Java·关于异常处理

一、概念

        先讲一个文字意义上的表达：异常是程序运行时偏离预期逻辑的事件（如空指针、数组越界、文件不存在等），若不处理会导致程序终止。其作用是：将 “异常处理逻辑” 与 “正常业务逻辑” 分离，让代码更简洁、可维护。

二、例子

        举个例子：就像咖啡店带点单流程

一般正常的点单流程是（即对程序而言所谓的”正常业务逻辑“）：你走进咖啡店，告诉店员”要一杯拿铁“，店员制作咖啡，你付款，拿到咖啡后离开。这是预期内的顺畅流程，就像程序按代码顺序执行核心功能。

但是可能出现的情况是（即对应程序中的”异常“）：①你说要一杯猫屎咖啡，但店里根本就没有这一款（程序”非法参数异常“）；②你付款时发现手机余额不足（程序”业务逻辑异常“）；③咖啡机故障，无法制作咖啡（程序”资源故障异常“）。

我们先来想象一下，如果没有”异常处理“的情况。当店员听到”猫屎咖啡“后愣住了，不知道该干嘛，整个点单系统直接停滞住了（程序直接崩溃，报错后直接停止运行）。

如果有了”异常处理“后：①店员立刻说 “抱歉，我们没有猫屎咖啡，推荐您美式或拿铁”（捕获异常，提示原因，引导用户修正）；②你收到 “余额不足” 提示，选择刷信用卡或取消订单（捕获异常，提供替代方案，不中断点单流程）；③店员说 “抱歉，咖啡机故障了，要么等 30 分钟，要么全额退款”（捕获严重异常，给出折中方案，优雅处理，不导致整个咖啡店 “瘫痪”）。

三、作用

        即，有上面的例子可以引出关于”异常处理“的三个核心作用：①避免程序崩溃（就像咖啡机故障时，咖啡店不会关门，只是提供替代方案）；②明确提示问题（让用户（或开发者）知道 “哪里错了”，而非不明所以）；③分离处理逻辑（店员不用在 “正常制作咖啡” 的流程中反复纠结 “如果没这款咖啡怎么办”，而是遇到问题时调用专门的 “异常应对流程”（类似程序中 try 块写业务，catch 块写处理逻辑））。

        一句话概括：异常不只是 “提前声明可能出问题”，还包括 “问题已经发生时，用预设逻辑处理它”，本质就是 “问题发生后，不崩溃，而是按提前准备好的方案应对”。

四、异常体系结构

        在 Java 异常体系结构中，核心知识点可从体系层级、异常分类、处理机制、实践要点四个维度梳理：

1.体系层级（继承关系）

Java 所有异常的根类（即父类）是 java.lang.Throwable，它有两个直接子类：

• Error：JVM 层面的严重错误，程序无法处理（如 OutOfMemoryError 内存溢出、StackOverflowError 栈溢出）。
• Exception：程序可处理的异常，分为两类：
  • RuntimeException（非受检异常 / 运行时异常）：编译期不强制处理，运行时才会暴露（如 NullPointerException 空指针、ArrayIndexOutOfBoundsException 数组越界）。
  • Checked Exception（受检异常）：编译期强制要求处理（如 IOException 文件操作异常、SQLException 数据库异常），否则编译报错。

这里注意受检异常与非受检异常，其核心区别在于，编译期是否强制要求处理。

2.异常分类与典型示例

3.异常处理机制

try-catch-finally（捕获并处理）

• 语法：try 包裹可能抛异常的代码，catch 按 “子异常在前、父异常在后” 捕获特定异常，finally 无论是否异常都会执行（常用于关闭资源）。
• 示例：

  try {// 可能抛异常的代码
  } catch (NullPointerException e) {// 处理空指针
  } catch (Exception e) {// 处理其他异常
  } finally {// 关闭资源（如IO流）
  }

throws（声明异常）

• 方法声明时用 throws 告知调用者 “此方法可能抛出某异常，需由调用者处理”。
• 示例：

  public void readFile() throws IOException {// 可能抛IO异常的代码
  }

throw(主动抛异常)

• 手动触发指定异常（常用于业务校验），需实例化异常对象。
• 示例：

  if (age < 0) {throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负");
  }

  这里需要注意的是：throws和throw的区别：

try-with-resources（自动关闭资源）

• Java 7+ 特性，资源（实现 AutoCloseable 接口，如 FileInputStream）在 try 括号内声明，会自动关闭，无需手动在 finally 中处理。
• 示例：

  try (FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt")) {// 操作文件
  } catch (IOException e) {// 处理异常
  }

4.自定义异常

• 场景：Java 内置异常无法满足业务需求时（如 “用户余额不足”）。
• 实现：继承 Exception（受检）或 RuntimeException（非受检），并提供构造方法。
• 示例：

  // 自定义受检异常
  public class BalanceInsufficientException extends Exception {public BalanceInsufficientException(String message) {super(message);}
  }

5.最佳实践

• 避免捕获所有异常（catch (Exception e)），需精准捕获特定异常。
• 异常信息要明确（如 “文件 xxx 不存在” 而非 “IO 异常”），便于排查。
• 资源操作（文件、数据库连接）优先用 try-with-resources 自动关闭。
• 非受检异常用于编程错误（如空指针），受检异常用于外部依赖问题（如文件、网络）。