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Java 异常处理全解析：从基础到自定义异常的实战指南

news 来源：原创 2025/6/17 0:00:53

Java 异常处理全解析：从基础到自定义异常的实战指南

一、Java 异常体系：Error 与 Exception 的本质区别

1. 异常体系核心架构

Java把异常当作对象来处理，并定义一个基类java.lang.Throwable作为所有异常的超类。

在Java API中已经定义了许多异常类，这些异常类分为两大类，错误Error和异常Exception。

Java 异常体系基于Throwable类，分为两大分支：

Throwable
├─ Error（错误）
│  └─ 例：OutOfMemoryError、StackOverflowError
└─ Exception（异常）├─ Checked Exception（编译时异常）│  └─ 例：IOException、SQLException└─ Unchecked Exception（运行时异常）└─ 例：NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException

在这里插入图片描述

2.什么是异常以及异常的简单分类

异常指程序运行中出现的不期而至的各种状况,如:文件找不到、网络连接失败、非法参数等。
异常发生在程序运行期间,它影响了正常的程序执行流程。

要理解java异常处理是如何工作的，你需要掌握以下三种类型的异常Exception：

检查性异常:最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常，这是程序员无法预见的。例如要打开一个不存在文件时，一个异常就发生了，这些异常在编译时不能被简单地忽略。
运行时异常:运行时异常是可能被程序员避免的异常。与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时被忽略。
错误Error: 错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。错误在代码中通常被忽略。例如，当栈溢出时，一个错误就发生了，它们在编译也检查不到的。

3. Error vs Exception

Error和Exception的区别:Error通常是灾难性的致命的错误，是程序无法控制和处理的，当出现这些异常时，Java虚拟机(JVM)一般会选择终止线程;Exception通常情况下是可以被程序处理的，并且在程序中应该尽可能的去处理这些异常。

维度	Error	Exception
本质	JVM 底层错误，不可恢复	程序运行中的异常情况
处理方式	无法捕获，需重启 JVM	可捕获处理或声明抛出
典型场景	内存溢出、类加载失败	空指针、数组越界、用户输入错误

4. Checked vs Unchecked 异常

Checked 异常：

必须显式处理（捕获或声明抛出）
示例：文件读取时的FileNotFoundException

try {FileReader reader = new FileReader("file.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();
}

Unchecked 异常：

无需强制处理（运行时检查）
示例：参数校验失败的IllegalArgumentException

public void checkAge(int age) {if (age < 0) {throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负数");}
}

二、异常处理核心机制：捕获与抛出

1. 异常捕获语法（try-catch-finally）

try {// 可能抛出异常的代码int result = 10 / 0; // 抛出ArithmeticException
} catch (ArithmeticException e) { // 捕获具体异常System.out.println("错误原因：" + e.getMessage()); // 输出：/ by zeroe.printStackTrace(); // 打印堆栈跟踪信息
} catch (Exception e) { // 父类异常捕获（需放在最后）// 通用异常处理
} finally {// 可选：无论是否异常都会执行（常用于资源释放）System.out.println("执行finally块");
}

2. 异常抛出关键字

throw（方法内抛出异常实例）

public static int divide(int a, int b) {if (b == 0) {throw new ArithmeticException("除数不能为0"); // 主动抛出异常}return a / b;
}

throws（方法声明抛出异常）

public static void readFile(String path) throws FileNotFoundException {FileReader reader = new FileReader(path); // 声明抛出Checked异常
}

3. 异常处理顺序原则

子类异常优先：具体异常（如FileNotFoundException）需写在父类异常（如IOException）之前
finally 的绝对性：即使 try 块中有return，finally 仍会执行（但返回值会被缓存）

4.本节狂神说笔记

package com.exception;public class Test {public static void main(String[] args) {int a = 10;int b = 0;//假设要捕获多个异常： 从小到大！try {//try监控区域System.out.println(a/b);} catch (Error e) {//catch（想要捕获的异常类型！）捕获异常System.out.println("Error");} catch (Exception e) {System.out.println("Exception");} catch (Throwable e) {System.out.println("Throwable");} finally {//处理善后工作System.out.println("finally");}finally 可以不要finally, 假设I0，资源，关闭!}public void a(){b();}public void b(){a();}
}

package com.exception;public class Test2 {public static void main(String[] args) {int a = 1;int b = 0;//Ctrl Alt + Ttry {System.out.println(a/b);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();//打印错误的栈信息} finally {}}
}

package com.exception;public class Test1 {public static void main(String[] args) {try {new Test1().test(1,0);} catch (ArithmeticException e) {e.printStackTrace();}}//假设这个方法中，处理不了这个异常。方法上抛出异常public void test(int a,int b) throws ArithmeticException{if(b == 0){//throw  throwsthrow new ArithmeticException();//主动的抛出异常，一般在方法中使用}}
}

三、自定义异常：打造业务专属错误体系

使用Java内置的异常类可以描述在编程时出现的大部分异常情况。除此之外，用户还可以自定义异常。用户自定义异常类，只需继承Exception类即可。

1. 自定义异常类步骤

创建自定义异常类。
在方法中通过throw关键字抛出异常对象。
如果在当前抛出异常的方法中处理异常，可以使用try-catch语句捕获并处理;否则在方法的声明处通过throws关键字指明要抛出给方法调用者的异常，继续进行下一步操作。
在出现异常方法的调用者中捕获并处理异常。

