Java 基础面试 -- 异常处理

一、引言

在Java编程中，异常处理是确保程序稳定性和健壮性的重要机制。当程序在运行时遇到不可预见的问题，如文件读取失败、网络错误、除零异常等，异常处理机制允许我们捕获这些错误，并进行相应的处理，从而避免程序崩溃或产生不可预期的结果。

Spring框架作为Java EE开发中广泛使用的轻量级框架，提供了强大的异常处理机制，使得开发者能够更加灵活地处理应用程序中的异常。本文将探讨Java中的异常处理机制，并详细介绍Spring框架中异常处理的相关特性和最佳实践。

二、Java中的异常处理

异常类层次结构
Java中的异常类继承自Throwable类，其中Error和Exception是Throwable的两个主要子类。Error表示系统级错误，如内存溢出、虚拟机错误等，这些错误通常无法被程序捕获和处理。而Exception表示程序可以处理的异常情况，包括运行时异常（RuntimeException）和检查型异常（非RuntimeException）。
try-catch-finally语句块
Java中使用try-catch-finally语句块来捕获和处理异常。try块中包含可能抛出异常的代码，catch块用于捕获并处理特定的异常类型，而finally块则无论是否发生异常都会执行，通常用于释放资源。
抛出异常
当方法无法处理异常情况时，可以使用throw关键字抛出异常。这可以是已知的异常类型，也可以是自定义的异常类型。

三、Spring框架中的异常处理机制

Spring框架提供了多种异常处理机制，使得开发者能够灵活地处理应用程序中的异常。以下是一些主要的异常处理特性：

@ControllerAdvice和@ExceptionHandler
@ControllerAdvice是一个特殊的组件，用于定义全局的异常处理逻辑。通过结合@ExceptionHandler注解，可以指定处理特定异常类型的方法。当Spring MVC处理请求时遇到异常，会查找匹配的@ExceptionHandler方法，并执行相应的异常处理逻辑。
@ResponseStatus和自定义异常
在Spring MVC中，可以使用@ResponseStatus注解来指定异常响应的HTTP状态码。开发者可以创建自定义的异常类，并使用@ResponseStatus注解来定义默认的HTTP状态码和错误消息。这样，当抛出这些自定义异常时，Spring MVC会自动将异常转换为相应的HTTP响应。
全局异常处理器
除了使用@ControllerAdvice和@ExceptionHandler注解外，Spring还允许开发者实现全局异常处理器接口（如HandlerExceptionResolver），来自定义全局的异常处理逻辑。这种方式更加灵活，可以实现更复杂的异常处理需求。
Spring AOP中的异常处理
Spring AOP（面向切面编程）允许开发者在方法调用前后执行额外的逻辑，包括异常处理。通过定义切面（Aspect）和通知（Advice），可以在方法抛出异常时执行特定的处理逻辑。

四、最佳实践

明确区分检查型异常和运行时异常：在Java中，检查型异常需要显式捕获和处理，而运行时异常则可以在必要时进行捕获和处理。开发者应该根据异常的性质和上下文来选择合适的异常类型。
使用自定义异常类：当需要表示特定业务逻辑错误时，可以创建自定义的异常类。这有助于更清晰地表达错误原因，并提供更具体的错误处理逻辑。
合理使用全局异常处理机制：全局异常处理机制可以帮助开发者集中处理应用程序中的异常。但是，过度依赖全局异常处理可能会导致代码结构不清晰和难以维护。因此，应该根据实际需求合理使用这些机制。
记录异常信息：在捕获和处理异常时，应该记录相关的异常信息，以便后续的问题排查和故障恢复。这可以通过使用日志框架（如Log4j、SLF4J等）来实现。