JavaSE基础-Java异常处理全解析：从ClassNotFound到IndexOutOfBounds

// 典型场景 1：JDBC 旧版驱动加载（最常见）
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");  
// 如果 mysql-connector-java.jar 没导入，编译通过，运行时报 ClassNotFoundException

// 典型场景 2：拼写错误
Class.forName("java.utl.Date");  // 应该是 java.util.Date，拼错就找不到

// 典型场景 3：动态加载插件/配置文件中的类名
String className = props.getProperty("implClass");  // 从配置读类名
Class<?> clazz = Class.forName(className);          // 类名配错了或 jar 包丢了

如何解决？

检查类名拼写 （大小写敏感，User 和 user 不同）
检查依赖包：确保需要的 jar 包已添加到项目（Maven/Gradle 依赖）
检查类路径 ：运行时 -cp 或 -classpath 参数是否包含该类
检查类加载器：如果是 Web 项目（Tomcat），可能是不同 ClassLoader 导致隔离

2. CloneNotSupportedException（克隆不支持异常）

通俗解释：你想复印一份文件（clone），但该文件贴了封条**"禁止复印"**（未实现 Cloneable 接口），复印机直接拒绝并报警。

什么时候发生？

当你调用 Object.clone() 方法，但对象的类没有实现 Cloneable 接口时。

java 复制代码

public class Person {  // 注意：没有 implements Cloneable
    String name;
}

Person p = new Person();
Person p2 = p.clone();  // ❌ 编译不报错，运行抛 CloneNotSupportedException

为什么需要 Cloneable？

Cloneable 是一个标记接口（Marker Interface），里面没有任何方法
它就像"克隆许可证"，告诉 JVM："这个类允许被克隆"
没有许可证就调用 clone()，就是非法操作

如何解决？

方式 1：实现 Cloneable 接口（标准做法）

java 复制代码

public class Person implements Cloneable {  // 办证
    String name;
    
    @Override
    public Person clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Person) super.clone();  // 现在可以合法调用了
    }
}

方式 2：改用其他拷贝方式（更推荐）

java 复制代码

// 拷贝构造器（避免 clone 的诸多坑）
public Person(Person other) {
    this.name = other.name;
}
Person p2 = new Person(p1);  // 更现代、更安全的做法

三、对比总结

|--------------------------------|-----------------------------------|----------------------------|------------------|
| 异常 | 触发动作 | 根本原因 | 解决关键 |
| ClassNotFoundException | Class.forName() / loadClass() | 外部环境：类文件缺失、拼写错误、依赖未导入 | 检查 classpath 和依赖 |
| CloneNotSupportedException | Object.clone() | 代码设计：类未实现 Cloneable 接口 | 实现接口或改用拷贝构造器 |

一句话记忆：

ClassNotFoundException = "查无此人"（你要的类不存在）
CloneNotSupportedException = "无证克隆"（类不允许被复制）

这4个都是 IOException 的子类 （编译时异常），专用于文件/网络 IO 操作出错场景。

1. EOFException（End Of File Exception）

人话：读到文件末尾了还不收手，继续读就会抛这个异常。

触发场景

java 复制代码

// 用 DataInputStream 读文件，文件只有10个字节，但你要读100个
DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("data.bin"));
while (true) {
    int data = dis.readInt();  // 读到末尾还读，抛 EOFException
}

解决方式

java 复制代码

// 正确做法：先判断有没有可读内容
while (dis.available() > 0) {  // 检查剩余字节数
    int data = dis.readInt();
}
// 或捕获异常作为结束信号（不推荐作为流程控制）

2. FileNotFoundException（文件找不到）

人话：指定路径的文件不存在，或者路径是目录而不是文件。

触发场景

java 复制代码

// 场景1：文件确实不存在
FileReader fr = new FileReader("不存在的文件.txt");

// 场景2：路径是目录而非文件
FileReader fr = new FileReader("/usr/local");  // 这是个目录！

解决方式

java 复制代码

File file = new File("data.txt");
if (file.exists() && file.isFile()) {  // 先检查存在且是文件
    FileReader fr = new FileReader(file);
} else {
    System.out.println("文件不存在或路径是目录");
}

3. MalformedURLException（URL 格式错误）

人话：网址写错了格式，不符合 URL 规范（如缺少协议、非法字符等）。

触发场景

java 复制代码

// 场景1：协议写错或缺失
URL url = new URL("htp://[www.baidu.com](https://www.baidu.com)");  // 应该是 http

// 场景2：包含非法字符
URL url = new URL("[http://www.baidu.com/中](http://www.baidu.com/中) 文");  // 空格未编码

解决方式

java 复制代码

// 使用 URLEncoder 编码特殊字符
String encoded = URLEncoder.encode("中文路径", "UTF-8");
URL url = new URL("[http://www.baidu.com/](http://www.baidu.com/)" + encoded);

4. UnknownHostException（未知主机）

人话：域名解析失败，DNS 找不到这个域名对应的 IP 地址。

触发场景

java 复制代码

// 场景1：拼写错误的域名
Socket socket = new Socket("wwww.baidu.com", 80);  // 多打了个 w

// 场景2：断网/ DNS 故障
URL url = new URL("[http://www.google.com](http://www.google.com)");
URLConnection conn = url.openConnection();  // 没网时抛此异常

