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【Android 性能分析】延伸阅读：关于异常捕获

news 2025/11/5 13:14:38

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Android中的异常捕获

在程序开发中，“崩溃”是开发者最不愿意见到的场景——它会直接导致应用闪退，严重影响用户体验。

在Java和Android中，崩溃的本质是“未被捕获的异常”。

本文将从基础的try-catch语法讲起，详细介绍如何捕获各类常见异常（崩溃），并结合实际场景说明异常处理的最佳实践。

异常与崩溃的本质

在Java/Android中，异常（Exception） 是程序运行时出现的非预期错误（如空指针、数组越界等），而崩溃是“未被捕获的异常”导致的程序终止。

异常分为两大类：

Checked Exception（受检异常）：编译期强制要求处理的异常（如IOException），不处理会编译报错。
Unchecked Exception（非受检异常）：编译期不强制处理，运行时才可能抛出的异常（如NullPointerException），通常由逻辑错误导致，是崩溃的主要来源。

try-catch基础语法：异常捕获的核心

try-catch是Java中处理异常的核心语法，用于“尝试执行可能出错的代码，并在出错时捕获异常”。完整语法包括try、catch、finally三个部分，以及用于主动抛异常的throw和throws。

1. 基础结构

try {// 可能抛出异常的代码（如调用一个可能出错的方法）riskyOperation();
} catch (ExceptionType1 e) {// 捕获并处理 ExceptionType1 类型的异常handleException1(e);
} catch (ExceptionType2 e) {// 捕获并处理 ExceptionType2 类型的异常handleException2(e);
} finally {// 无论是否发生异常，都会执行的代码（通常用于释放资源）releaseResources();
}

try块：包裹可能抛出异常的代码。如果执行过程中抛出异常，会立即跳转到对应的catch块。
catch块：指定要捕获的异常类型，只有当try块抛出的异常与catch声明的类型匹配时，才会执行该块。
finally块：可选，用于执行“必须完成的操作”（如关闭文件、释放网络连接），无论try块是否抛出异常，它都会执行。

2. 主动抛出异常：`throw`与`throws`

throw：在方法内部主动抛出一个具体的异常对象（通常用于校验参数合法性）。

public void setAge(int age) {if (age < 0 || age > 150) {// 主动抛出非法参数异常throw new IllegalArgumentException("年龄必须在0-150之间");}this.age = age;
}

throws：在方法声明处标注该方法可能抛出的异常类型（用于Checked Exception，告知调用者需处理）。

// 声明方法可能抛出 IOException（Checked Exception）
public void readFile(String path) throws IOException {FileReader reader = new FileReader(path);// ...
}

常见异常类型与捕获示例

实际开发中，不同场景会抛出不同类型的异常。以下是Android开发中高频出现的异常及其捕获方式。

1. 空指针异常（`NullPointerException`）

场景：调用null对象的方法或访问其属性（如String s = null; s.length();）。
捕获示例：

String text = null;
try {int length = text.length(); // 此处会抛出 NullPointerExceptionLog.d("TAG", "文本长度：" + length);
} catch (NullPointerException e) {// 处理空指针：记录日志 + 容错（如使用默认值）Log.e("TAG", "文本为空，无法获取长度", e); // 打印异常堆栈，方便调试int length = 0; // 容错：默认长度为0
}

预防建议：调用前校验对象是否为null（if (text != null) { ... }）。

2. 类型转换异常（`ClassCastException`）

场景：强制转换不兼容的类型（如Object obj = "hello"; Integer num = (Integer) obj;）。
捕获示例：

Object data = getSomeData(); // 假设返回的数据类型不确定
try {String str = (String) data; // 可能抛出 ClassCastExceptionLog.d("TAG", "转换后的数据：" + str);
} catch (ClassCastException e) {Log.e("TAG", "数据类型不匹配，无法转换为String", e);// 容错：使用默认值或提示错误String str = "未知数据";
}

预防建议：转换前用instanceof判断类型（if (data instanceof String) { ... }）。

3. 数组越界异常（`IndexOutOfBoundsException`）

场景：访问数组/集合中不存在的索引（如int[] arr = new int[3]; int val = arr[5];）。
捕获示例：

int[] numbers = {1, 2, 3};
int index = 5;
try {int value = numbers[index]; // 抛出 ArrayIndexOutOfBoundsExceptionLog.d("TAG", "索引" + index + "的值：" + value);
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {Log.e("TAG", "数组索引越界，索引：" + index + "，数组长度：" + numbers.length, e);// 容错：使用默认值int value = -1;
}

