異常簡介

什么是異常

在程序運行過程中，可能會出現(xiàn)一些不符合預期的情況，比如輸入?yún)?shù)錯誤、資源不可用等。

為了應對這些異常情況，Java提供了異常機制。

異常是程序在執(zhí)行過程中發(fā)生的一些錯誤或異常情況的信號，它會中斷程序的正常執(zhí)行流程，并將控制權(quán)交給異常處理代碼。

異常分類

Java中的異?？梢苑譃閮深悾?strong>可檢查異常和不可檢查異常。

• 可檢查異常（Checked Exception）：繼承自Exception類的異常，編譯器會強制要求在代碼中進行異常處理。比如FileNotFoundException、IOException等。
• 不可檢查異常（Unchecked Exception）：繼承自RuntimeException類的異常，編譯器不會強制要求進行異常處理。比如NullPointerException、IllegalArgumentException等。

異常處理機制

Java中的異常處理機制通過try-catch-finally語句塊來實現(xiàn)。

try塊中包含可能拋出異常的代碼，catch塊用于捕獲并處理異常，finally塊用于執(zhí)行無論是否發(fā)生異常都需要執(zhí)行的代碼。

try {
    // 可能拋出異常的代碼
} catch (Exception e) {
    // 異常處理代碼
} finally {
    // 無論是否發(fā)生異常都會執(zhí)行的代碼
}

IllegalArgumentException異常概述

異常定義

IllegalArgumentException是Java的一個標準異常類，繼承自RuntimeException類。

當方法接收到一個非法或不合理的參數(shù)時，就會拋出該異常。

異常繼承關(guān)系

IllegalArgumentException繼承自RuntimeException類，RuntimeException又繼承自Exception類。

RuntimeException及其子類被稱為不可檢查異常，不需要在代碼中顯式處理。

異常觸發(fā)條件

IllegalArgumentException異常通常在以下情況下會被拋出：

• 方法接收到一個非法的參數(shù)值。
• 方法接收到一個不在允許范圍內(nèi)的參數(shù)值。
• 方法接收到一個空的參數(shù)，但不允許為空。

IllegalArgumentException異常常見場景

方法參數(shù)校驗

在方法中對參數(shù)進行校驗是一種常見的場景，以確保參數(shù)的合法性。

當方法接收到一個非法的參數(shù)時，可以拋出IllegalArgumentException異常。

public void doSomething(int value) {
    if (value < 0 || value > 100) {
        throw new IllegalArgumentException("參數(shù)value的取值范圍必須在[0, 100]之間");
    }
    // 其他業(yè)務邏輯
}

構(gòu)造方法參數(shù)校驗

在構(gòu)造方法中對參數(shù)進行校驗同樣是一種常見的場景。

當構(gòu)造方法接收到一個非法的參數(shù)時，可以拋出IllegalArgumentException異常。

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        if (name == null || name.isEmpty()) {
            throw new IllegalArgumentException("參數(shù)name不能為空");
        }
        if (age < 0 || age > 150) {
            throw new IllegalArgumentException("參數(shù)age的取值范圍必須在[0, 150]之間");
        }
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

API調(diào)用參數(shù)校驗

在調(diào)用第三方API時，有時需要對傳入的參數(shù)進行校驗，以確保參數(shù)的合法性。

當API接收到一個非法的參數(shù)時，可以拋出IllegalArgumentException異常。

public class UserService {
    public void createUser(String username, String password) {
        if (username == null || username.isEmpty()) {
            throw new IllegalArgumentException("參數(shù)username不能為空");
        }
        if (password == null || password.isEmpty()) {
            throw new IllegalArgumentException("參數(shù)password不能為空");
        }
        // 調(diào)用第三方API創(chuàng)建用戶
    }
}

IllegalArgumentException異常的處理方式

異常捕獲與處理

在代碼中，可以使用try-catch語句塊來捕獲并處理IllegalArgumentException異常。

public void doSomething(int value) {
    try {
        if (value < 0 || value > 100) {
            throw new IllegalArgumentException("參數(shù)value的取值范圍必須在[0, 100]之間");
        }
        // 其他業(yè)務邏輯
    } catch (IllegalArgumentException e) {
        // 異常處理代碼
    }
}

異常傳遞與拋出

在方法中，如果不打算處理IllegalArgumentException異常，可以選擇將異常傳遞給調(diào)用者。

public void doSomething(int value) throws IllegalArgumentException {
    if (value < 0 || value > 100) {
        throw new IllegalArgumentException("參數(shù)value的取值范圍必須在[0, 100]之間");
    }
    // 其他業(yè)務邏輯
}

異常日志記錄

在捕獲IllegalArgumentException異常時，可以將異常信息記錄到日志中，以便后續(xù)排查問題。

public void doSomething(int value) {
    try {
        if (value < 0 || value > 100) {
            throw new IllegalArgumentException("參數(shù)value的取值范圍必須在[0, 100]之間");
        }
        // 其他業(yè)務邏輯
    } catch (IllegalArgumentException e) {
        // 記錄異常信息到日志
        logger.error("發(fā)生IllegalArgumentException異常：" + e.getMessage());
        // 異常處理代碼
    }
}

