Java 异常处理笔记

一、什么是异常？

在程序运行过程中发生的不正常事件，会打断正常的执行流程，称为 异常（Exception）。

Java 提供了一套完整的异常处理机制，让开发者可以优雅地处理错误情况，提高程序的健壮性和可读性。

二、Java 异常体系结构

Java 中所有的异常类都继承自 java.lang.Throwable 类，其主要子类如下：

Throwable
├── Error            // 严重问题，一般不处理（如 OutOfMemoryError）
└── Exception        // 程序中可以捕获和处理的问题
    ├── RuntimeException   // 非受检异常（Unchecked Exceptions）
    └── 其他异常           // 受检异常（Checked Exceptions）

常见异常分类：

类型	示例	是否必须处理
Error	OutOfMemoryError, StackOverflowError	❌ 不建议处理
RuntimeException 及其子类	NullPointerException, ArrayIndexOutOfBoundsException	❌ 不强制处理
其他 Exception 子类	IOException, SQLException, ClassNotFoundException	✅ 必须处理或声明抛出

三、异常处理的五种关键字

Java 提供了以下关键字来进行异常处理：

关键字	作用
try	包含可能会发生异常的代码块
catch	捕获并处理异常
finally	无论是否发生异常，都会执行的代码块（如关闭资源）
throw	显式抛出一个异常对象
throws	在方法声明中声明该方法可能抛出的异常类型

四、try-catch-finally 的使用

基本语法：

try {
    // 可能发生异常的代码
} catch (ExceptionType1 e1) {
    // 处理异常
} catch (ExceptionType2 e2) {
    // 处理另一种异常
} finally {
    // 总是执行的代码（如关闭文件、数据库连接等）
}

示例：

try {
    int result = 10 / 0;
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("除数不能为零");
} finally {
    System.out.println("finally 块总是执行");
}

输出：

除数不能为零
finally 块总是执行

五、多异常捕获（Java 7+）

你可以在一个 catch 块中捕获多个异常类型（用 | 分隔）：

try {
    // ...
} catch (IOException | SQLException e) {
    e.printStackTrace();
}

六、throws 和 throw 的区别

对比项	throws	throw
位置	写在方法签名上	写在方法体内
作用	声明该方法可能抛出哪些异常	实际抛出一个异常对象
参数类型	异常类名	异常实例

示例：

public void readFile(String filename) throws IOException {
    if (filename == null) {
        throw new NullPointerException("文件名不能为空");
    }
    // ...
}

七、自定义异常

你可以通过继承 Exception 或 RuntimeException 来创建自己的异常类。

示例：受检异常

class InvalidAgeException extends Exception {
    public InvalidAgeException(String message) {
        super(message); // 调用 Exception(message) 构造方法
    }
}

public class Person {
    public void setAge(int age) throws InvalidAgeException {
        if (age < 0) {
            throw new InvalidAgeException("年龄不能为负数");
        }
    }
}

示例：非受检异常

class InvalidNameException extends RuntimeException {
    public InvalidNameException(String message) {
        super(message); // 调用 RuntimeException(message) 构造方法
    }
}

public class Person {
    public void setName(String name) {
        if (name == null || name.isEmpty()) {
            throw new InvalidNameException("名字不能为空");
        }
    }
}

八、异常处理的最佳实践

原则	说明
❌ 不要“吞”异常	即不要写空的 catch 块
✅ 记录日志	使用 e.printStackTrace() 或日志框架记录异常信息
✅ 资源清理放在 finally	如关闭文件、网络连接等
✅ 尽量具体捕获异常	不要用 catch (Exception e) 捕捉所有异常
✅ 抛出合适的异常	根据业务逻辑选择受检/非受检异常
✅ 使用 try-with-resources（Java 7+）	自动关闭资源，避免手动写 finally

示例：try-with-resources（自动关闭资源）

try (FileInputStream fis = new FileInputStream("file.txt")) {
    int data = fis.read();
    while (data != -1) {
        System.out.print((char) data);
        data = fis.read();
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

等价于

FileInputStream fis = new FileInputStream("file.txt");
try {
    // ...
} finally {
    fis.close();
}

九、受检异常 vs 非受检异常（重要对比）

特征	受检异常（Checked Exceptions）	非受检异常（Unchecked Exceptions）
继承关系	继承自 Exception，但不是 RuntimeException	继承自 RuntimeException
是否强制处理	✅ 是	❌ 否
示例	IOException, SQLException	NullPointerException, ArrayIndexOutOfBoundsException
推荐使用场景	期望调用者处理的外部错误（如 IO、网络）	编程错误或不可恢复的内部错误

十、总结一句话：

Java 的异常处理机制是一种强大的工具，帮助开发者识别和处理程序中的异常情况。理解 try-catch-finally 的使用、区分受检与非受检异常、合理使用 throw 和 throws，以及编写自定义异常，是写出高质量 Java 程序的关键技能。