内存溢出。

这些异常有的是因为用户错误引起，有的是程序错误引起的，还有其它一些是因为物理错误引起的。-

要理解Java异常处理是如何工作的，你需要掌握以下三种类型的异常：

**检查性异常：**最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常，这是程序员无法预见的。例如要打开一个不存在文件时，一个异常就发生了，这些异常在编译时不能被简单地忽略。
运行时异常： 运行时异常是可能被程序员避免的异常。与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时被忽略。
错误： 错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。错误在代码中通常被忽略。例如，当栈溢出时，一个错误就发生了，它们在编译也检查不到的。

Exception 类的层次

所有的异常类是从 java.lang.Exception 类继承的子类。

Exception 类是 Throwable 类的子类。除了Exception类外，Throwable还有一个子类Error 。

Java 程序通常不捕获错误。错误一般发生在严重故障时，它们在Java程序处理的范畴之外。

Error 用来指示运行时环境发生的错误。

例如，JVM 内存溢出。一般地，程序不会从错误中恢复。

异常类有两个主要的子类：IOException 类和 RuntimeException 类。

NullPointerException（空指针异常）

是一种常见的运行时异常，通常在Java和其他类似的编程语言中出现。它表示在代码中尝试访问一个空（null）引用的对象时发生了错误。当你尝试调用一个空引用的方法、访问空引用的属性或者使用空引用执行其他操作时，就会抛出NullPointerException。这通常是由于以下几种情况导致的：

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1. 未初始化的引用：如果你尝试使用一个未初始化（赋予null值）的引用，就会抛出空指针异常。

java 复制代码

String str;
System.out.println(str.length()); // 会抛出 NullPointerException

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2. 调用空引用的方法：如果你尝试调用一个空引用的方法，就会抛出空指针异常。

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String str = null;
System.out.println(str.length()); // 会抛出 NullPointerException

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3. 对象引用为null：如果你尝试访问一个对象引用的属性或执行其他操作时，而该对象引用为null，就会抛出空指针异常。

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String str = null;
System.out.println(str.toUpperCase()); // 会抛出 NullPointerException

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为了避免空指针异常，你应该始终确保在使用引用之前，对其进行初始化或者检查其是否为null。可以使用条件语句（如if语句）来检查引用是否为null，或者使用可空类型（如Java 8的Optional）来处理可能为空的引用。

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String str = null;
if (str != null) {
    System.out.println(str.length());
} else {
    System.out.println("str is null");
}

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OutOfMemoryError（内存溢出错误）
是一种Java运行时错误，表示应用程序在尝试分配内存时无法满足需求，导致内存耗尽。当Java虚拟机（JVM）无法分配更多的内存给应用程序时，就会抛出OutOfMemoryError。

OutOfMemoryError通常由以下几种情况引起：

1. 内存泄漏：当应用程序持续分配内存，但无法释放不再使用的对象时，会导致内存泄漏。随着时间的推移，可用内存逐渐减少，最终导致内存溢出。

2. 大对象或大量对象：如果应用程序需要分配大量的内存来创建大对象或大量的对象，而可用内存不足以容纳它们，就会引发OutOfMemoryError。

3. 递归调用：如果一个递归函数的递归层数过多，每个递归调用都会在堆栈中创建一个新的栈帧，当栈空间耗尽时，就会抛出OutOfMemoryError。

处理OutOfMemoryError的方法取决于具体的情况：

1. 内存泄漏：通过仔细检查代码，确保及时释放不再使用的对象，并使用合适的数据结构和算法来最小化内存占用。

2. 大对象或大量对象：考虑使用对象池或缓存来重复使用对象，避免频繁地创建和销毁对象。

3. 递归调用：优化递归算法，确保递归层数不会过多，或者改为使用迭代循环来替代递归。