Java 异常处理

异常处理用于描述、传递和处理程序执行期间出现的异常情况。合理使用异常可以帮助定位错误，并在可恢复的场景下采取补救措施。

异常机制不能替代正常的业务判断，也不能保证程序在任何情况下都继续运行。

一、异常体系

Java 中所有可以被抛出的对象都继承自 Throwable。它主要分为 Error 和 Exception 两大类。

`Error`

Error 通常表示 JVM 或运行环境中的严重问题，例如 OutOfMemoryError。这类问题往往不是普通业务代码能够恢复的，因此一般不在业务代码中捕获后继续执行。

`Exception`

Exception 表示程序可能处理的异常情况，可以继续分为运行时异常和受检查异常。

运行时异常

RuntimeException 及其子类属于运行时异常。编译器不强制要求捕获或声明，常见类型包括：

NullPointerException
ArrayIndexOutOfBoundsException
ClassCastException
ArithmeticException
IllegalArgumentException

运行时异常通常与参数不合法、对象状态错误或程序逻辑缺陷有关，应优先通过校验和修正代码来避免，而不是依赖大量 catch 隐藏问题。

受检查异常

除 RuntimeException 及其子类之外的 Exception 通常属于受检查异常，例如 IOException。

编译器要求程序采用以下方式之一：

使用 try-catch 捕获。
使用 throws 声明并继续向调用者传播。

“受检查”发生在编译阶段，但异常对象是在程序运行到相关语句时才可能产生。

二、使用 `try-catch-finally`

基本语法

try {
    // 可能出现异常的代码
} catch (SpecificException e) {
    // 处理特定异常
} catch (Exception e) {
    // 处理其他异常
} finally {
    // 通常用于释放资源或执行收尾操作
}

执行规则如下：

try 中没有抛出异常时，不会执行对应的 catch。
try 中抛出异常时，JVM 会从上到下寻找第一个类型匹配的 catch。
较具体的子类异常必须写在较宽泛的父类异常之前，否则后面的分支无法到达。
finally 通常都会执行，但 JVM 被强制终止、进程崩溃或执行 System.exit() 等特殊情况除外。

示例

import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;

public class ExceptionDemo {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        try {
            int i = scanner.nextInt();
            int j = scanner.nextInt();

            int result = i / j;
            System.out.println("相除结果：" + result);

            int[] arr = new int[5];
            System.out.println(arr[i]);
            System.out.println("计算完毕");
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("除数不能为零");
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("数组索引越界");
        } catch (InputMismatchException e) {
            System.out.println("请输入整数");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("程序出现其他异常");
            e.printStackTrace();
        } finally {
            scanner.close();
            System.out.println("输入资源已关闭");
        }

        System.out.println("程序继续执行");
    }
}

在实际项目中，不应只输出模糊提示后忽略异常。通常需要记录异常栈、返回明确错误信息，或将异常转换为当前业务层能够理解的类型。

三、使用 `try-with-resources`

try-with-resources 从 Java 7 开始提供，用于自动关闭资源。资源对象必须实现 AutoCloseable 接口。

传统写法

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class ResourceDemo {

    public static void main(String[] args) {
        FileInputStream input = null;

        try {
            input = new FileInputStream("d:/a.txt");
            System.out.println(input.read());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (input != null) {
                try {
                    input.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

关闭前必须进行空值判断，否则创建资源失败时，finally 中可能再次出现 NullPointerException。

四、使用 `throws` 声明异常

throws 写在方法或构造器声明之后，表示当前方法不在这里捕获该异常，而是允许异常继续向调用者传播。

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;

public class FileService {

    public FileInputStream openFile(String path) throws FileNotFoundException {
        return new FileInputStream(path);
    }
}

throws 本身并没有处理异常。调用者仍然需要捕获该异常，或者继续使用 throws 向上声明。

方法可以声明多个异常：

public void execute() throws FirstException, SecondException {
    // 方法体
}

若声明了父类异常，通常不必再重复声明它的子类异常。

五、使用 `throw` 抛出异常

throw 用于在方法体中抛出一个具体的异常对象。

public void copy(String sourcePath, String targetPath) {
    if (sourcePath == null || targetPath == null) {
        throw new IllegalArgumentException("源路径和目标路径不能为空");
    }

    // 执行复制操作
}

程序执行到 throw 后，当前代码路径会立即中断，控制权交给能够处理该异常的调用层。

`throw` 与 `throws` 的区别

关键字	使用位置	作用
`throw`	方法体内部	抛出一个具体异常对象
`throws`	方法或构造器声明后	声明可能向调用者传播的异常类型

六、自定义异常

当 JDK 提供的异常类型无法清楚表达业务含义时，可以定义业务异常。

自定义受检查异常

public class InvalidEmailAddressException extends Exception {

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

public class EmailManager {

    public void sendEmail(
            String recipient,
            String title,
            String content
    ) throws InvalidEmailAddressException {
        if (recipient == null || recipient.isBlank()) {
            throw new InvalidEmailAddressException("收件人地址不能为空");
        }

        System.out.println("发送邮件成功");
    }
}

继承 Exception 后，调用者必须捕获或声明该异常。

自定义运行时异常

若异常表示参数错误、业务规则不满足，且不希望强制每一层代码显式捕获，也可以继承 RuntimeException：

public class InvalidEmailAddressException extends RuntimeException {

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

选择受检查异常还是运行时异常，应结合调用者是否能够恢复、项目异常处理规范以及框架约定决定。

七、异常处理建议

捕获能够真正处理的异常，不要无意义地捕获后忽略。
优先捕获具体异常，避免直接使用过于宽泛的 Exception。
保留原始异常作为 cause，不要丢失问题根因。
不要把异常用于普通流程控制。
资源优先使用 try-with-resources 管理。
对外返回稳定的错误信息，对内记录完整异常栈和必要上下文。

Java 异常处理

Java 异常处理

一、异常体系

Error

Exception

运行时异常

受检查异常

二、使用 try-catch-finally

基本语法

示例

三、使用 try-with-resources

传统写法

推荐写法

四、使用 throws 声明异常

五、使用 throw 抛出异常

throw 与 throws 的区别

六、自定义异常

自定义受检查异常

自定义运行时异常

七、异常处理建议

`Error`

`Exception`

二、使用 `try-catch-finally`

三、使用 `try-with-resources`

四、使用 `throws` 声明异常

五、使用 `throw` 抛出异常

`throw` 与 `throws` 的区别