Java异常类

引言：

• Java中的异常处理是保证程序健壮性（Robustness）的核心机制。简单来说，异常就是程序在运行过程中出现的“意外情况”，如果不妥善处理，程序就会直接崩溃。

异常体系

• Java的异常体系是基于层级结构的，所有的异常都继承自java.lang.Throwable类。

异常类的层次结构

Throwable (根类，所有异常和错误的超类)
├─ Error (错误)：JVM系统级错误，程序无法处理，比如内存溢出
└─ Exception (异常)：程序可以捕获并处理的异常
   ├─ Checked Exception (受检异常)：编译时必须处理（捕获/声明抛出）
   └─ Unchecked Exception (非受检异常)：RuntimeException及其子类，编译时不强制处理

异常类的具体分类和常用类型

1. Error（错误）--- 无需程序处理

• 这类是JVM自身的严重错误，程序只能终止，常见的有：
  • OutOfMemoryError：内存溢出错误
  • StackOverflowError：栈溢出错误
  • NoClassDefFoundError：类定义找不到错误

2. Checked Exception（受检异常）--- 编译时强制处理

• 必须通过try-catch捕获，或在方法上用 throws 声明抛出，否则编译报错。常见的有：
  • IOException：I/O 操作异常（文件读写、网络传输）
  • FileNotFoundException：文件找不到异常（IOException 的子类）
  • SQLException：数据库操作异常
  • ClassNotFoundException：类加载时找不到指定类
  • InterruptedException：线程被中断异常

3. Unchecked Exception（非受检异常）- 编译时不强制处理

• 继承自RuntimeException，通常是程序逻辑错误导致，可处理也可不处理。常见的有：
  • NullPointerException（NPE）：空指针异常（调用 null 对象的方法 / 属性）
  • ArrayIndexOutOfBoundsException：数组下标越界异常
  • ClassCastException：类型转换异常（比如把 String 强转成 Integer）
  • ArithmeticException：算术异常（比如整数除以 0）
  • IllegalArgumentException：非法参数异常
  • IndexOutOfBoundsException：集合/字符串下标越界（ArrayList、String 的常用异常）

常见异常的触发和处理

• Java提供了五个关键字来处理异常：try、catch、finally、throw、throws。

import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //捕获异常 (try-catch-finally),这是最常用的方式，将可能出错的代码包裹起来。
            // 可能会抛出异常的代码
            int result = 10 / 0; 
        } catch (ArithmeticException e) {
             // 捕获特定类型的异常并处理
            System.out.println("捕获到除以零异常: " + e.getMessage());
        } finally {
            // 无论是否发生异常，都会执行的代码块
            // 通常用于关闭资源（流、数据库连接等）
            System.out.println("资源已清理");
        }
        // 1. 非受检异常（RuntimeException）- 空指针
        String str = null;
        try {
            System.out.println(str.length()); // 触发NullPointerException
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("捕获空指针异常：" + e.getMessage());
        }

        // 2. 非受检异常 - 算术异常
        try {
            int a = 10 / 0; // 触发ArithmeticException
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("捕获算术异常：" + e.getMessage());
        }

        // 3. 受检异常（IOException）- 必须处理
        File file = new File("test.txt");
        try (FileReader fr = new FileReader(file)) { 
            // 读取文件
        } catch (IOException e) { // 捕获FileNotFoundException（子类）和IOException
            System.out.println("捕获IO异常：" + e.getMessage());
        }
    }
}

自定义异常类

• 如果 Java 内置的异常类无法满足业务需求，你可以自定义异常。

// 自定义受检异常（继承Exception）
class MyCheckedException extends Exception {
    public MyCheckedException(String message) {
        super(message); // 调用父类构造方法
    }
}

// 自定义非受检异常（继承RuntimeException）
class MyUncheckedException extends RuntimeException {
    public MyUncheckedException(String message) {
        super(message);
    }
}

// 使用自定义异常
public class CustomExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) throws MyCheckedException {
        // 抛出自定义受检异常（必须声明throws或捕获）
        throw new MyCheckedException("自定义受检异常");
        
        // 抛出自定义非受检异常（无需声明）
        // throw new MyUncheckedException("自定义非受检异常");
    }
}