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常见 Java 问题与排错思路

理解常见问题和排错方法是解决实际开发问题的关键。本章将介绍常见 Java 问题与排错思路。

NullPointerException / ClassCastException​

NullPointerException​

空指针异常是最常见的异常。

// 问题代码
String str = null;
int length = str.length();  // NullPointerException

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

// 2. 使用 Optional
Optional<String> optional = Optional.ofNullable(str);
optional.ifPresent(s -> System.out.println(s.length()));

// 3. 使用 Objects.requireNonNull
String str2 = Objects.requireNonNull(str, "字符串不能为null");

ClassCastException​

类型转换异常。

// 问题代码
Object obj = "Hello";
Integer num = (Integer) obj;  // ClassCastException

// 解决方法
// 1. 使用 instanceof 检查
if (obj instanceof Integer) {
    Integer num = (Integer) obj;
}

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

并发问题与死锁​

并发问题​

// 问题：线程不安全
public class Counter {
    private int count = 0;
    
    public void increment() {
        count++;  // 非原子操作
    }
}

// 解决方法
// 1. 使用 synchronized
public synchronized void increment() {
    count++;
}

// 2. 使用原子类
private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
public void increment() {
    count.incrementAndGet();
}

死锁​

// 问题：死锁
Thread thread1 = new Thread(() -> {
    synchronized (lock1) {
        synchronized (lock2) { }
    }
});

Thread thread2 = new Thread(() -> {
    synchronized (lock2) {
        synchronized (lock1) { }  // 可能死锁
    }
});

// 解决方法：按相同顺序获取锁
Thread thread2 = new Thread(() -> {
    synchronized (lock1) {  // 相同顺序
        synchronized (lock2) { }
    }
});

调试与日志分析​

使用调试器​

// 设置断点
public void processData(String data) {
    int length = data.length();  // 断点
    String processed = process(data);
    System.out.println(processed);
}

日志分析​

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

public class DebugExample {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(DebugExample.class);
    
    public void processData(String data) {
        logger.debug("开始处理数据：{}", data);
        try {
            String result = process(data);
            logger.info("处理成功：{}", result);
        } catch (Exception e) {
            logger.error("处理失败：数据={}", data, e);
        }
    }
}

性能瓶颈排查​

使用性能分析工具​

# 使用 jstack 查看线程
jstack <pid>

# 使用 jmap 查看内存
jmap -heap <pid>

# 使用 jstat 查看 GC
jstat -gc <pid> 1000

代码分析​

// 使用 System.currentTimeMillis() 测量时间
long start = System.currentTimeMillis();
processData();
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("耗时：" + (end - start) + "ms");

// 使用 System.nanoTime() 更精确
long start = System.nanoTime();
processData();
long end = System.nanoTime();
System.out.println("耗时：" + (end - start) / 1_000_000 + "ms");

小结​

常见 Java 问题与排错要点：

  • NullPointerException：检查 null，使用 Optional
  • ClassCastException：使用 instanceof 检查
  • 并发问题：使用同步机制，使用原子类
  • 死锁：按相同顺序获取锁
  • 调试：使用调试器，分析日志
  • 性能：使用性能分析工具，测量代码执行时间

关键要点：

  • 预防空指针异常
  • 正确处理类型转换
  • 注意并发安全
  • 避免死锁
  • 使用调试工具
  • 分析性能瓶颈

理解了问题排错，你就能快速解决开发中的问题。恭喜你完成了第十一部分的学习！