Java异常体系

Java 异常处理与异常体系详解

一、异常体系结构

Java 的异常体系基于 Throwable 类，分为 Error 和 Exception 两大类。

Error • 表示严重问题，通常与程序逻辑无关，如内存耗尽（OutOfMemoryError）、栈溢出（StackOverflowError）等。 • 无需处理：程序一般无法恢复，只能终止运行。
Exception • 程序可处理的异常，分为两类： ◦ Checked Exception（受检异常）：编译时强制检查的异常，如 IOException、SQLException。必须通过 try-catch 处理或 throws 声明抛出。 ◦ Unchecked Exception（非受检异常）：即 RuntimeException 及其子类，如 NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException。通常由编程错误导致，不强制处理。

plaintext
Throwable
├── Error
│   ├── OutOfMemoryError
│   └── StackOverflowError
└── Exception
    ├── Checked Exceptions（如 IOException）
    └── RuntimeException（如 NullPointerException）

二、异常处理机制

try-catch-finally • try：包裹可能抛出异常的代码。 • catch：捕获并处理特定异常，可多个 catch 块。 • finally：无论是否发生异常，最终执行的代码（如释放资源）。

java
try {
    FileInputStream fis = new FileInputStream("file.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {
    System.out.println("文件未找到");
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    // 清理资源
}

throws 关键字 • 方法声明时使用，将异常抛给调用者处理。

java
public void readFile() throws FileNotFoundException {
    // 可能抛出 FileNotFoundException
}

throw 关键字 • 手动抛出异常实例。

java
if (input < 0) {
    throw new IllegalArgumentException("输入不能为负数");
}

三、自定义异常

创建步骤 • 继承 Exception（Checked）或 RuntimeException（Unchecked）。 • 提供构造方法（建议包含无参和带消息的构造）。

java
public class MyException extends RuntimeException {
    public MyException(String message) {
        super(message);
    }
}

使用场景 • 业务逻辑错误（如余额不足、参数非法）。

java
if (balance < amount) {
    throw new InsufficientBalanceException("余额不足");
}

四、Java 7+ 新特性

多重捕获 • 一个 catch 块捕获多个异常，用 | 分隔。

java
try {
    // 可能抛出多种异常
} catch (IOException | SQLException e) {
    e.printStackTrace();
}

try-with-resources • 自动关闭资源（需实现 AutoCloseable 接口）。

java
try (FileInputStream fis = new FileInputStream("file.txt")) {
    // 使用资源
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

五、最佳实践

避免空 catch 块：忽略异常可能导致隐藏的 Bug。
优先处理具体异常：通用的 Exception 可能掩盖问题。
合理使用异常类型： • 业务错误用 Checked Exception（强制调用方处理）。 • 程序逻辑错误用 Unchecked Exception（如参数校验失败）。
利用异常链：保留原始异常信息，便于追踪。

java
try {
    // 代码逻辑
} catch (ServiceException e) {
    throw new BusinessException("业务失败", e); // 传递原始异常
}

六、常见问题

• 性能影响：异常处理较慢，避免用于控制流程。 • 打印堆栈：e.printStackTrace() 或日志框架记录。 • 覆盖方法异常：子类方法抛出的异常不能比父类更宽泛。

通过理解异常体系和合理使用处理机制，可以编写更健壮、易维护的 Java 代码。