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异常处理

2025/8/24大约 5 分钟

异常处理

异常处理是Java中用于处理程序运行时错误的机制，可以帮助程序在出现错误时继续执行或优雅地终止。

异常处理概述

什么是异常

异常是程序运行过程中发生的意外事件，如除零错误、空指针访问、文件不存在等。异常会导致程序中断执行，如果不进行处理，程序会崩溃。

异常处理的目的

  • 捕获并处理异常，使程序能够继续执行。
  • 提供错误信息，帮助开发人员定位和修复问题。
  • 确保资源被正确释放，避免资源泄露。
  • 提高程序的健壮性和可靠性。

异常处理的机制

Java使用try-catch-finally语句块来处理异常，使用throw关键字抛出异常，使用throws关键字声明方法可能抛出的异常。

异常的分类

Java中的异常分为两大类：

检查异常(Checked Exception)

检查异常是编译器要求必须处理的异常，如IOException、SQLException等。如果方法可能抛出检查异常，必须使用try-catch语句块处理或使用throws关键字声明。

非检查异常(Unchecked Exception)

非检查异常是编译器不要求必须处理的异常，如RuntimeException及其子类。非检查异常通常是由程序错误引起的，如NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException等。

错误(Error)

错误是由JVM抛出的严重问题，如OutOfMemoryError、StackOverflowError等。错误通常是不可恢复的，程序无法继续执行。

异常处理的基本语法

try-catch语句块

try语句块用于包含可能抛出异常的代码，catch语句块用于捕获并处理异常。

try {
    // 可能抛出异常的代码
    int result = 10 / 0;
} catch (ArithmeticException e) {
    // 处理异常
    System.out.println("除零错误: " + e.getMessage());
}

多个catch语句块

一个try语句块可以跟随多个catch语句块，用于处理不同类型的异常。

try {
    // 可能抛出异常的代码
    FileReader reader = new FileReader("test.txt");
    int result = 10 / 0;
} catch (FileNotFoundException e) {
    // 处理文件未找到异常
    System.out.println("文件未找到: " + e.getMessage());
} catch (ArithmeticException e) {
    // 处理除零错误
    System.out.println("除零错误: " + e.getMessage());
} catch (Exception e) {
    // 处理其他异常
    System.out.println("发生异常: " + e.getMessage());
}

finally语句块

finally语句块用于包含无论是否发生异常都需要执行的代码，通常用于释放资源。

FileReader reader = null;
try {
    reader = new FileReader("test.txt");
    // 读取文件内容
} catch (FileNotFoundException e) {
    System.out.println("文件未找到: " + e.getMessage());
} catch (IOException e) {
    System.out.println("读取文件错误: " + e.getMessage());
} finally {
    // 释放资源
    if (reader != null) {
        try {
            reader.close();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("关闭文件错误: " + e.getMessage());
        }
    }
}

try-with-resources语句(Java 7及以上)

try-with-resources语句用于自动关闭实现了AutoCloseable接口的资源，不需要手动在finally语句块中关闭资源。

try (FileReader reader = new FileReader("test.txt")) {
    // 读取文件内容
} catch (FileNotFoundException e) {
    System.out.println("文件未找到: " + e.getMessage());
} catch (IOException e) {
    System.out.println("读取文件错误: " + e.getMessage());
}

抛出异常

throw关键字

throw关键字用于手动抛出异常。

public void divide(int a, int b) {
    if (b == 0) {
        throw new ArithmeticException("除数不能为零");
    }
    int result = a / b;
    System.out.println("结果: " + result);
}

throws关键字

throws关键字用于声明方法可能抛出的异常。

public void readFile(String filePath) throws FileNotFoundException, IOException {
    FileReader reader = new FileReader(filePath);
    // 读取文件内容
    reader.close();
}

自定义异常

创建自定义异常类

自定义异常类通常继承自Exception或RuntimeException。

// 自定义检查异常
public class InvalidAgeException extends Exception {
    public InvalidAgeException() {
        super();
    }

    public InvalidAgeException(String message) {
        super(message);
    }
}

// 自定义非检查异常
public class InvalidEmailException extends RuntimeException {
    public InvalidEmailException() {
        super();
    }

    public InvalidEmailException(String message) {
        super(message);
    }
}

使用自定义异常

public void registerUser(String name, int age, String email) throws InvalidAgeException {
    if (age < 18) {
        throw new InvalidAgeException("年龄必须大于等于18岁");
    }

    if (!email.contains("@")) {
        throw new InvalidEmailException("邮箱格式不正确");
    }

    System.out.println("用户注册成功: " + name);
}

异常处理的最佳实践

只捕获必要的异常

不要捕获所有异常，只捕获你能够处理的异常。

// 不好的做法
try {
    // 代码
} catch (Exception e) {
    // 处理异常
}

// 好的做法
try {
    // 代码
} catch (IOException e) {
    // 处理IO异常
} catch (SQLException e) {
    // 处理SQL异常
}

提供有意义的异常信息

异常信息应该清楚地描述问题，帮助开发人员定位和修复问题。

// 不好的做法
throw new IOException("错误");

// 好的做法
throw new IOException("无法读取文件: " + filePath + ", 原因: " + e.getMessage());

尽早抛出异常，延迟捕获异常

在发现问题时尽早抛出异常，在能够处理异常时再捕获异常。

不要忽略异常

不要捕获异常后不做任何处理，至少应该记录异常信息。

// 不好的做法
try {
    // 代码
} catch (IOException e) {
    // 忽略异常
}

// 好的做法
try {
    // 代码
} catch (IOException e) {
    logger.error("发生IO异常: " + e.getMessage(), e);
    // 或者重新抛出异常
    throw e;
}

释放资源

在finally语句块或使用try-with-resources语句释放资源，避免资源泄露。

区分检查异常和非检查异常

根据异常的性质选择合适的异常类型，检查异常用于可恢复的错误，非检查异常用于程序错误。

常见的异常类型

RuntimeException及其子类

  • NullPointerException：空指针异常，当尝试访问null对象的属性或方法时抛出。
  • ArrayIndexOutOfBoundsException：数组索引越界异常，当访问数组的无效索引时抛出。
  • ArithmeticException：算术异常，如除零错误。
  • ClassCastException：类型转换异常，当尝试将对象转换为不兼容的类型时抛出。
  • IllegalArgumentException：非法参数异常，当方法接收到无效参数时抛出。

其他常见异常

  • IOException：IO异常，当进行输入输出操作时抛出。
  • FileNotFoundException：文件未找到异常，当尝试访问不存在的文件时抛出。
  • SQLException：SQL异常，当进行数据库操作时抛出。
  • InterruptedException：中断异常，当线程被中断时抛出。
  • ClassNotFoundException：类未找到异常，当尝试加载不存在的类时抛出。
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