[认识异常和错误]java

一.认识异常（Exception），故障(Fault)和错误(error)

java中，一切皆对象。异常和错误也是对象！

1.1、 异常（Exception）（Java 核心概念）

定义

程序运行期间预料之内的不正常情况 ，通常由程序逻辑、输入数据、外部依赖（如文件不存在、网络超时）等问题引发，可以被开发者捕获并处理，从而让程序继续执行而非直接崩溃。

Java 中Exception是Throwable的子类，分为受检异常（Checked Exception） 和非受检异常（Unchecked Exception/RuntimeException）。

1. 受检异常 （编译期强制检查）：必须显式捕获或声明抛出，如IOException、SQLException

   java

   运行

   // 示例：文件读取的受检异常
   import java.io.FileReader;
   public class ExceptionDemo {
       public static void main(String[] args) {
           try {
               FileReader fr=new FileReader("test.txt"); // 可能抛出FileNotFoundException
           } catch (Exception e) {
               e.printStackTrace(); // 捕获并处理，程序不会崩溃
           }
       }
   }

2. 非受检异常 （运行期抛出）：通常是代码逻辑错误，如NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException，无需强制声明

   java

   运行

   // 空指针异常（非受检）
   public class RuntimeExDemo {
       public static void main(String[] args) {
           String s=null;
           System.out.println(s.length()); // 运行时抛出NPE
       }
   }

核心特征

• 发生在应用层，由代码或外部输入导致
• 可控、可恢复 ：通过try-catch-finally捕获处理
• 不影响 JVM 本身的运行，仅影响当前线程

1.2、 错误（Error）（Java 核心概念，系统级）

定义

程序运行期间预料之外的、严重的系统级问题 ，通常由 JVM 或底层系统资源耗尽引发，开发者几乎无法捕获并处理，一旦发生，JVM 通常会终止线程甚至整个程序。

Java 中Error是Throwable的子类，典型例子：OutOfMemoryError（内存溢出）、StackOverflowError（栈溢出）、NoClassDefFoundError（类定义找不到）。

java

运行

// 示例：栈溢出错误
public class ErrorDemo {
    public static void recursion() {
        recursion(); // 无限递归，耗尽栈空间
    }
    public static void main(String[] args) {
        try {
            recursion();
        } catch (StackOverflowError e) { // 理论可捕获，但无法恢复
            e.printStackTrace();
            // 此时JVM线程已损坏，无法正常执行后续逻辑
        }
    }
}

核心特征

• 发生在JVM / 系统层，由底层资源或系统错误导致
• 不可控、不可恢复：即使捕获，也无法修复底层问题
• 通常导致当前线程终止，严重时会让 JVM 崩溃

1.3、 故障（Fault）（通用工程 / 运维概念，非 Java 语法）

定义

系统组件或硬件的永久性 / 临时性缺陷 ，是导致错误或异常的根本原因，多用于分布式系统、运维领域。例如：服务器宕机、网络链路中断、数据库主从同步失败、磁盘坏道等。

故障本身不是代码层面的概念，而是基础设施层面的问题，会间接引发程序的异常或错误。

• 示例 1：数据库服务器故障（宕机）→ 程序抛出SQLException（异常）
• 示例 2：磁盘故障（坏道）→ JVM 读取类文件失败，抛出NoClassDefFoundError（错误）

核心特征

• 发生在基础设施 / 硬件 / 第三方服务层
• 通常是外部问题，程序本身无法直接修复
• 影响范围大，可能导致多个服务 / 线程异常

1.4、 核心对比表格

维度	异常（Exception）	错误（Error）	故障（Fault）
归属	Java 语法，应用层	Java 语法，JVM / 系统层	工程概念，基础设施层
引发原因	逻辑错误、输入异常、外部依赖异常	JVM 资源耗尽、系统错误	硬件损坏、服务宕机、网络中断
可控性	可捕获、可处理、可恢复	几乎不可控、不可恢复	需运维干预修复（如重启服务、更换硬件）
影响范围	单个线程 / 方法	单个线程 / JVM	多个服务 / 整个系统
典型例子	IOException、NullPointerException	OutOfMemoryError、StackOverflowError	服务器宕机、磁盘坏道、网络分区

