异常 | 𝓢𝓽𝓮𝓵𝓵𝓪𝓻

1. 异常概述 #

异常是程序执行过程中出现的意外事件，会中断程序的正常流程。Java使用异常处理机制来处理运行时错误，使得程序更加健壮。

2. 异常层次结构 #

Java的所有异常都是java.lang.Throwable类的子类，主要分为两大类：

Error：表示严重的问题，通常是不可恢复的系统级错误。
Exception：表示可以被程序处理的异常情况。

        Throwable
         /     \
      Error   Exception
                 \
            RuntimeException

3. 检查型异常vs非检查型异常 #

3.1 检查型异常（Checked Exceptions） #

除了RuntimeException及其子类之外的所有异常。
必须在代码中显式处理或声明抛出。
例如：IOException, SQLException

3.2 非检查型异常（Unchecked Exceptions） #

RuntimeException及其子类。
不需要在代码中显式处理。
例如：NullPointerException, ArrayIndexOutOfBoundsException

4. 异常处理 #

4.1 try-catch 块 #

try {
    // 可能抛出异常的代码
} catch (ExceptionType1 e1) {
    // 处理 ExceptionType1
} catch (ExceptionType2 e2) {
    // 处理 ExceptionType2
} finally {
    // 无论是否发生异常都会执行的代码
}

4.2 多重捕获 #

Java 7引入的特性，允许在一个catch块中捕获多个异常：

try {
    // 可能抛出异常的代码
} catch (IOException | SQLException e) {
    // 处理 IOException 或 SQLException
}

4.3 try-with-resources #

Java 7引入的特性，用于自动关闭实现了AutoCloseable接口的资源：

try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(path))) {
    // 使用 br
} catch (IOException e) {
    // 处理异常
}

5. 抛出异常 #

使用throw关键字抛出异常：

if (condition) {
    throw new IllegalArgumentException("Invalid argument");
}

6. 声明异常 #

使用throws关键字在方法签名中声明可能抛出的检查型异常：

public void readFile(String path) throws IOException {
    // 方法实现
}

7. 自定义异常 #

创建自定义异常类：

public class CustomException extends Exception {
    public CustomException(String message) {
        super(message);
    }
}

8. 异常链 #

在捕获一个异常后抛出另一个异常，同时保留原始异常信息：

try {
    // 可能抛出异常的代码
} catch (OriginalException e) {
    throw new WrapperException("A problem occurred", e);
}

9. 最佳实践 #

只在异常情况下使用异常。
捕获具体的异常，而不是笼统地捕获Exception。
不要捕获Throwable或Error。
在finally块中清理资源，或使用try-with-resources。
记录异常信息，有助于调试。
适当地封装异常，不要暴露敏感信息。

10. 常见异常类型 #

NullPointerException: 尝试使用null对象
ArrayIndexOutOfBoundsException: 数组索引越界
IllegalArgumentException: 方法接收到不合法的参数
IOException: 输入/输出操作失败
SQLException: 数据库访问错误

理解和正确使用Java异常处理机制可以显著提高程序的健壮性和可维护性。通过合理的异常处理，我们可以优雅地处理错误情况，提供有意义的错误消息，并确保程序能够从错误中恢复或优雅地退出。

11. 自定义异常的类型 #

11.1 检查型异常 vs 非检查型异常 #

在之前的例子中：

public class CustomException extends Exception {
    public CustomException(String message) {
        super(message);
    }
}

这个CustomException是一个检查型异常。这是因为它直接继承自Exception类，而不是RuntimeException类。

11.2 自定义检查型异常 #

继承自Exception类或其任何子类（除了RuntimeException及其子类）
必须被显式捕获或在方法签名中声明抛出
用于表示程序可以合理地预期和恢复的异常情况

例如：

public class CustomCheckedException extends Exception {
    public CustomCheckedException(String message) {
        super(message);
    }
}

11.3 自定义非检查型异常 #

继承自RuntimeException类或其子类
不需要显式捕获或声明
通常用于表示编程错误或不可恢复的状态

例如：

public class CustomUncheckedException extends RuntimeException {
    public CustomUncheckedException(String message) {
        super(message);
    }
}

11.4 选择建议 #

使用检查型异常：
- 当你希望强制调用者处理异常情况
- 当异常是可以预期和恢复的
- 例如：文件操作、网络连接问题
使用非检查型异常：
- 当异常表示编程错误（如空指针、非法参数）
- 当异常是不可恢复的
- 当你不希望强制每个调用者都处理这个异常

11.5 示例 #

检查型异常示例：

public void readImportantFile() throws CustomCheckedException {
    if (!fileExists()) {
        throw new CustomCheckedException("Important file does not exist");
    }
    // 读取文件的代码
}

// 使用时必须处理或声明抛出
try {
    readImportantFile();
} catch (CustomCheckedException e) {
    // 处理异常
}

非检查型异常示例：

public void processData(String data) {
    if (data == null) {
        throw new CustomUncheckedException("Data cannot be null");
    }
    // 处理数据的代码
}

// 使用时不强制处理
processData(someData);