一、前言
记录时间 [2024-05-22]
前置文章：
Java 异常相关：异常体系结构，异常与错误的区别等
本文讲述 Java 异常相关知识，对异常处理机制进行补充，以及自定义异常的方式。
文章对异常知识的描述显然是笼统而简洁的，对于异常的学习，更应注重平时的积累和整理。
二、异常处理机制
Java 通过 try-catch-finally 语句块来捕获和处理异常。5 个处理机制关键字如下：
- try - 用于包围可能会抛出异常的代码块。
- catch - 紧跟在
try块之后，用于捕获并处理特定类型的异常。 - finally - 无论是否发生异常，都会执行的代码块，通常用于释放资源等善后工作。
- throw - 用于在代码中手动抛出一个异常实例。
- throws - 用于声明方法可能抛出的异常类型，将异常处理的责任转移给方法的调用者。
1. try-catch-finally
语法
// try 和 catch 是必须的，finally 可以不要
// 可以在 finally 中关闭一些 IO、资源
try {
// try 监控区域
} catch (ArithmeticException e) {
// catch 捕获异常
} finally {
// 处理善后工作
}
简单示例
以下是一个使用 try-catch-finally 语句处理异常的简单示例。
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
int b = 0;
// try 和 catch 是必须的，finally 可以不要
// 可以在 finally 中关闭一些 IO、资源
try { // try 监控区域
System.out.println(a/b);
} catch (ArithmeticException e) { // catch 捕获异常
System.out.println("程序出现异常，变量 b 不能为 0");
} finally { // 处理善后工作
System.out.println("finally");
}
}
使用 try-catch-finally 语句捕获一个被除数为 0 的异常：
- 把需要监控的代码放在
try区域； - 经由
catch捕获异常后，我们可以做一些处理，比如输出问题； - 其中，
catch中的参数是想要捕获的异常类型，如ArithmeticException； - 最后，在
finally中完成善后工作，无论异常是否被捕获，finally最终都会执行。
错误 Error 也可以被捕获。
如果想要捕获多种异常，可以写多个 catch 语句块。
例如：
// 快捷键 Ctrl + Alt + T，快速生成代码块
try { // try 监控区域
System.out.println(a/b);
} catch (ArithmeticException e) { // catch 捕获异常
System.out.println("程序出现异常，变量 b 不能为 0");
} catch (Exception e) {
System.out.println("Exception");
} catch (Throwable t) {
System.out.println("Throwable");
} finally { // 处理善后工作
System.out.println("finally");
}
需要注意的是，catch 语句块自上而下层层递进，范围大的异常或错误捕获需要写在下面。
2. throw
在 Java 中，throw 关键字用于手动抛出一个异常。当需要在代码中表示某种异常情况发生时，就可以使用 throw 来创建并抛出一个异常对象。
这通常用于自定义异常处理逻辑，或者在方法内部检测到不符合条件的情况时主动抛出异常。
通过这种方式，可以根据程序的逻辑主动控制异常的抛出，使得异常处理更加灵活和精确。
语法
throw new ExceptionType("异常信息");
其中，ExceptionType 是用户希望抛出的异常类型，可以是具体的异常类名，如 IllegalArgumentException、NullPointerException 等，也可以是自定义的异常类。
紧跟在后面的字符串是可选的，用于提供异常的具体描述信息。
简单示例
假设我们有一个方法，该方法接收一个年龄参数，如果年龄小于 0，我们希望抛出一个 IllegalArgumentException 来表示非法参数。
public class ThrowExample {
public static void main(String[] args) {
try {
checkAge(-1); // 这将抛出异常
} catch (IllegalArgumentException e) {
System.out.println(e.getMessage()); // 打印异常信息
}
}
// 检查年龄的方法
public static void checkAge(int age) throws IllegalArgumentException {
if (age < 0) {
throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负数");
} else {
System.out.println("年龄合法");
}
}
}
在这个例子中，checkAge 方法检查传入的年龄是否为负数。如果是，就通过 throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负数") 抛出一个带有详细信息的 IllegalArgumentException。
在 main 方法中，我们通过 try-catch 块捕获这个异常，并打印出异常信息。
3. throws
在 Java 中，throws 关键字用于声明方法可能抛出的异常类型，它告诉调用者这个方法执行时可能会遇到的问题，从而提醒调用者做出相应的异常处理。
使用 throws 关键字可以将异常处理的责任上交给方法的调用者。
通过 throws 声明异常，可以使代码更加清晰地表明哪些异常需要调用者关注并处理，有助于提高程序的可读性和健壮性。
语法
在方法签名后使用 throws 关键字，后面跟着可能抛出的一个或多个异常类型，用逗号分隔。
public returnType methodName() throws ExceptionType1, ExceptionType2 {
// 方法体
}
简单示例
考虑一个读取文件并返回其内容的函数，这个操作可能会抛出 IOException。
我们可以使用 throws 来声明这个方法可能抛出的异常：
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
public class ThrowsExample {
public static void main(String[] args) {
try {
String content = readFileContent("example.txt");
