【Java核心基础知识】08 - Java异常分类及处理

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一、异常处理机制

当一个方法遇到错误或无法完成任务时，它会抛出一个异常。这个异常可以是检查型异常（例如在尝试读取一个不存在的文件时），也可以是非检查型异常（例如空指针异常）。

当一个异常被抛出时，当前方法的执行会立即停止，控制权会传递给最近的、能够处理该异常的代码块。这个代码块可能是在当前方法外部的代码，也可能是同一个方法中的另一个try-catch块。

另外，调用这个方法的其他代码也无法继续执行，异常处理机制会将代码执行交给异常处理器。

使用异常处理机制可以使程序更加健壮，能够处理并适当地响应在运行过程中可能出现的各种错误情况。良好的异常处理可以使程序更易于理解和维护，同时还可以提供更详细的错误信息，有助于调试和解决问题。

二、异常分类

异常分类

Throwable是Java语言中所有错误或异常的超类。其子类为：Error和Exception。

2.1 Error

是指Java运行时系统内部错误和资源耗尽错误。应用程序不会抛出该对象。如果出现了这样的错误，除了告知用户，剩下的就是尽力使程序安全的终止。

2.2 Exception

异常有两个分支，一个是运行时异常RuntimeException，一个是检查异常CheckedException。

2.2.1 RuntimeException

代表了一组在运行时可能会出现的异常情况。RuntimeException类本身是所有运行时异常的基类，其子类代表了各种具体的运行时异常情况。例如空指针访问、数组越界等。这些错误通常是由于程序员的疏忽或错误导致的，而不是由于外部环境或不可预知的情况引起的。因此，Java编译器不会强制程序员显式地处理这些异常，而是在运行时抛出异常，由程序员自行处理。当一个RuntimeException被抛出时，当前方法的执行会立即停止，控制权会传递给最近的、能够处理该异常的代码块。如果没有找到匹配的异常处理代码块，程序会终止。因此，在编写Java代码时，程序员应该尽可能地避免出现RuntimeException，以确保程序的稳定性和健壮性。

常见的RuntimeException及其含义：

• NullPointerException：当一个应用程序试图在需要对象的地方使用null时抛出。例如，调用一个空对象的实例变量或方法。
• IndexOutOfBoundsException：当索引超出范围时抛出，例如访问数组或字符串时。
• ArithmeticException：当出现异常的算术条件时抛出，例如除以零或浮点溢出。
• IllegalArgumentException：当向方法传递了一个不合法或不正确的参数时抛出。
• IllegalStateException：当方法处于非法或不合适的状态时抛出，例如关闭了一个已经关闭的流。

2.2.2 CheckedException

一般是外部错误，这种异常都发生在编译阶段，Java 编译器会强制程序去捕获此类异常，即会出现要求你把这段可能出现异常的程序进行 try catch，该类异常一般包括几个方面：

1. 试图在文件尾部读取数据
2. 试图打开一个错误格式的 URL
3. 试图根据给定的字符串查找 class 对象，而这个字符串表示的类并不存在

三、异常的处理方式

3.1 捕获异常（try-catch）

当在try块中发生异常时，程序的控制流立即转移到相应的catch块。

try {  
    //可能会抛出异常的代码  
    int[] arr = new int[5];  
    arr[10] = 50; //会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException  
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {  
    //处理异常  
    System.out.println("数组越界");  
} finally {  
    //无论是否发生异常，这里的代码都会执行  
    System.out.println("程序结束");  
}

3.2 抛出异常（throw）

在Java中，可以使用throw关键字抛出一个异常。这必须在一个方法中完成，并且该方法必须使用throws关键字声明它可能抛出的异常。

public void printOwing(double amount) throws Exception {  
    if (amount > 1000) {  
        throw new Exception("OWING too much");  
    } else {  
        System.out.println("amount: " + amount);  
    }  
}

3.3 声明异常（throws）

当一个方法可能会抛出一个受检查的异常时，可以使用throws关键字声明该异常。这告诉编译器该方法可能会抛出异常，调用该方法的代码需要进行适当的异常处理。

public void printOwing(double amount) throws Exception {  
    if (amount > 1000) {  
        throw new Exception("OWING too much");  
    } else {  
        System.out.println("amount: " + amount);  
    }  
}

3.4 throw和throws的区别

位置不同

1. throws 用在函数上，后面跟的是异常类，可以跟多个；而throw 用在函数内，后面跟的是异常对象。

功能不同

2. throws 用来声明异常，让调用者只知道该功能可能出现的问题，可以给出预先的处理方式；throw 抛出具体的问题对象，执行到 throw，功能就已经结束了，跳转到调用者，并将具体的问题对象抛给调用者。也就是说 throw 语句独立存在时，下面不要定义其他语句，因为执行不到。
3. throws 表示出现异常的一种可能性，并不一定会发生这些异常；throw 则是抛出了异常，执行 throw 则一定抛出了某种异常对象。
4. 两者都是消极处理异常的方式，只是抛出或者可能抛出异常，但是不会由函数去处理异常，真正的处理异常由函数的上层调用处理。