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java怎么使用异常

Java通过try-catch捕获异常，用throw/throws抛出，需继承

异常体系的核心构成

Java通过继承体系构建了完整的异常层级结构：
| 基类 | 特点 | 典型子类 |
|——————–|——————————————————————–|——————————|
| Throwable | 所有错误/异常的超类 | Error, Exception |
| Error | 严重系统级问题（如内存溢出），通常无需显式捕获 | OutOfMemoryError |
| Exception | 可恢复的业务逻辑错误，需主动处理 | IOException, SQLException|
| RuntimeException | 未检查异常（Unchecked Exception），编译期不强制捕获 | NullPointerException |

关键区分原则：
受检异常（Checked Exception）：必须通过try-catch显式处理或在方法签名中声明throws。
️ 非受检异常（Unchecked Exception）：属于逻辑缺陷，应由程序员修复而非捕获。
错误（Error）：表示不可恢复的致命状态,不应尝试捕获。

异常处理的标准流程

try-catch-finally三段式结构

try {
    // 可能抛出异常的代码块
    FileReader fr = new FileReader("nonexistent.txt"); // 潜在IOException
} catch (FileNotFoundException e) {
    System.out.println("文件未找到: " + e.getMessage()); // 获取异常详情
    e.printStackTrace(); // 打印完整调用栈
} finally {
    // 必定执行的清理代码（即使发生异常或return）
    if (fr != null) {
        try { fr.close(); } 
        catch (IOException ex) { / 次要异常静默处理 / }
    }
}

执行顺序规则：
① try → ② 若出现异常则跳转至匹配的catch → ③ 无论是否异常均执行finally → ④ 继续后续代码

多catch块匹配规则：
按顺序匹配第一个兼容的类型，一旦匹配成功则跳过其他catch块，建议将具体异常放在前面，通用异常（如Exception）置于末尾。

throws关键字声明异常传递

当方法无法自行处理异常时，可通过throws将责任传递给调用者：

public static void main(String[] args) throws IOException {
    readLargeFile(); // 声明抛出IOException，由JVM处理
}
private static void readLargeFile() throws IOException {
    // ...可能抛出IOException的操作...
}

注意：仅适用于受检异常，且调用链最终必须有对应的try-catch。

自定义异常开发规范

创建自定义异常类

// 继承自Exception表示受检异常，RuntimeException表示非受检异常
class DataFormatException extends Exception {
    public DataFormatException(String message) {
        super(message); // 调用父类构造器
    }
}

设计建议：

  • 添加带cause参数的构造器以保留原始异常信息
  • 根据业务需求定义不同粒度的异常类型
  • 遵循命名约定（以Exception

手动抛出异常

if (age < 0) {
    throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负数"); // 抛出标准库异常
} else if (!isValidEmail(email)) {
    throw new DataFormatException("邮箱格式无效"); // 抛出自定义异常
}

最佳实践：

  • 优先使用现有语义明确的异常类（如IllegalStateException）
  • 自定义异常应携带足够的上下文信息（消息模板+变量值）
  • 避免过度细化导致类爆炸

特殊场景处理技巧

捕获多态异常

利用父类引用接收子类实例的特性实现统一处理：

try {
    // 可能抛出多种具体异常的操作
} catch (SQLException | ClassNotFoundException e) { // Java 7+支持多重捕获
    handleDatabaseError(e); // 统一处理方法
}

优势：减少重复代码,集中管理同类异常的处理逻辑。

try-with-resources自动关闭资源

Java 7引入的ARM语法糖极大简化了资源管理：

try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("data.txt"))) {
    String line;
    while ((line = br.readLine()) != null) {
        // 处理每一行数据
    }
} catch (IOException e) {
    // 异常处理逻辑
}

底层原理：任何实现了AutoCloseable接口的对象都可在此结构中使用，finally块会自动调用close()方法。

常见误区与解决方案

错误写法 正确做法 原因说明
catch (Exception e) { ... } 精确捕获特定异常类型 过度捕获会掩盖真实错误
try { badCode(); } finally { ... } 确保finally前有catch 缺少catch会导致编译错误
throw new RuntimeException(); 提供有意义的异常信息 丢失调试线索
return resource.close(); 使用try-with-resources或独立finally 提前返回可能导致资源泄漏

异常性能考量

虽然现代JVM已大幅优化异常处理性能,但仍应注意：

  1. 避免在高频循环中使用异常控制流程：每次抛出异常会产生约300~500ns的开销
  2. 预校验替代异常：对可控的用户输入进行前置验证（如字符串长度、数值范围）
  3. 选择轻量级异常：RuntimeException比Exception少一次栈展开操作
  4. 禁用同步锁竞争：在多线程环境下，异常处理可能引发死锁

相关问答FAQs

Q1: 为什么有时捕获不到某些异常？

A: 主要有三种可能：① 异常发生在另一个线程（主线程无法捕获子线程异常）；② 使用了错误的异常类型（如实际抛出的是SQLException却捕获IOException）；③ 异常已被上层调用者捕获，解决方案：检查线程归属、确认异常类型层级关系，或在方法签名中添加throws声明。

Q2: finally块真的总会执行吗？

A: 绝大多数情况下是的，但存在两种例外：① System.exit()终止JVM；② Thread.activeCount() == 0且所有非守护线程结束时，不应依赖finally执行关键业务逻辑，而应将其用于资源释放，对于必须执行的操作，建议结合@EventListener(ContextClosedEvent.class)等Spring机制实现兜
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