避免IllegalArgumentException異常的最佳實踐

參數(shù)校驗規(guī)范

為了避免IllegalArgumentException異常的發(fā)生，可以制定一套參數(shù)校驗規(guī)范，并在代碼中嚴格按照規(guī)范進行參數(shù)校驗。

• 參數(shù)不能為空：對于String類型的參數(shù)，使用StringUtils.isNotEmpty()方法進行校驗；對于其他類型的參數(shù)，使用Objects.requireNonNull()方法進行校驗。
• 參數(shù)取值范圍：對于數(shù)字類型的參數(shù)，使用條件判斷進行范圍校驗。
• 參數(shù)格式校驗：對于需要滿足特定格式的參數(shù)，使用正則表達式進行校驗。

使用斷言進行參數(shù)校驗

Java中的斷言機制可以用于在代碼中進行參數(shù)校驗，以提前發(fā)現(xiàn)并修復問題。

使用斷言可以在開發(fā)和測試階段快速定位并解決IllegalArgumentException異常。

public void doSomething(int value) {
    assert value >= 0 && value <= 100 : "參數(shù)value的取值范圍必須在[0, 100]之間";
    // 其他業(yè)務邏輯
}

需要注意的是，默認情況下，斷言是被禁用的。在運行時啟用斷言需要在JVM啟動參數(shù)中加上-ea選項。

使用第三方庫簡化參數(shù)校驗

為了簡化參數(shù)校驗的代碼，可以使用一些第三方庫，如Apache Commons Lang、Guava等，提供了一些工具類和方法，可以方便地進行參數(shù)校驗。

例如，使用Apache Commons Lang庫的Validate類進行參數(shù)校驗：

public void doSomething(String name, int age) {
    Validate.notEmpty(name, "參數(shù)name不能為空");
    Validate.inclusiveBetween(0, 150, age, "參數(shù)age的取值范圍必須在[0, 150]之間");
    // 其他業(yè)務邏輯
}

使用Guava庫的Preconditions類進行參數(shù)校驗：

public void doSomething(String name, int age) {
    Preconditions.checkArgument(!Strings.isNullOrEmpty(name), "參數(shù)name不能為空");
    Preconditions.checkArgument(age >= 0 && age <= 150, "參數(shù)age的取值范圍必須在[0, 150]之間");
    // 其他業(yè)務邏輯
}

這些庫提供了一系列的方法，可以快速進行參數(shù)校驗，減少重復的代碼編寫。

IllegalArgumentException異常的調(diào)試技巧

異常堆棧信息分析

當發(fā)生IllegalArgumentException異常時，異常堆棧信息提供了關(guān)于異常產(chǎn)生的位置和調(diào)用鏈的信息。

通過分析堆棧信息，可以定位到異常發(fā)生的代碼位置。

java.lang.IllegalArgumentException: 參數(shù)value的取值范圍必須在[0, 100]之間
    at com.example.MyClass.doSomething(MyClass.java:10)
    at com.example.Main.main(Main.java:5)

在上面的例子中，異常發(fā)生在MyClass的doSomething方法的第10行，該方法被Main類的main方法調(diào)用。

異常觸發(fā)點定位

當發(fā)生IllegalArgumentException異常時，可以通過打印日志或使用調(diào)試工具，定位到異常的觸發(fā)點，即導致異常發(fā)生的具體參數(shù)值。

public void doSomething(int value) {
    if (value < 0 || value > 100) {
        logger.error("參數(shù)value的取值范圍必須在[0, 100]之間，當前值為：" + value);
        throw new IllegalArgumentException("參數(shù)value的取值范圍必須在[0, 100]之間");
    }
    // 其他業(yè)務邏輯
}

通過打印日志或使用調(diào)試工具，可以查看參數(shù)value的具體取值，從而找到導致異常的原因。

異常復現(xiàn)與調(diào)試

為了調(diào)試IllegalArgumentException異常，可以嘗試復現(xiàn)異常的場景，并使用調(diào)試工具逐步跟蹤代碼執(zhí)行過程。

可以通過編寫單元測試或手動構(gòu)造異常場景，來復現(xiàn)異常。在調(diào)試過程中，可以使用斷點、變量監(jiān)視器等工具，觀察代碼的執(zhí)行流程和參數(shù)的取值，以及異常的觸發(fā)點。

總結(jié)與展望

本篇博客深入探討了java.lang.IllegalArgumentException異常的相關(guān)知識。我們了解了異常的概念和分類，以及異常處理機制。

然后，重點介紹了IllegalArgumentException異常的定義、繼承關(guān)系和觸發(fā)條件。

接著，我們討論了該異常在方法參數(shù)校驗、構(gòu)造方法參數(shù)校驗和API調(diào)用參數(shù)校驗等常見場景中的應用。然后，我們介紹了異常的處理方式，包括異常捕獲與處理、異常傳遞與拋出以及異常日志記錄。

接下來，我們分享了避免IllegalArgumentException異常的最佳實踐，包括參數(shù)校驗規(guī)范、使用斷言進行參數(shù)校驗和使用第三方庫簡化參數(shù)校驗。最后，我們介紹了異常的調(diào)試技巧

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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