【Java的学习之路】异常用不好，代码好不了

什么是异常？

异常（Exception）是在程序执行期间发生的问题或错误的信号。它表示程序运行过程中出现了一些不正常的情况，可能导致程序无法正常继续执行。

异常可以分为两类：Checked Exception（编译时异常）和 Unchecked Exception（运行时异常）。

Checked Exception（编译时异常）： 这类异常在代码编译阶段就会被检测到，程序员必须在代码中进行显式的处理或声明。通常是一些不可控的外部因素导致的异常，比如文件不存在、网络连接中断、数据库访问失败等。在Java中，所有继承自 Exception 类，但不继承自 RuntimeException 的异常都属于 Checked Exception。
Unchecked Exception（运行时异常）： 这类异常通常是由程序执行时的错误或逻辑错误导致的，是一种在运行时才能被检测到的异常。与 Checked Exception 不同，程序员在代码中不是强制性地要求处理或声明这类异常。在Java中，所有继承自 RuntimeException 的异常都属于 Unchecked Exception。

Throwable 类概述

Throwable 类是 Java 异常体系的根类，它是所有异常（Exception）和错误（Error）的基类。

继承关系：

php 复制代码

Throwable
--| Exception      // 异常，可被处理，程序还有拯救的可能性
--| Error          // 错误，通常表示系统级别的问题，GG思密达

常用构造方法：

Throwable();：无参数构造方法，创建一个 Throwable 对象，其中存储的异常或错误信息为 null。
Throwable(String message);：带有消息参数的构造方法，创建一个 Throwable 对象，其中存储的异常或错误信息为指定的 message。

常用方法：

String getMessage();：获取 Throwable 对象中存储的异常或错误信息。
String toString();：返回当前异常或错误的简要描述。
void printStackTrace();：展示错误的前因后果，以红色字体显示在控制台上。

Error 和 Exception 的区别

Exception 表示可处理的异常情况，程序员有能力通过捕获和处理它来进行优雅的错误处理；

Error 表示不可处理的错误，通常由系统级问题引起，只能尽力避免。

如何处理异常？

1、捕获异常： 使用 try-catch 语句块捕获可能抛出异常的代码段，以便在异常发生时执行相应的处理逻辑。

csharp 复制代码

try {
    // 可能抛出异常的代码
} catch (ExceptionType e) {
    // 处理异常的代码
}

2、多重捕获： 可以使用多个 catch 块来捕获不同类型的异常，以执行不同的处理逻辑。

csharp 复制代码

try {
    // 可能抛出异常的代码
} catch (ExceptionType1 e1) {
    // 处理第一种异常的代码
} catch (ExceptionType2 e2) {
    // 处理第二种异常的代码
}

3、finally 块： finally 块中的代码总是会在 try 块执行后不论是否发生异常都会被执行，用于释放资源或执行必须完成的操作。

php 复制代码

try {
    // 可能抛出异常的代码
} catch (Exception e) {
    // 处理异常的代码
} finally {
    // 总是执行的代码块，用于清理资源等
}

4、抛出异常： 使用 throw 关键字手动抛出异常，将异常传播给上层调用者。

arduino 复制代码

if (condition) {
    throw new CustomException("Error message");
}

5、自定义异常： 可以创建自定义异常类，继承自 Exception 或其子类，以满足特定应用场景的异常需求。

scala 复制代码

public class CustomException extends Exception {
    // 构造方法等...
}

6、try-with-resources： 在 Java 7 及以上版本，可以使用 try-with-resources 语句来自动关闭实现 AutoCloseable 接口的资源，如文件、网络连接等。

java 复制代码

try (ResourceType resource = new ResourceType()) {
    // 使用资源的代码
} catch (Exception e) {
    // 处理异常的代码
}

7、throws： 是 Java 中用于在方法签名中声明可能抛出的受检查异常的关键字。当一个方法可能抛出某些异常，但不进行处理时，可以使用 throws 关键字在方法声明中指定这些异常。

java 复制代码

ReturnType methodName(ParameterList) throws ExceptionType1, ExceptionType2, ... {
    // 方法体
}

