一、异常的基本概念
（一）异常的定义与分类
核心定义：异常是Java程序运行时出现的非正常情况（如除0、数组索引越界），会中断程序正常流程，Java通过异常类封装这些情况并提供处理机制。
继承体系：所有异常的父类是Throwable，其下分为两类：
Error类：系统级错误（如资源耗尽），程序无法恢复，无需处理。Exception类：程序级异常，可通过代码处理，是异常处理的核心。
编程案例（认识异常）：
java
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public class ExceptionDemo {
// 两数相除方法
public static int divide(int x, int y) {
return x / y; // 可能出现除0异常
}
public static void main(String[] args) {
int result = divide(4, 0); // 除数为0，触发异常
System.out.println(result); // 异常后代码无法执行
}
}
案例注意事项：
上述代码运行时会抛出ArithmeticException（算术异常），程序直接中断，后续打印语句无法执行。
异常未处理时，JVM会自动打印异常信息（类名、原因、堆栈轨迹）并终止程序。
逻辑思维培养：
养成"预判异常"思维：编写代码时思考可能出现的非正常情况（如参数为0、数组为空），提前规划处理方案。
理解"异常分层"：区分Error和Exception，聚焦Exception的处理，避免无效编码。
二、运行时异常与编译时异常
（一）两类异常的定义与区别
运行时异常（unchecked异常）：
定义：RuntimeException类及其子类（如NullPointerException、IndexOutOfBoundsException），编译时不强制处理，运行时触发。
特点：多由逻辑错误导致（如数组索引越界），可通过优化代码避免。
编译时异常（checked异常）：
定义：Exception类中非RuntimeException的子类（如IOException），编译时必须处理（捕获或声明抛出），否则无法通过编译。
编程案例（运行时异常）：
java
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public class RuntimeExceptionDemo {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[5];
System.out.println(arr[6]); // 数组索引越界异常（运行时异常）
}
}
案例注意事项：
上述代码编译时无报错，但运行时抛出ArrayIndexOutOfBoundsException，属于运行时异常。
编译时异常（如文件操作相关的IOException）必须显式处理，否则编译器直接报错。
逻辑思维培养：
区分"可避免异常"与"必须处理异常"：运行时异常通过规范逻辑（如先判断索引范围）避免，编译时异常需提前规划处理流程。
养成"先校验后执行"习惯：访问数组前判断索引范围，调用方法前校验参数合法性，减少运行时异常。
三、异常处理语法
（一）try...catch语句
核心作用：捕获并处理异常，使程序在异常后仍能继续执行。
语法格式：
java
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try {
// 可能触发异常的代码
} catch (异常类型 e) {
// 异常处理逻辑
}
编程案例：
java
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public class TryCatchDemo {
public static int divide(int x, int y) {
return x / y;
}
public static void main(String[] args) {
try {
int result = divide(4, 0); // 可能触发异常的代码
System.out.println(result); // 异常后此句不执行
} catch (ArithmeticException e) {
// 处理异常：打印异常信息
System.out.println("异常原因：" + e.getMessage());
}
System.out.println("程序继续执行..."); // 异常处理后正常执行
}
}
案例注意事项：
try块中异常发生后，后续代码立即终止，直接进入匹配的catch块。多个catch块捕获不同异常时，子类异常需放在父类异常前面（如ArithmeticException在前，Exception在后）。
逻辑思维培养：
养成"精准捕获"思维：明确try块可能触发的异常类型，避免直接捕获Exception（不利于定位问题）。
设计"异常处理逻辑"：根据场景选择处理方式（如打印日志、返回默认值、提示用户），而非仅打印异常信息。
（二）finally语句
核心作用：无论是否发生异常，finally块中的代码都会执行，常用于释放资源（如关闭文件、数据库连接）。
语法格式：
java
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try {
// 可能触发异常的代码
} catch (异常类型 e) {
// 异常处理逻辑
} finally {
// 必须执行的代码（如资源释放）
}
编程案例：
java
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public class FinallyDemo {
public static int divide(int x, int y) {
return x / y;
}
public static void main(String[] args) {
try {
int result = divide(4, 0);
System.out.println(result);
} catch (ArithmeticException e) {
System.out.println("异常原因：" + e.getMessage());
return; // 提前结束方法