System.out.println(content);
} catch (IOException e) {
System.out.println("读取文件时发生错误：" + e.getMessage());
}
}
// 声明可能抛出 IOException 的方法
public static String readFileContent(String filePath) throws IOException {
BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(filePath));
StringBuilder content = new StringBuilder();
String line;
while ((line = reader.readLine()) != null) {
content.append(line).append("\n");
}
reader.close();
return content.toString();
}
}
在这个例子中，readFileContent 方法可能抛出 IOException，因为它涉及到文件读取操作。
因此，我们在方法签名中使用 throws IOException 来声明这一可能性。
在 main 方法中调用 readFileContent 时，我们通过 try-catch 块来捕获并处理这个可能发生的异常。
三、自定义异常
使用 Java 内置的异常类可以描述在编程时出现的大部分异常情况。但是，在 Java 中，可能需要根据特定的业务逻辑或应用需求定义自己的异常类，这就是自定义异常。
自定义异常通常继承自 Exception 类或其子类（对于运行时异常，则继承自 RuntimeException）。
自定义异常增强了程序的清晰度和可维护性，使得异常处理更贴近应用程序的具体逻辑。
下面是如何创建和使用自定义异常的简单步骤和示例。
1. 步骤
在程序中使用自定义异常类，大体可分为以下几个步骤：
- 定义异常类 - 新建一个类，继承自
Exception或其子类（如IOException、RuntimeException等），根据异常的性质选择合适的基类。 - 构造方法 - 至少定义一个构造方法，通常接受一个字符串参数（异常消息），并调用超类的构造方法传递这个消息。
- 捕获并处理异常
- 在需要抛出自定义异常的地方，使用
throw new YourException("异常信息")来抛出异常； - 如果在当前抛出异常的方法中处理异常，可以使用
try-catch语句捕获并处理； - 否则在方法的声明处通过
throws关键字指明要抛出给方法调用者的异常。
- 在需要抛出自定义异常的地方，使用
2. 示例
假设我们要为一个学生管理系统定义一个特定的异常，当尝试注册一个已经存在的学生 ID 时抛出。
我们可以创建一个 StudentAlreadyExistsException，让这个类继承 Exception 为父类，它就变成了一个自定义异常类，处理特定的异常。
// 自定义异常类
public class StudentAlreadyExistsException extends Exception {
public StudentAlreadyExistsException(String message) {
// 调用Exception的构造方法传递异常信息
super(message);
}
}
然后，我们在其他方法中，使用这个自定义异常类处理一些特定的异常。
// 使用自定义异常的类
public class StudentManager {
private List<Student> students = new ArrayList<>();
public void registerStudent(Student student) throws StudentAlreadyExistsException {
for (Student s : students) {
if (s.getId().equals(student.getId())) {
// 主动抛出异常给上述自定义异常类
throw new StudentAlreadyExistsException("学生 ID 已存在，无法注册。");
}
}
students.add(student);
System.out.println("学生注册成功。");
}
public static void main(String[] args) {
StudentManager manager = new StudentManager();
Student student = new Student("S001", "张三");
try {
manager.registerStudent(student);
manager.registerStudent(student); // 尝试再次注册相同的 ID
} catch (StudentAlreadyExistsException e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
}
}
在这个示例中：
- 我们首先定义了一个
StudentAlreadyExistsException类，它继承自Exception。 - 然后，在
StudentManager类的registerStudent方法中，当我们检测到尝试注册的学生ID已存在时，就抛出这个自定义异常。 - 在
main方法中，我们通过try-catch块捕获并处理这个异常。
四、总结
本文讲述 Java 异常相关知识，对异常处理机制进行补充，以及自定义异常的方式。
- 处理运行时异常时，在逻辑上合理规避，同时使用
try-catch辅助处理； - 在多重
catch块后面，可以加一个catch (Exception e)来处理可能会被遗漏的异常； - 对于不确定的代码，也可以加上
try-catch，处理潜在的异常； - 尽量去处理异常，切忌只是简单地调用
printStackTrace()去打印输出； - 具体如何处理异常，要根据不同的业务需求和异常类型去决定；
- 尽量添加
finally语句块去释放占用的资源。
一些参考资料
狂神说 Java 零基础：https://www.bilibili.com/video/BV12J41137hu/
TIOBE 编程语言走势： https://www.tiobe.com/tiobe-index/
Typora 官网：https://www.typoraio.cn/
Oracle 官网：https://www.oracle.com/
Notepad++ 下载地址：https://notepad-plus.en.softonic.com/
IDEA 官网：https://www.jetbrains.com.cn/idea/
Java 开发手册：https://developer.aliyun.com/ebook/394
Java 8 帮助文档：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/