[Java基础] 异常处理机制

检查型异常（Checked Exception）是指在编译时期就需要被捕获或声明的异常。这些异常是那些通常可以通过合理的编程逻辑来预防或处理的异常。如果方法可能抛出检查型异常，而调用该方法的代码没有捕获（try-catch）这个异常，或者没有在方法签名中通过throws关键字声明这个异常，编译器将报错。

以下是一些常见的检查型异常：

IOException：处理输入输出操作时可能抛出的异常，例如读写文件或网络通信。
SQLException：处理数据库操作时可能抛出的异常，例如执行SQL语句时出错。
ClassNotFoundException：使用Class.forName()方法动态加载类时，如果找不到指定的类，则抛出此异常。
InterruptedException：当一个线程在等待、睡眠或尝试执行一个阻塞操作时，另一个线程中断了当前线程，则抛出此异常。
ParseException：解析字符串为日期、数字等时，如果字符串格式不正确，则抛出此异常（具体实现可能因类库而异，例如java.text.ParseException）。
InvocationTargetException：在使用反射调用方法时，如果底层方法抛出异常，则通过此异常包装并抛出。
NoSuchMethodException 和 IllegalAccessException：在使用反射访问方法或字段时，如果找不到指定的方法或没有访问权限，则抛出这些异常。
FileAlreadyExistsException：在创建新文件时，如果文件已经存在，则抛出此异常（具体实现可能因类库而异，例如java.nio.file.FileAlreadyExistsException）。
SocketException：处理网络套接字操作时可能抛出的异常，例如连接失败或套接字错误。
UnknownHostException：根据主机名解析IP地址时，如果无法找到主机名对应的IP地址，则抛出此异常。

非检查型异常(Unchecked Exceptions)

非检查型异常（Unchecked Exception）通常指的是RuntimeException及其子类，以及Error类及其子类。这些异常在编译时不会被强制要求处理，即可以不使用try-catch块捕获，也不需要在方法签名中通过throws关键字声明。然而，尽管编译器不强制要求处理这些异常，但在实际编程中，合理地处理这些异常仍然是非常重要的，以保证程序的健壮性和稳定性。下面会列举下常见的RuntimeException和Error 。

运行时异常(`RuntimeException`)

NullPointerException：
- 当程序尝试在需要对象实例的地方使用 null 时抛出。
- 例如：String s = null; s.length();

ArrayIndexOutOfBoundsException：
- 当数组索引超出其有效范围时抛出。
- 例如：int[] array = {1, 2, 3}; int value = array[3];
IllegalArgumentException：
- 当传递给方法的参数不合适时抛出。
- 例如：public void divide(int a, int b) { if (b == 0) throw new IllegalArgumentException("除数不能为零"); }
IllegalStateException：
- 当对象处于不适当的状态时抛出。
- 例如：在一个尚未初始化的对象上调用某些方法。
ArithmeticException：
- 当发生算术错误时抛出，如除以零。
- 例如：int result = 1 / 0;
ClassCastException：
- 当尝试将对象强制转换为不兼容的类型时抛出。
- 例如：Object obj = new String("Hello"); Integer i = (Integer) obj;
NumberFormatException：
- 当尝试将字符串转换为数字但格式不正确时抛出。
- 例如：int number = Integer.parseInt("abc");
IndexOutOfBoundsException：
- 当索引超出有效范围时抛出，类似于 ArrayIndexOutOfBoundsException，但更通用。
- 例如：List<String> list = new ArrayList<>(); list.get(0);
StringIndexOutOfBoundsException：
- 当字符串索引超出有效范围时抛出。
- 例如：String s = "hello"; char c = s.charAt(5);
NegativeArraySizeException：
- 当尝试创建具有负大小的数组时抛出。
- 例如：int[] array = new int[-1];
UnsupportedOperationException：
- 当请求的操作不支持时抛出。
- 例如：在不可修改的集合上尝试添加元素。
SecurityException：
- 当安全策略被违反时抛出。
- 例如：尝试执行受限制的操作。
ConcurrentModificationException：
- 当检测到并发修改时抛出，通常发生在迭代器遍历集合时集合被修改。
- 例如：List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("a", "b", "c")); for (String s : list) { list.remove(s); }

错误（Error）

Error 类及其子类表示严重的系统级问题，这些问题通常表示虚拟机（JVM）本身或系统资源的问题。与异常不同，错误通常是不可恢复的，因此通常不需要在代码中捕获和处理这些错误。然而，了解常见的错误类型有助于理解程序中可能出现的问题。