预防建议：访问前校验索引范围（if (index >= 0 && index < numbers.length) { ... }）。

4. 非法参数异常（`IllegalArgumentException`）

场景：方法接收无效参数（如WindowManager设置宽高为0、传递负数给要求非负的参数）。
捕获示例（以WindowManager添加悬浮窗为例）：

WindowManager windowManager = (WindowManager) getSystemService(WINDOW_SERVICE);
View floatingView = new View(this);
int width = 0; // 无效参数：宽高不能为0
int height = 0;WindowManager.LayoutParams params = new WindowManager.LayoutParams(width, height, Build.VERSION.SDK_INT >= 26 ? TYPE_APPLICATION_OVERLAY : TYPE_PHONE,FLAG_NOT_TOUCH_MODAL,PixelFormat.TRANSLUCENT
);try {windowManager.addView(floatingView, params); // 抛出 IllegalArgumentException
} catch (IllegalArgumentException e) {Log.e("TAG", "添加悬浮窗失败：参数不合法", e);// 容错：使用默认宽高重试params.width = 300;params.height = 300;windowManager.addView(floatingView, params);
}

预防建议：调用方法前校验参数合法性（如宽高>0、权限是否已获取）。

5. 资源未找到异常（`ResourceNotFoundException`）

场景：访问不存在的资源（如getResources().getDrawable(R.drawable.nonexistent)）。
捕获示例：

try {Drawable drawable = getResources().getDrawable(R.drawable.logo); // 资源不存在时抛出异常imageView.setImageDrawable(drawable);
} catch (ResourceNotFoundException e) {Log.e("TAG", "资源未找到：logo", e);// 容错：使用默认图片imageView.setImageResource(R.drawable.default_logo);
}

6. 网络异常（`IOException`与子类）

场景：网络请求失败（如无网络、连接超时），IOException是Checked Exception，需显式处理。
捕获示例：

public void fetchData(String url) {try {URL requestUrl = new URL(url);HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) requestUrl.openConnection();connection.connect();// 读取网络数据...} catch (MalformedURLException e) { // URL格式错误（IOException子类）Log.e("TAG", "URL格式错误：" + url, e);} catch (IOException e) { // 网络连接/读取错误Log.e("TAG", "网络请求失败", e);// 提示用户检查网络Toast.makeText(this, "网络异常，请稍后重试", Toast.LENGTH_SHORT).show();}
}

7. 权限异常（`SecurityException`）

场景：访问需要权限但未获取的功能（如未申请CAMERA权限时调用相机）。
捕获示例：

try {// 尝试打开相机（需要CAMERA权限）Camera camera = Camera.open();
} catch (SecurityException e) {Log.e("TAG", "未获取相机权限", e);// 引导用户申请权限ActivityCompat.requestPermissions(this, new String[]{Manifest.permission.CAMERA}, 100);
}

总结

以下是Java（含Android）中常见异常类型的分类表格，按“标准Java异常”和“Android特有异常”划分，包含类型（受检/非受检）、父类、常见场景及说明：

异常类名	类型（Checked/Unchecked）	父类	常见场景	说明
一、标准Java异常
`NullPointerException`	Unchecked	`RuntimeException`	调用`null`对象的方法/属性（如`String s = null; s.length();`）	最常见的运行时异常，因对象未初始化导致
`ClassCastException`	Unchecked	`RuntimeException`	强制转换不兼容类型（如`Object obj = "str"; Integer i = (Integer) obj;`）	类型转换时类型不匹配
`IndexOutOfBoundsException`	Unchecked	`RuntimeException`	访问数组/集合的无效索引（如`List.get(10)`但列表长度为5）	子类包括`ArrayIndexOutOfBoundsException`（数组）、`StringIndexOutOfBoundsException`（字符串）
`IllegalArgumentException`	Unchecked	`RuntimeException`	方法接收无效参数（如传递负数给要求非负的参数、宽高设为0）	通常由参数校验失败触发（如`if (age < 0) throw new ...`）
`IllegalStateException`	Unchecked	`RuntimeException`	对象状态不符合操作要求（如调用`Thread.start()`两次、未初始化就使用）	强调“对象状态错误”而非参数错误
`ArithmeticException`	Unchecked	`RuntimeException`	算术错误（如整数除以0：`int a = 1 / 0;`）	仅针对运行时才能发现的算术问题
`NumberFormatException`	Unchecked	`IllegalArgumentException`	字符串转数字失败（如`Integer.parseInt("abc")`）	`IllegalArgumentException`的子类，专门处理格式错误
`IOException`	Checked	`Exception`	输入/输出错误（如文件未找到、网络中断、流关闭后读写）	受检异常，强制处理（如文件操作、网络请求）
`FileNotFoundException`	Checked	`IOException`	访问不存在的文件（如`new FileInputStream("nonexist.txt")`）	`IOException`的子类，文件操作常见
`SQLException`	Checked	`Exception`	数据库操作错误（如SQL语法错误、连接失败）	数据库编程中常见，需显式处理
`InterruptedException`	Checked	`Exception`	线程被中断（如`Thread.sleep()`时调用`thread.interrupt()`）	多线程中需处理线程中断逻辑
`CloneNotSupportedException`	Checked	`Exception`	调用`clone()`但类未实现`Cloneable`接口	克隆对象时的受检异常
二、Android特有异常
`RemoteException`	Checked	`Exception`	跨进程通信（IPC）失败（如AIDL调用时目标进程崩溃、Binder断开）	Android IPC核心异常，强制处理跨进程通信失败场景
`ResourceNotFoundException`	Checked	`NotFoundException`	访问不存在的资源（如`getResources().getDrawable(R.id.nonexist)`）	资源ID错误或资源未打包时抛出
`ActivityNotFoundException`	Checked	`NotFoundException`	启动Activity但未在Manifest注册（如`startActivity(new Intent(this, Xxx.class))`）	组件未注册或Intent匹配失败
`SecurityException`	Unchecked	`RuntimeException`	访问需要权限但未获取的功能（如未申请`CAMERA`时调用相机）	权限相关错误，Android 6.0+动态权限未授权时常见
`NetworkOnMainThreadException`	Unchecked	`RuntimeException`	主线程执行网络请求（Android 3.0+禁止）	强制要求网络操作在子线程执行
`AndroidRuntimeException`	Unchecked	`RuntimeException`	Android运行时错误（如`Surface`创建失败、`Parcel`数据错误）	子类包括`BadTokenException`（窗口令牌无效）、`ServiceNotFoundException`（服务未找到）等
`ParseException`	Checked	`Exception`	数据解析错误（如`SimpleDateFormat.parse("2023/13/01")`）	Android中日期、JSON等解析失败时常见（继承自Java但高频用于Android）