解决方式

java 复制代码

// 检查网络连接，或做降级处理
try {
    InetAddress address = InetAddress.getByName("[www.baidu.com](https://www.baidu.com)");
} catch (UnknownHostException e) {
    System.out.println("网络不通或域名错误，请检查网络设置");
    // 使用本地缓存或默认IP兜底
}

总结对比

|---------------------------|----------------------------------------|-------------------------|---------------------------------|
| 异常 | 触发动作 | 核心原因 | 解决关键 |
| EOFException | readInt() / readUTF() 等 | 读过头了，文件已读完还继续读 | 用 available() 检查或正确判断流结束 |
| FileNotFoundException | new FileReader() / FileInputStream | 文件不存在 或路径是目录 | 检查 file.exists() 和 isFile() |
| MalformedURLException | new URL() | 网址格式非法（协议错、特殊字符未编码） | 检查协议，用 URLEncoder 编码 |
| UnknownHostException | Socket / URL.openConnection() | 域名解析失败（拼错/DNS故障/断网） | 检查域名拼写，处理网络不通情况 |

一句话记忆：

EOF = E nd O f File（读到头了）
FileNotFound = 文件"查无此文件"
MalformedURL = URL" malformed"（畸形/格式错误）
UnknownHost = 主机" unknown"（找不到IP）

这些都是 RuntimeException 的子类（运行时异常），代表代码逻辑错误，可通过严谨编码避免。

1. ArithmeticException（算术异常）

已讲过：整数除以零触发。

java 复制代码

int x = 10 / 0;  // / by zero

2. ClassCastException（类型强转异常）

人话：强制类型转换时，对象实际类型与目标类型不匹配。

java 复制代码

Object obj = "hello";           // 实际是 String
Integer num = (Integer) obj;    // ❌ 报错：String cannot be cast to Integer

// 正确做法：先判断类型
if (obj instanceof Integer) {
    Integer num = (Integer) obj;
}

3. IllegalArgumentException（非法参数异常）

人话：方法入参不符合业务规则（不是空指针或类型错误，而是值本身不合法）。

java 复制代码

public void setAge(int age) {
    if (age < 0 || age > 150) {
        throw new IllegalArgumentException("年龄必须在 0-150 之间");
    }
    this.age = age;
}

setAge(-5);   // 抛出 IllegalArgumentException
setAge(200);  // 抛出 IllegalArgumentException

典型场景：

Thread.sleep(-1000)（睡眠时间不能为负）
ArrayList 初始容量为负数
百分比参数传了 120%

4. IllegalStateException（非法状态异常）

人话：对象当前状态不允许执行该操作（时机不对）。

java 复制代码

// 场景：Iterator 迭代过程中修改集合
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("A");
list.add("B");

Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    String s = it.next();
    list.remove(s);  // ❌ 报错：ConcurrentModificationException（其实是 IllegalState 的变体）
    // 应该用 it.remove() 才是正确做法
}

// 另一个典型场景：Scanner 已关闭还调用
Scanner sc = new Scanner(System.in);
sc.close();
sc.nextLine();  // ❌ IllegalStateException: Scanner closed

5. IndexOutOfBoundsException（索引越界异常）

人话：索引超出有效范围（父类，比 ArrayIndexOutOfBoundsException 更通用）。

java 复制代码

// 数组越界（子类 ArrayIndexOutOfBoundsException）
int[] arr = {1,2,3};
arr[5];  // 越界

// 字符串越界（子类 StringIndexOutOfBoundsException）
String s = "abc";
s.charAt(5);  // 越界

// List 越界（子类 IndexOutOfBoundsException）
List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.get(0);  // 空列表取第0个，越界

6. NoSuchElementException（无此元素异常）

人话：迭代器已经没有元素了，还继续取。

java 复制代码

Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    it.next();
}
it.next();  // ❌ 迭代器已经到头了，还调用 next()

// 另一个常见场景：Optional 为空时取值
Optional<String> opt = Optional.empty();
opt.get();  // ❌ NoSuchElementException: No value present
// 应该用 opt.orElse("default")

7. NullPointerException（空指针异常）

人话：对 null 对象调用方法或访问字段。

复制代码

String s = null;
s.length();           // 调用方法
s.toString();         // 调用方法
int[] arr = null;
arr[0] = 1;           // 访问数组元素

避免方式：

复制代码

// 方式1：判空
if (s != null) { s.length(); }

// 方式2：Optional（Java 8+）
Optional.ofNullable(s).map(String::length).orElse(0);

// 方式3：Objects.requireNonNull（提前检查）
this.name = Objects.requireNonNull(name, "name 不能为 null");

总结速查表

|-------------------------------|------------|---------------------------|
| 异常 | 触发场景 | 预防方法 |
| ArithmeticException | 除以零 | 检查除数不为0 |
| ClassCastException | 强转类型不匹配 | 先用 instanceof 判断 |
| IllegalArgumentException | 参数值不合法 | 方法入口做参数校验 |
| IllegalStateException | 对象状态不允许操作 | 了解对象生命周期，按规范使用 |
| IndexOutOfBoundsException | 索引超范围 | 检查 size()/length() |
| NoSuchElementException | 迭代器已耗尽还取元素 | 确保 hasNext() 再 next() |
| NullPointerException | 操作 null 对象 | 判空、Optional、注解检查 |

一句话 ：这些都是代码逻辑错误，编译器不逼你处理，但运行时必炸，最好通过严谨的编码习惯（判空、判类型、判范围）来避免。