问题

请列出 5 个常见的运行时异常。

答案

核心概念

运行时异常（RuntimeException） 是 Unchecked Exception（非受检异常），编译器不强制要求捕获或声明。通常由程序逻辑错误引起，可以通过代码优化避免。

5 个最常见的运行时异常

1. NullPointerException（空指针异常）

产生原因：对 null 对象调用方法或访问属性

String str = null;
int length = str.length();  // 抛出 NullPointerException

避免方法：

• 使用前进行 null 检查
• 使用 Optional 类（Java 8+）
• 使用 Objects.requireNonNull()

// 方法 1：null 检查
if (str != null) {
    int length = str.length();
}

// 方法 2：Optional
Optional.ofNullable(str).ifPresent(s -> System.out.println(s.length()));

// 方法 3：Objects 工具类
Objects.requireNonNull(str, "str 不能为 null");

2. ArrayIndexOutOfBoundsException（数组越界异常）

产生原因：访问数组时索引超出范围（index < 0 或 index >= length）

int[] arr = {1, 2, 3};
int value = arr[5];  // 抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException

避免方法：

• 访问前检查索引范围
• 使用增强 for 循环（for-each）
• 使用集合类（如 ArrayList）并调用 get() 前检查 size()

// 方法 1：范围检查
if (index >= 0 && index < arr.length) {
    int value = arr[index];
}

// 方法 2：for-each
for (int num : arr) {
    System.out.println(num);
}

3. ClassCastException（类型转换异常）

产生原因：将对象强制转换为不兼容的类型

Object obj = "Hello";
Integer num = (Integer) obj;  // 抛出 ClassCastException

避免方法：

• 使用 instanceof 检查类型
• 使用泛型避免类型转换
• 使用多态设计

// 方法 1：instanceof 检查
if (obj instanceof Integer) {
    Integer num = (Integer) obj;
}

// 方法 2：泛型
List<String> list = new ArrayList<>();  // 编译时类型安全

4. NumberFormatException（数字格式异常）

产生原因：将字符串转换为数字时，字符串格式不正确

String str = "abc";
int num = Integer.parseInt(str);  // 抛出 NumberFormatException

避免方法：

• 使用 try-catch 捕获异常
• 使用正则表达式预先验证
• 使用 Apache Commons Lang 的 NumberUtils.isCreatable()

// 方法 1：try-catch
try {
    int num = Integer.parseInt(str);
} catch (NumberFormatException e) {
    System.out.println("无效的数字格式");
}

// 方法 2：正则验证
if (str.matches("-?\\d+")) {
    int num = Integer.parseInt(str);
}

// 方法 3：Apache Commons Lang
if (NumberUtils.isCreatable(str)) {
    int num = Integer.parseInt(str);
}

5. IllegalArgumentException（非法参数异常）

产生原因：方法接收到不合法的参数

public void setAge(int age) {
    if (age < 0 || age > 150) {
        throw new IllegalArgumentException("年龄必须在 0-150 之间");
    }
    this.age = age;
}

setAge(-5);  // 抛出 IllegalArgumentException

避免方法：

• 在方法入口进行参数校验
• 使用 Objects.requireNonNull() 检查 null
• 使用 Bean Validation（JSR-303）注解

// 方法 1：手动校验
public void setAge(int age) {
    if (age < 0 || age > 150) {
        throw new IllegalArgumentException("年龄必须在 0-150 之间");
    }
    this.age = age;
}

// 方法 2：Bean Validation
public class Person {
    @Min(0)
    @Max(150)
    private int age;
}

其他常见运行时异常

异常	产生原因	示例
ArithmeticException	算术运算异常（如除零）	int result = 10 / 0;
IndexOutOfBoundsException	索引越界（集合）	list.get(100);
ConcurrentModificationException	并发修改异常	遍历集合时删除元素
UnsupportedOperationException	不支持的操作	对不可修改集合调用 add()
IllegalStateException	非法状态异常	在错误的时机调用方法

运行时异常 vs 受检异常

特性	运行时异常（RuntimeException）	受检异常（Checked Exception）
继承关系	继承自 RuntimeException	继承自 Exception（但不是 RuntimeException）
编译器检查	不强制捕获或声明	必须捕获或声明（throws）
产生原因	程序逻辑错误	外部因素（如 IO、网络）
典型示例	NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException	IOException、SQLException
处理建议	通过代码优化避免	必须显式处理

最佳实践

1. 预防优于捕获：通过参数校验、null 检查等避免异常发生
2. 不要滥用异常：异常处理有性能开销，不应用于正常流程控制
3. 提供有意义的异常信息：抛出异常时附带详细的错误描述
4. 日志记录：捕获异常后记录日志，便于排查问题

// 良好的异常处理示例
public User getUserById(Long id) {
    if (id == null || id <= 0) {
        throw new IllegalArgumentException("用户 ID 必须为正整数");
    }

    User user = userRepository.findById(id);
    if (user == null) {
        throw new IllegalArgumentException("用户不存在：" + id);
    }

    return user;
}

面试总结

5 个最常见的运行时异常：

1. NullPointerException：空指针异常
2. ArrayIndexOutOfBoundsException：数组越界异常
3. ClassCastException：类型转换异常
4. NumberFormatException：数字格式异常
5. IllegalArgumentException：非法参数异常

关键点：

• 运行时异常是 Unchecked Exception，编译器不强制处理
• 通常由程序逻辑错误引起，应通过代码优化避免
• 预防优于捕获，做好参数校验和边界检查