try-catch高级用法

1. 多重catch块的顺序

当try块可能抛出多种异常时，catch块需按“子类在前，父类在后”的顺序排列，否则子类异常会被父类异常捕获，导致子类catch块失效。

错误示例：

try {// 可能抛出 NullPointerException 或 Exception
} catch (Exception e) { // 父类异常在前，会拦截所有子类异常Log.e("TAG", "捕获异常", e);
} catch (NullPointerException e) { // 此块永远不会执行Log.e("TAG", "捕获空指针", e);
}

正确示例：

try {// 可能抛出 NullPointerException 或 Exception
} catch (NullPointerException e) { // 子类在前Log.e("TAG", "捕获空指针", e);
} catch (Exception e) { // 父类在后Log.e("TAG", "捕获其他异常", e);
}

2. try-with-resources：自动释放资源

对于实现了AutoCloseable接口的资源（如FileInputStream、HttpClient），可使用try-with-resources语法，无需手动在finally中关闭资源（会自动调用close()方法）。

示例：

// 自动关闭 FileInputStream（无需手动调用 close()）
try (FileInputStream fis = new FileInputStream("data.txt")) {byte[] buffer = new byte[1024];fis.read(buffer);
} catch (IOException e) {Log.e("TAG", "文件读取失败", e);
}

3. 异常链：包装原始异常

当需要将低层次异常转换为业务异常时，可通过initCause或构造方法包装原始异常，保留完整堆栈信息。

示例：

public void processData() throws BusinessException {try {// 数据库操作，可能抛出 SQLExceptiondb.query("SELECT * FROM users");} catch (SQLException e) {// 包装为业务异常，保留原始异常信息BusinessException be = new BusinessException("数据查询失败");be.initCause(e); // 关联原始异常throw be;}
}

五、异常处理的最佳实践

优先预防，而非捕获
异常捕获是“补救措施”，更优的方式是提前校验参数（如if (obj != null)），从源头避免异常。
不要捕获所有异常（尤其是Error）
Error（如OutOfMemoryError、StackOverflowError）通常是系统级错误，无法通过捕获恢复，捕获它们会掩盖严重问题。
```
// 错误示例：不要捕获所有异常
try {// ...
} catch (Throwable t) { // Throwable 包含 Exception 和 Error// 可能掩盖致命错误
}
```
避免空的catch块
空的catch块会导致异常被“吞噬”，难以定位问题。至少应记录日志：
```
catch (NullPointerException e) {Log.e("TAG", "空指针异常", e); // 必须记录堆栈信息
}
```
finally块中避免抛异常
如果finally块抛出异常，会覆盖try或catch块中的异常，导致原始异常丢失。
结合全局异常捕获
在Android中，可通过Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler设置全局异常处理器，捕获未被局部try-catch处理的异常（如崩溃前记录日志）：
```
Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler((thread, throwable) -> {Log.e("全局异常", "未捕获的异常", throwable);// 可选：重启应用或跳转错误页面
});
```