异常是如何产生的？（从堆栈层面看）

方法调用： 当一个方法被调用时，Java 虚拟机（JVM）会在调用栈中为该方法创建一个新的帧（frame）。每个帧包含了该方法的局部变量、操作数栈和方法返回地址等信息。
异常抛出： 在方法执行过程中，如果发生了异常情况（比如除零错误、空指针引用等），该异常将被封装成一个异常对象，并在当前方法中抛出。
异常传播： 抛出的异常会沿着调用栈向上传播，寻找能够处理这个异常的代码块。如果在当前方法中没有合适的异常处理机制，异常会沿着调用栈向上一层一层传递，直到找到合适的异常处理代码。
异常处理： 当异常到达调用栈的某一层，并且找到了能够处理该异常的代码块（比如使用 try-catch 块），异常将在这一层被捕获，并且执行相应的处理代码。
调用栈展开： 异常处理完成后，程序将从异常发生的地方继续执行，调用栈将会逐层展开，回到异常发生的地方之后的代码继续执行。

为什么不使用"大"异常（Exception）

你是否一直以来都有一个疑问，既然Exception能包括一切异常为什么不直接使用Exception呢？事实证明，在日常开发中我经常遇事不决就Exception,但是这种方式是错误的（反面教材哈）。

失去精确性： Exception 是所有异常类的父类，声明 throws Exception 无法准确指定方法可能抛出的具体异常类型，丧失了异常信息的精确性。
不利于调试： 使用 throws Exception 可能会隐藏真正的问题，不清晰地指明方法可能发生的异常类型，使得调试过程变得困难。
不符合规范： Java 编码规范推荐明确指定方法可能抛出的异常类型，以提高代码的清晰性和可读性。
不方便处理： 调用者在处理异常时，更希望知道具体的异常类型，以便根据不同的异常情况采取不同的处理策略。使用 throws Exception 使得异常处理变得笼统和不灵活。

日常开发中常见的异常有哪些？

编译时异常（Checked Exceptions）:

这些异常在编写代码时必须进行处理，要么使用 try-catch 块捕获，要么在方法签名中使用 throws 关键字声明。如果不处理，编译器会报错。

IOException - 输入输出异常

ini 复制代码

try {
    FileReader fileReader = new FileReader("nonexistentfile.txt");
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

SQLException - SQL异常

ini 复制代码

try {
    Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/db", "user", "password");
    Statement statement = connection.createStatement();
    ResultSet resultSet = statement.executeQuery("SELECT * FROM nonexistingtable");
} catch (SQLException e) {
    e.printStackTrace();
}

ClassNotFoundException - 类未找到异常

ini 复制代码

try {
    Class<?> clazz = Class.forName("com.example.NonExistingClass");
} catch (ClassNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}

运行时异常（Unchecked/Runtime Exceptions）:

这些异常在编写代码时不强制要求进行处理，可以不使用 try-catch 或者 throws 进行异常处理。这些异常通常由于编程错误引起，而不是外部因素。

NullPointerException - 空指针异常

ini 复制代码

String str = null;
int length = str.length(); // 这里会抛出 NullPointerException

ArrayIndexOutOfBoundsException - 数组越界异常

ini 复制代码

int[] arr = {1, 2, 3};
int value = arr[5]; // 这里会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException

IndexOutOfBoundsException - 索引越界异常

ini 复制代码

List<String> list = new ArrayList<>();
String value = list.get(10); // 这里会抛出 IndexOutOfBoundsException

ArithmeticException - 算术异常

ini 复制代码

int result = 10 / 0; // 这里会抛出 ArithmeticException

NumberFormatException - 数字格式异常

ini 复制代码

String str = "abc";
int value = Integer.parseInt(str); // 这里会抛出 NumberFormatException

ClassCastException - 类型转换异常

ini 复制代码

Object obj = "Hello";
Integer num = (Integer) obj; // 这里会抛出 ClassCastException

ConcurrentModificationException - 并发修改异常

ini 复制代码

List<String> list = new ArrayList<>();
Iterator<String> iterator = list.iterator();
list.add("New Element"); // 这里会抛出 ConcurrentModificationException

NoSuchElementException - 无此元素异常

ini 复制代码

List<String> list = new ArrayList<>();
Iterator<String> iterator = list.iterator();
String value = iterator.next(); // 这里会抛出 NoSuchElementException

总结

一定要多思考，如果人永远待在舒适圈的话，人永远不会成长。共勉

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