Java 异常体系完整笔记

一、概念

a) 异常：程序运行过程中出现的非正常的情况。 b) 异常处理 ：当异常出现时，执行预先准备好的程序。 c) 异常处理的必要性：减少用户损失，提升用户体验；捕获异常后可以给用户友好提示，避免程序直接崩溃。

二、异常的分类

Throwable：Java 语言中异常或者错误的父类，位于java.lang包。

i. Throwable 构造方法

Throwable()：无参数构造方法
Throwable(String message)：携带异常信息的构造方法

ii. Throwable 成员方法

String getMessage()：获取字符串类型异常信息
void printStackTrace()：打印栈追踪信息，查看异常发生完整调用链路

b) Error

Error是Throwable的子类，代表错误。

注意：Error 一般是程序本身无法恢复的严重错误，例如 JVM 内存不足、栈溢出java.lang.StackOverflowError。开发中一般不处理 Error。

c) Exception

Exception是Throwable的子类，代表异常，也是我们开发中重点处理的对象。

i. RuntimeException：运行时异常（非检查异常）

直接 / 间接继承RuntimeException，编译器不会检查，代码编译可以通过，运行时才会报错。

特点：可处理，也可以不处理；大多可以通过严谨代码规避。

常见运行时异常：

ArrayIndexOutOfBoundsException 数组下标越界
IndexOutOfBoundsException 集合下标越界
StringIndexOutOfBoundsException 字符串下标越界
NullPointerException 空指针异常
ClassCastException 类型转换异常
NumberFormatException 数字格式转换异常

ii. 非 RuntimeException：非运行时异常（受检异常 / 编译异常）

和RuntimeException没有继承关系，编译器会强制检查。

特点：代码编译阶段就会报错，必须处理 ，否则无法编译通过。示例：Class.forName("String");

iii. 异常产生的两种方式

自动产生异常
- 原因：程序运行时执行错误代码，JVM 自动抛出异常
- 结果：一旦异常抛出，后续代码不再执行，程序终止。
手动产生异常
- 关键字：throw
- 语法：throw new 异常类名("异常信息");
- 位置：写在方法内部
- 效果：类似return，终止当前方法，抛出异常。

iv. 异常的传递

Java 中的异常沿着方法调用链反向传递，如果全程没有捕获处理，最终会传递到 JVM，由 JVM 终止程序。

三、异常的处理

a) 消极处理异常：声明异常 throws

i. 关键字：throws ii. 位置：写在方法声明之后 iii. 语法

复制代码

修饰符 返回值类型 方法名(形参列表) throws 异常类名1,异常类名2{
    //方法体
}

iv. 注意：声明异常时，可以直接声明父类异常，代表抛出该父类下所有子类异常。 v. 作用：仅仅把异常责任向外抛出，推卸异常处理责任，最终交给调用者，如果调用者也不处理，异常最终给到 JVM，程序依旧会终止。

作用：让受检异常编译通过。

b) 积极处理异常：try-catch 捕获异常

i. 基础语法

复制代码

try{
    //可能出现异常的代码
}catch(异常类名 e){
    //异常发生后执行的代码
}

ii. 规则说明

只有try内部发生异常，catch块才会执行；无异常时，catch不执行。
一个try后面可以跟多个catch；发生异常时，从上往下依次匹配，匹配成功进入对应 catch。
catch 可以写父类异常，利用多态捕获本类及其所有子类异常。
子类异常 catch 必须写在父类异常 catch 前面，否则编译报错。
catch 块中可以捕获 try 代码里可能出现的受检异常。
catch 块可以写任意运行时异常，哪怕 try 中不会出现该异常。

iii. finally：必须执行的语句块

语法

try{
//可能出现异常
}catch(异常类 e){
//异常处理
}finally{
//无论是否发生异常，都会执行的代码
}

注意：开发中不建议在 finally 内部写 return；finally 典型用途：资源关闭，例如 IO 流、数据库连接等。

常用组合结构小结

try{}catch{}
try{}catch{}catch{}
try{}catch{}finally{}
try{}catch{}catch{}finally{}
try{}finally{}：不捕获异常，但是保证 finally 代码一定执行
嵌套形式：try{ try{}catch{} } catch{}、try{}catch{ try{}catch{} }、try{}catch{}finally{ try{}catch{} }

注意：finally 不能单独使用，必须配合 try 或者 try-catch。

配套代码示例（可直接运行）

复制代码

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int[] arr = {1,2,3};
            System.out.println(arr[5]); //数组越界，抛出异常
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("捕获到数组下标越界异常");
            System.out.println(e.getMessage());
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println("finally块执行，用于关闭资源");
        }
    }
}

throws 声明异常示例

复制代码

public class ThrowsDemo {
    // 消极抛出异常，交给调用者处理
    public static void test() throws ClassNotFoundException {
        Class.forName("com.test.Demo");
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            test();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

throw 手动抛出异常示例

复制代码

public class ThrowDemo {
    public static void checkAge(int age){
        if(age < 0){
            throw new RuntimeException("年龄不能为负数！");
        }
        System.out.println("年龄合法");
    }

    public static void main(String[] args) {
        checkAge(-5);
    }
}

面试小结

Error和Exception区别：Error 是严重错误，程序无法处理；Exception 是异常，可以捕获处理。
运行时异常和受检异常区别：受检异常编译期强制处理；运行时异常编译不检查。
throws和throw区别：throws在方法声明，声明抛出异常；throw在方法内部，手动抛出异常对象。
finally 一定会执行吗？

大部分情况都会执行；唯一不执行场景：try内部执行System.exit(0)退出 JVM，finally 不会执行。