【Java基础-41】Java 异常处理：理解异常及其分类-优快云博客

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在 Java 编程中，异常处理是确保程序健壮性和可靠性的关键机制。无论是文件读取失败、网络连接中断，还是数组越界，异常都可能随时发生。理解什么是异常以及异常的分类，是掌握 Java 异常处理的第一步。

本文将深入探讨 Java 中的异常概念、异常的分类以及如何处理它们，帮助你编写更加健壮的程序。

1. 什么是异常？

异常（Exception） 是程序运行过程中发生的意外事件，它会中断正常的程序流程。例如：

尝试打开一个不存在的文件。
访问数组的越界索引。
进行除零操作。

Java 提供了一套异常处理机制，允许开发者捕获并处理这些异常，从而避免程序崩溃。

2. 异常的分类

Java 中的异常分为两大类：

检查型异常（Checked Exception）
非检查型异常（Unchecked Exception）

2.1 检查型异常（Checked Exception）

特点：

检查型异常是在编译时就必须处理的异常。
这些异常通常是外部因素导致的，例如文件不存在、网络连接失败等。
编译器会强制要求开发者处理这些异常，否则代码无法通过编译。

常见的检查型异常：

IOException：输入输出操作失败。
SQLException：数据库操作失败。
ClassNotFoundException：类未找到。

示例：

try {
    FileInputStream file = new FileInputStream("file.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {
    System.out.println("文件未找到！");
}

2.2 非检查型异常（Unchecked Exception）

特点：

非检查型异常是在运行时可能发生的异常，编译器不会强制要求处理。
这些异常通常是程序逻辑错误导致的，例如空指针、数组越界等。
它们继承自 RuntimeException。

常见的非检查型异常：

NullPointerException：尝试访问空对象的成员。
ArrayIndexOutOfBoundsException：数组索引越界。
ArithmeticException：算术运算错误，如除零。

示例：

int[] arr = {1, 2, 3};
System.out.println(arr[5]);  // 抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException

3. 异常类的层次结构

Java 中的异常类都继承自 Throwable 类，其层次结构如下：

Throwable
├── Error
└── Exception
    ├── RuntimeException (非检查型异常)
    └── 其他 Exception (检查型异常)

Error：表示严重的系统错误，通常无法恢复，例如 OutOfMemoryError。
Exception：表示程序可以处理的异常，分为检查型异常和非检查型异常。

4. 异常处理机制

Java 提供了 try-catch-finally 和 throws 两种主要的异常处理机制。

4.1 `try-catch` 语句

try 块中包含可能抛出异常的代码。
catch 块用于捕获并处理异常。

示例：

try {
    int result = 10 / 0;  // 抛出 ArithmeticException
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("除零错误！");
}

4.2 `finally` 语句

finally 块中的代码无论是否发生异常都会执行。
通常用于释放资源，例如关闭文件、数据库连接等。

示例：

FileInputStream file = null;
try {
    file = new FileInputStream("file.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {
    System.out.println("文件未找到！");
} finally {
    if (file != null) {
        try {
            file.close();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("关闭文件时出错！");
        }
    }
}

4.3 throws

throws 关键字用于在方法签名中声明可能抛出的异常，将异常的处理责任交给调用者。这种方式适用于不希望在当前方法中处理异常的情况。

示例：

public void readFile() throws IOException {
    FileInputStream file = new FileInputStream("file.txt");
}

4.4 `try-with-resources` 语句

Java 7 引入了 try-with-resources 语句，用于自动管理资源。
资源对象必须实现 AutoCloseable 接口。

示例：

try (FileInputStream file = new FileInputStream("file.txt")) {
    // 使用文件
} catch (FileNotFoundException e) {
    System.out.println("文件未找到！");
} catch (IOException e) {
    System.out.println("读取文件时出错！");
}

5. 自定义异常

Java 允许开发者自定义异常类，以满足特定的业务需求。自定义异常类通常继承自 Exception 或 RuntimeException。

示例：

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            throw new MyException("这是一个自定义异常！");
        } catch (MyException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}