以下是一些常见的 Error 类及其子类：

OutOfMemoryError：
- 当Java虚拟机无法分配新的对象，因为没有足够的内存可用时抛出。
- 例如：创建一个非常大的数组或大量对象时，可能会导致此错误。
StackOverflowError：
- 当一个方法调用栈深度超过虚拟机限制时抛出。
- 通常由无限递归引起。
NoClassDefFoundError：
- 当运行时系统试图加载一个类，但在类路径中找不到该类的定义时抛出。
- 通常是因为类路径配置错误或依赖库缺失。
LinkageError：
- 表示某些链接操作失败，例如类的定义在加载时发生了不一致。
- 子类包括 IncompatibleClassChangeError、NoSuchFieldError 和 NoSuchMethodError。
IncompatibleClassChangeError：
- 当类的定义在加载时与其先前的定义不兼容时抛出。
- 例如，一个接口在加载时变成了一个类。
NoSuchFieldError：
- 当试图访问一个不存在的字段时抛出。
- 通常是因为类的结构在编译和运行时发生了变化。
NoSuchMethodError：
- 当试图调用一个不存在的方法时抛出。
- 通常是因为类的结构在编译和运行时发生了变化。
AssertionError：
- 当断言失败时抛出。
- 断言通常用于调试目的，确保某些条件在运行时为真。
ThreadDeath：
- 当线程被终止时抛出。
- 通常由 Thread.stop() 方法调用引起，但不推荐使用该方法。
UnknownError：
- 表示一个未知的错误，通常表示JVM内部的问题。
VirtualMachineError：
- 表示JVM本身出现问题。
- 子类包括 OutOfMemoryError 和 StackOverflowError。

异常处理的主要语法

try 块：用于封装可能抛出异常的代码。如果在 try 块中发生异常，则控制将转移到与之匹配的 catch 块。
catch 块：用于捕获 try 块中抛出的异常。每个 try 块可以有一个或多个 catch 块，用来指定可以捕获哪些类型的异常。
finally 块：无论是否发生异常，finally 块中的代码都会被执行。通常用于释放资源，如关闭文件或网络连接等。
throw 关键字：用于显式抛出一个异常对象。
throws 关键字：用于声明一个方法可能会抛出的异常。这可以是编译器强制要求的方法（检查型异常），也可以是可选声明的（运行时异常）。
自定义异常：可以通过继承 Exception 或其子类来创建自己的异常类型。

实战案例

下面是一个完整的Java异常处理案例，它展示了如何使用try、catch、finally、throws和throw关键字来处理异常。这个例子模拟了一个简单的文件读取操作，同时包含了一些自定义异常的处理。

示例代码

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class FileReadExample {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            readAndProcessFile("example.txt");
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.err.println("文件未找到: " + e.getMessage());
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("读取文件时发生错误: " + e.getMessage());
        } catch (CustomException e) {
            System.err.println("自定义异常: " + e.getMessage());
        }
    }

    public static void readAndProcessFile(String fileName) throws FileNotFoundException, IOException, CustomException {
        BufferedReader reader = null;
        try {
            // 尝试打开文件
            reader = new BufferedReader(new FileReader(fileName));
            String line;
            // 逐行读取文件内容
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                processLine(line);
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            // 文件未找到时的处理
            throw e; // 重新抛出异常
        } catch (IOException e) {
            // 读取文件时发生其他I/O错误
            throw e;
        } catch (CustomException e) {
            // 处理自定义异常
            throw e;
        } finally {
            // 无论是否发生异常，都会执行finally块
            if (reader != null) {
                try {
                    reader.close(); // 关闭文件流
                } catch (IOException e) {
                    System.err.println("关闭文件流时发生错误: " + e.getMessage());
                }
            }
        }
    }

    public static void processLine(String line) throws CustomException {
        // 模拟处理每一行数据
        if (line == null || line.isEmpty()) {
            throw new CustomException("空行或无效行: " + line);
        }
        System.out.println("处理行: " + line);
    }
}

//自定义异常
class CustomException extends Exception {
    public CustomException(String message) {
        super(message);
    }
}

代码解释

导入必要的类：
- BufferedReader 和 FileReader 是用于文件读取的类。
- IOException 是一个检查型异常，用于处理输入输出操作中的错误。

主方法 (main 方法)：
- 调用 readAndProcessFile 方法来读取和处理文件。
- 使用 try 块来包裹可能抛出异常的代码。
- 捕获并处理 FileNotFoundException、IOException 和 CustomException。
readAndProcessFile 方法：
- 创建一个 BufferedReader 对象，用于读取文件。
- 使用 try 块来包裹可能抛出异常的代码。
- 捕获并处理 FileNotFoundException、IOException 和 CustomException。
- 使用 throw 关键字重新抛出异常，以便在 main 方法中进一步处理。
- 使用 finally 块来确保文件流在任何情况下都被关闭。
processLine 方法：
- 模拟处理每一行数据。
- 如果行为空或无效，抛出自定义异常 CustomException。
自定义异常类 (CustomException)：
- 继承自 Exception 类。
- 提供一个构造函数来设置异常消息。

处理异常的最佳实践

尽量捕获具体的异常：避免捕获所有异常（如 catch (Exception e)），而应尽可能捕获具体的异常类型，这样可以更准确地处理特定错误。
不要忽略异常：捕获到异常后应该做适当的处理，而不是简单地忽略它。
使用 finally 块释放资源：确保无论是否发生异常，都能正确地释放资源。
记录异常信息：在捕获异常后，记录异常信息可以帮助后续的问题排查。
避免过度使用异常：异常处理机制虽然强大，但不应该用作常规流程控制结构。过度使用异常会影响程序性能。

标签：Java,处理,抛出,try,catch,机制,异常
From： https://blog.csdn.net/MCC_MCC_MCC/article/details/143024703

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