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Java学习手册：Java异常处理机制

news 来源：原创 2025/5/25 23:54:01

Java异常处理机制

在Java编程中，异常处理是确保程序健壮性和稳定性的关键机制。异常是指程序运行过程中出现的错误或异常情况，如除以零、文件找不到或网络连接失败等。Java提供了强大的异常处理机制，帮助开发者捕获和处理这些异常情况，从而避免程序崩溃并提供友好的错误处理逻辑。

本文将深入探讨Java异常处理的核心概念、机制和最佳实践，帮助读者掌握异常处理的关键技巧。

异常的分类

在Java中，异常分为两大类：

Error：表示严重的系统错误，通常是不可恢复的，如内存溢出（OutOfMemoryError）或虚拟机错误（VirtualMachineError）。开发者通常不需要处理这类异常。
Exception：表示程序运行时可能发生的异常情况，可以被捕获和处理。Exception又分为：
- Checked Exception：编译时检查的异常，如IOException或SQLException。开发者必须显式处理这些异常。
- Unchecked Exception：运行时异常，如NullPointerException或ArrayIndexOutOfBoundsException。这些异常通常由程序逻辑错误引起，开发者可以选择处理或忽略。

异常处理机制

Java提供了try-catch-finally结构来捕获和处理异常，同时通过throws关键字声明方法可能抛出的异常。

1. `try-catch`块

try块用于包含可能抛出异常的代码，catch块用于捕获和处理异常。

示例代码：

public class ExceptionHandlingExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int result = 10 / 0; // 除以零的异常
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("捕获到算术异常: " + e.getMessage());
        }
    }
}

2. `finally`块

finally块用于执行无论是否发生异常都会执行的代码，通常用于资源清理（如关闭文件或网络连接）。

示例代码：

public class FinallyExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int result = 10 / 2;
            System.out.println("结果: " + result);
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("捕获到算术异常");
        } finally {
            System.out.println("finally块总是执行");
        }
    }
}

3. `try-with-resources`

Java 7引入了try-with-resources语法，用于自动关闭资源（如文件或数据库连接），简化资源管理。

示例代码：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class TryWithResourcesExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("example.txt"))) {
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("文件读取异常: " + e.getMessage());
        }
    }
}

抛出异常

开发者可以通过throw关键字抛出异常，也可以通过throws关键字声明方法可能抛出的异常。

1. `throw`关键字

throw用于手动抛出异常。

示例代码：

public class ThrowExample {
    public static void main(String[] args) {
        validateAge(-5); // 抛出异常
    }

    public static void validateAge(int age) {
        if (age < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负数");
        }
    }
}

2. `throws`关键字

throws用于声明方法可能抛出的异常，调用该方法的代码需要处理这些异常。

示例代码：

import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class ThrowsExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            readFile("example.txt");
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("文件读取异常: " + e.getMessage());
        }
    }

    public static void readFile(String filename) throws IOException {
        FileReader reader = new FileReader(filename);
        int data;
        while ((data = reader.read()) != -1) {
            System.out.print((char) data);
        }
        reader.close();
    }
}

自定义异常

开发者可以创建自定义异常类，用于处理特定的业务逻辑错误。

示例代码：

// 自定义异常类
class InvalidAgeException extends Exception {
    public InvalidAgeException(String message) {
        super(message);
    }
}

public class CustomExceptionExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            checkAge(15); // 抛出自定义异常
        } catch (InvalidAgeException e) {
            System.out.println("异常: " + e.getMessage());
        }
    }

    public static void checkAge(int age) throws InvalidAgeException {
        if (age < 18) {
            throw new InvalidAgeException("年龄必须大于等于18");
        }
    }
}