} finally {
System.out.println("finally块执行：释放资源"); // 仍会执行
}
}
}
案例注意事项：
即使catch块中有return、break等语句，finally块依然执行（除非调用System.exit(0)终止JVM）。
finally块中避免使用return，否则会覆盖try或catch块的返回值。
逻辑思维培养：
建立"资源闭环"思维：打开的资源（文件、网络连接）必须在finally中释放，避免资源泄露。
区分"必须执行"与"可选执行"：将清理工作放入finally，核心业务逻辑放入try，异常处理放入catch，结构清晰。
四、抛出异常
（一）throws关键字
核心作用：声明方法可能抛出的异常，将异常处理责任交给调用者（调用者需捕获或继续声明）。
语法格式：修饰符 返回值类型 方法名(参数) throws 异常类1, 异常类2... { 方法体 }
编程案例：
java
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public class ThrowsDemo {
// 声明方法可能抛出ArithmeticException
public static int divide(int x, int y) throws ArithmeticException {
return x / y;
}
public static void main(String[] args) {
try {
int result = divide(4, 0); // 调用声明异常的方法，必须处理
System.out.println(result);
} catch (ArithmeticException e) {
System.out.println("处理异常：" + e.getMessage());
}
}
}
案例注意事项：
方法声明的异常需是实际可能抛出的异常，避免冗余声明。
调用声明编译时异常的方法，必须通过try...catch捕获或throws继续声明，否则编译报错。
逻辑思维培养：
养成"责任传递"思维：方法内部无法处理的异常，通过throws交给调用者，明确异常处理边界。
避免"盲目声明"：仅声明方法确实可能抛出的异常，减少调用者的处理负担。
（二）throw关键字
核心作用：在方法体内主动抛出异常实例，常用于触发自定义业务异常（如参数非法）。
语法格式：throw new 异常类(异常信息);
编程案例：
java
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public class ThrowDemo {
// 校验年龄合法性，非法则主动抛出异常
public static void printAge(int age) throws Exception {
if (age <= 0 || age > 120) {
// 主动抛出异常，携带自定义信息
throw new Exception("年龄非法：" + age + "，必须在1-120之间");
}
System.out.println("年龄：" + age);
}
public static void main(String[] args) {
try {
printAge(-5); // 触发主动抛出的异常
} catch (Exception e) {
System.out.println("捕获异常：" + e.getMessage());
}
}
}
案例注意事项：
throw抛出编译时异常时，方法需通过throws声明该异常；抛出运行时异常则无需声明。throw语句后需立即终止代码（如return），否则后续代码无法执行。
逻辑思维培养：
建立"主动校验"思维：业务逻辑中主动校验参数、状态合法性，通过throw提前触发异常，避免后续错误。
设计"异常信息"：抛出异常时携带明确信息（如"年龄非法：-5"），便于定位问题。
五、自定义异常
（一）自定义异常的定义与使用
核心定义：Java提供的异常类无法满足业务需求时，自定义异常类（需继承Exception或其子类）。
实现步骤：
继承Exception类（编译时异常）或RuntimeException类（运行时异常）。
提供无参和带异常信息的构造方法，调用父类构造。
编程案例：
java
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// 自定义异常类：除数为负数异常（编译时异常）
class DivideByMinusException extends Exception {
// 无参构造
public DivideByMinusException() {
super();
}
// 带异常信息的构造
public DivideByMinusException(String message) {
super(message);
}
}
public class CustomExceptionDemo {
// 两数相除，除数为负数则抛出自定义异常
public static int divide(int x, int y) throws DivideByMinusException {
if (y < 0) {
throw new DivideByMinusException("除数为负数：" + y);
}
return x / y;
}
public static void main(String[] args) {
try {
int result = divide(4, -2);
System.out.println(result);
} catch (DivideByMinusException e) {
System.out.println("处理自定义异常：" + e.getMessage());
}
}
}
案例注意事项：
自定义编译时异常（继承Exception）需显式处理（捕获或声明）；自定义运行时异常（继承RuntimeException）则无需。
自定义异常类名需见名知义（如DivideByMinusException），便于理解异常含义。
逻辑思维培养：
养成"业务异常抽象"思维：将特定业务场景的异常（如"余额不足""参数非法"）抽象为自定义异常，使代码更具可读性。
区分"通用异常"与"业务异常"：通用异常（如除0）使用Java自带类，业务特有异常（如除数为负）使用自定义类，边界清晰。