1.5、 补充说明与区分技巧

1. 异常 vs 错误（Java 中）：看Throwable的子类，Exception是应用级问题，Error是 JVM 级问题

   java

   运行

   // Java中Throwable的继承结构
   Throwable
   ├─ Exception（受检/非受检）
   └─ Error（系统级错误）

2. 故障 vs 异常 / 错误：故障是根因 ，异常 / 错误是故障的结果 。例如：网络故障 → 程序抛出SocketException（异常）

3. 处理建议

   • 异常：必须用try-catch处理受检异常，非受检异常通过代码规范避免（如判空、边界检查）
   • 错误：无需主动捕获，通过监控告警（如内存监控、栈监控）提前预防
   • 故障：通过熔断、降级、重试等架构设计（如 Sentinel、Resilience4j）降低影响

二.Exception

2.1分类

编译时异常：

又叫受检异常。这个系列的异常，只要可能发生，编译器都会报错，提示你必须做出处理的操作。否则编译不通过，比如:IOException

运行时异常：

又叫非受检异常。这个系列的异常，无论是不是真的会发生，编译器都会视而不见，不会给出任何提示，只有在程序运行时才会暴露问题。例如：ArrayIndexOutOfBoundsException,NullPointException(用null对象来.方法)，ClassCastException(类型转换异常),ArithmeticException(算术异常)，InputMismatchException(输入不匹配异常)

三.异常处理

3.1语法格式

3.2try-catch结构

3.3求两数之商的异常处理

import org.junit.jupiter.api.Test;

import java.util.Scanner;

public class TestDivide {
    /*
    nextInt报错后，不会读入这个数据对吧，然后这个数据放在栈的缓冲区，需要我们nextLine读取掉但是不接受对吗？然后下次循
    环就把它清出缓冲区对吗

    *  你的理解与实际情况对照
        你的理解： nextInt 报错后，不会读入这个数据对吧？
      实际情况： 完全正确 。
        当 nextInt() 发现输入流里的下一个标记（token）不是整数时，它会直接抛出异常并停止工作，它不会把这个错误的数据取走。
        你的理解： 然后这个数据放在栈的缓冲区...
      实际情况： 这个数据是放在 Scanner 的输入缓冲区（Buffer） 中，或者更准确地说，是留在 System.in 的流中。
        纠正点：这里通常不叫“栈的缓冲区”。在计算机中，“栈”通常指方法调用栈。这里的存储区域更准确的叫法是 缓冲区（Buffer） 或 输入流（InputStream）27。
        你的理解： 需要我们 nextLine 读取掉但是不接受对吗？
      实际情况： 完全正确 。
        我们调用 sc.nextLine() 的目的就是为了消耗（consume）掉这个残留在缓冲区里的错误数据。我们不需要把这个读取的值赋给任何变量（或者说，即使赋值了我们也不处理），目的仅仅是把它从缓冲区里“清空”13。
        你的理解： 然后下次循环就把它清出缓冲区对吗？
      实际情况： 逻辑正确。
        执行完 nextLine() 后，缓冲区就被清空了。当 catch 块执行完毕，while 循环开始下一次迭代时，nextInt() 就会发现缓冲区是空的，从而停下来等待用户输入新的数据，而不是卡在旧的错误数据上26。
    * */
    @Test
    public void testDivide() {
        int a ,b;
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            try {
                System.out.println("请输入第一个个数字a：");
                a = sc.nextInt();
                break;
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();//打印异常的详细信息，包装异常的堆栈跟踪信息，类型，异常的message等。
                sc.nextLine();//这句代码是把当前输入的数据整行全部读取掉，但不接收，只是把数据丢弃。
            }
        }
        while (true) {
            try {
                System.out.println("请输入第二个数字b：");
                b = sc.nextInt();
                if(b != 0)
                    break;
                else
                    System.out.println("除数不能为0！");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                sc.nextLine();
            }
        }
        double c = (double)a / b;
        System.out.println("a / b = " + c);
        sc.close();
    }
}