1. NullPointerException
描述:
NullPointerException 是最常见的 RuntimeException 之一,它通常发生在尝试访问空引用对象的成员(如调用方法或访问属性)时。
发生场景:
访问一个为 null 的对象的属性或方法。尝试对一个为 null 的数组进行操作,如获取数组长度、访问数组元素等。
示例:
String str = null;
System.out.println(str.length()); // 抛出 NullPointerException
防范措施:
在使用对象前,确保对象已经被正确初始化。使用 Optional 类来处理可能为 null 的值,从而减少空指针异常的发生。
2. ArrayIndexOutOfBoundsException
描述:
ArrayIndexOutOfBoundsException 通常在访问数组时使用了非法的索引(如负数或超出数组长度的索引)时抛出。
发生场景:
访问一个数组中不存在的元素。使用循环遍历数组时,索引超出了数组的范围。
示例:
int[] numbers = {1, 2, 3};
System.out.println(numbers[5]); // 抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException
防范措施:
在访问数组元素时,确保索引在数组的合法范围内(0 到 array.length - 1)。使用增强型 for 循环(for-each)来避免手动操作索引,从而减少此类异常的发生。
3. ClassCastException
描述:
ClassCastException 在尝试将对象强制转换为不兼容的类型时抛出。这通常发生在对象引用被错误地类型转换时。
发生场景:
将一个对象类型强制转换为与之不兼容的类型。错误使用类型转换时,没有进行类型检查。
示例:
Object obj = "Hello";
Integer num = (Integer) obj; // 抛出 ClassCastException
防范措施:
在进行类型转换之前,使用 instanceof 关键字检查对象是否可以转换为目标类型。尽量避免不必要的强制类型转换,使用泛型和接口来确保类型安全。
4. IllegalArgumentException
描述:
IllegalArgumentException 表示方法接收到非法或不适当的参数。当传递给方法的参数不符合预期时,通常会抛出此异常。
发生场景:
向方法传递不符合预期的参数值,如负数、空字符串等。使用错误的枚举值或常量作为参数。
示例:
public void setAge(int age) {
if (age < 0) {
throw new IllegalArgumentException("Age cannot be negative");
}
}
防范措施:
在方法实现中添加参数验证逻辑,并在发现非法参数时抛出适当的异常。在方法调用前确保传递的参数值是有效的,符合方法的预期要求。
5. IllegalStateException
描述:
IllegalStateException 在对象处于非法或不合适的状态时抛出。通常当调用某个方法的时机或顺序不正确时,会导致这个异常。
发生场景:
在对象未初始化或准备好之前调用它的方法。调用某个方法的顺序不正确,导致对象进入非法状态。
示例:
public class Example {
private boolean initialized = false;
public void initialize() {
initialized = true;
}
public void doSomething() {
if (!initialized) {
throw new IllegalStateException("Object is not initialized");
}
// 其他逻辑
}
}
防范措施:
确保对象的状态在调用相关方法之前已经正确设置。对对象的状态进行合理的验证,防止调用顺序错误。
6. ArithmeticException
描述:
ArithmeticException 通常在执行非法算术操作时抛出,例如除以零。
发生场景:
尝试除以零或执行其他非法的算术运算。使用数学运算导致超出 Java 的数字范围。
示例:
int result = 10 / 0; // 抛出 ArithmeticException
防范措施:
在执行算术运算前,验证除数是否为零。使用 BigDecimal 或其他合适的类型来处理可能导致溢出的高精度计算。
7. NumberFormatException
描述:
NumberFormatException 在尝试将一个非数字字符串转换为数字时抛出。
发生场景:
解析一个不符合数字格式的字符串时,如将 “abc” 转换为整数。在字符串转换为数字前,没有对其格式进行验证。
示例:
String str = "abc";
int number = Integer.parseInt(str); // 抛出 NumberFormatException
防范措施:
在转换字符串为数字前,使用正则表达式或其他方法验证字符串的格式是否正确。使用 try-catch 块捕获可能的转换异常,并提供用户友好的错误信息。
8. UnsupportedOperationException
描述:
UnsupportedOperationException 通常在某个操作不支持当前对象时抛出。这通常用于表示某些方法在特定对象中没有被实现或不被支持。
发生场景:
调用集合的不可修改视图上的修改操作,如在 Collections.unmodifiableList 上调用 add 方法。子类没有重写父类或接口中定义的方法时,抛出这个异常以标明该方法不可用。
示例:
List
list.add("new element"); // 抛出 UnsupportedOperationException
防范措施:
在设计不可修改的对象时,明确其使用限制,并在文档中详细说明。在调用不常用的操作前,检查是否在当前对象上支持此操作。
9. ConcurrentModificationException
描述:
ConcurrentModificationException 通常在检测到集合在遍历期间被并发修改时抛出。这种情况多发生在多线程环境下或在一个线程中对集合进行不安全的修改操作时。
发生场景:
在使用 Iterator 迭代集合时,直接修改集合的内容(如使用 add 或 remove)。在遍历集合的过程中,从另一个线程中修改该集合。
示例:
List
for (String s : list) {
if ("b".equals(s)) {
list.remove(s); // 抛出 ConcurrentModificationException
}
}
防范措施:
在迭代过程中,使用 Iterator 的 remove 方法来删除元素,而不是直接修改集合。在多线程环境中,使用同步集合或其他并发工具类(如 ConcurrentHashMap)来避免并发修改问题。
10. IndexOutOfBoundsException
描述:
IndexOutOfBoundsException 是 ArrayIndexOutOfBoundsException 和 StringIndexOutOfBoundsException 的基类,它在尝试访问集合、字符串或数组时,使用的索引超出了其合法范围时抛出。
发生场景:
访问集合中不存在的元素,如调用 ArrayList 的 get 方法时使用非法索引。操作字符串时使用非法的索引,如调用 substring 方法时起始索引或结束索引超出了字符串的长度。
示例:
List
System.out.println(list.get(5)); // 抛出 IndexOutOfBoundsException
防范措施:
在访问集合、数组或字符串前,确保索引在合法范围内。使用循环或条件判断来验证索引值。
总结
RuntimeException 类及其子类代表了 Java 中的运行时错误。这些错误通常是由编程错误引起的,例如错误的类型转换、非法的参数传递、未初始化的对象访问等。尽管 Java 编译器不会强制开发者捕获或声明 RuntimeException,但在实际开发中,理解这些常见的运行时异常并加以防范,对提高程序的健壮性至关重要。
在实际开发中,最佳实践是通过编码规范和逻辑检查来尽量避免 RuntimeException 的发生,例如通过输入验证、边界检查和正确的类型转换等措施。对于不可避免的运行时异常,则应合理使用 try-catch 块来处理异常,并提供适当的错误信息或日志记录,以便在发生错误时能够迅速定位并解决问题。