步骤 1：继承 Exception 或 RuntimeException

// Checked异常（需显式处理）
public class UserAgeException extends Exception {public UserAgeException(String message) {super(message); // 调用父类构造器}
}// Unchecked异常（运行时异常）
public class InvalidInputException extends RuntimeException {public InvalidInputException(String message) {super(message);}
}

步骤 2：在业务逻辑中抛出

public void validateUser(int age) throws UserAgeException {if (age < 18) {throw new UserAgeException("用户年龄必须≥18岁"); // 抛出自定义Checked异常}
}

2. 异常处理最佳实践

（1）异常信息规范

包含足够上下文："用户ID为" + userId + "的账户不存在"
避免裸露捕获Exception：应捕获具体异常类型

（2）资源释放最佳实践

// JDK 7+ 自动资源管理（替代finally）
try (FileReader reader = new FileReader("file.txt")) {// 自动关闭资源（无需显式finally）
} catch (IOException e) {// 处理文件读取异常
}

（3）异常链使用

try {// 业务逻辑
} catch (ServiceException e) {throw new ControllerException("接口调用失败", e); // 包装异常链
}

3.实际应用中的经验总结

处理运行时异常时，采用逻辑去合理规避同时辅助 try-catch 处理
在多重catch块后面，可以加一个catch(Exception)来处理可能会被遗漏的异常
对于不确定的代码，也可以加上 try-catch，处理潜在的异常
尽量去处理异常，切忌只是简单地调用 printStackTrace()去打印输出
具体如何处理异常，要根据不同的业务需求和异常类型去决定
尽量添加finally语句块去释放占用的资源

四、常见异常处理错误与解决方案

1. 空指针异常（NPE）

错误示例：

String str = null;
int length = str.length(); // 抛出NullPointerException

解决方案：

if (str != null) {int length = str.length();
} else {throw new IllegalArgumentException("字符串不可为null");
}

2. 未处理 Checked 异常

错误示例：

public void readFile() {FileReader reader = new FileReader("file.txt"); // 编译错误：未处理IOException
}

解决方案：

// 方案1：捕获处理
try { /* ... */ } catch (IOException e) { /* ... */ }// 方案2：声明抛出
public void readFile() throws IOException { /* ... */ }

3. finally 中的 return 陷阱

错误示例：

public static int testFinally() {try {return 1;} finally {return 2; // 最终返回2，覆盖try中的return}
}

正确做法：

public static int testFinally() {int result = 1;try {return result;} finally {result = 2; // 不建议在finally中使用return}
}

五、高频面试题解析

1. Error 和 Exception 的根本区别？

Error 是 JVM 内部错误（如内存溢出），无法通过代码处理，必须重启应用
Exception 是程序运行中的异常，分为 Checked（编译时检查）和 Unchecked（运行时异常）

2. throw 和 throws 的区别？

关键字	作用	使用位置	参数类型
throw	抛出异常实例	方法体内部	异常对象
throws	声明方法可能抛出的异常类型	方法签名	异常类列表

3. finally 块一定会执行吗？

正常情况下一定会执行（包括 return 前执行）
唯一例外：JVM 提前终止（如System.exit(0)）

4. 自定义异常应该继承哪个类？

业务需要编译时检查：继承Exception
运行时异常（如参数校验失败）：继承RuntimeException

六、异常处理核心原则

具体捕获：优先捕获具体异常，避免使用宽泛的Exception
快速失败：在方法入口校验参数，尽早抛出异常
信息完整：异常信息需包含定位问题的关键数据（如用户 ID、时间戳）
资源管理：使用try-with-resources自动释放 IO、数据库连接等资源

七、总结：构建健壮的异常处理体系

通过合理运用 Java 异常处理机制，开发者可以：

清晰区分系统错误与业务异常
通过捕获特定异常实现精准的错误处理
利用自定义异常提升业务代码的可读性
该继承哪个类？

业务需要编译时检查：继承Exception
运行时异常（如参数校验失败）：继承RuntimeException

六、异常处理核心原则

具体捕获：优先捕获具体异常，避免使用宽泛的Exception
快速失败：在方法入口校验参数，尽早抛出异常
信息完整：异常信息需包含定位问题的关键数据（如用户 ID、时间戳）
资源管理：使用try-with-resources自动释放 IO、数据库连接等资源

七、总结：构建健壮的异常处理体系

通过合理运用 Java 异常处理机制，开发者可以：

清晰区分系统错误与业务异常
通过捕获特定异常实现精准的错误处理
利用自定义异常提升业务代码的可读性
结合 finally 和 try-with-resources 确保资源安全释放

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使用springboot时，只要引入spring-jdbc/jpa相关的依赖后，在想要启用事务的方法上加上Transactional注解就能开启事务，碰到异常就能自动回滚。大大的提高了编码的便捷性性，同时也不侵入代码，保持了代码的简洁性。默认情…...

编程日记 2025/5/30 13:28:41

Java 自定义TCP协议：【特点编码字符串＜=＞字节＜=＞特点编码16进制】16进制字符串和编码的转换（各种编码通过字节向16进制的互转）| XOR计算

文章目录引言I 各种编码通过字节向16进制的互转。字符串<=>字节<=>16进制 | Java验证微信小程序 JavaScript字符串转gb2312 字符编码，以16进制字符串传输。（接收蓝牙设备的信息，发送北斗终端消息）II xor校验码Java实现验证C# 实现引言为了避免中文在传输过程…...

编程日记 2025/5/21 2:39:27

Java 异常处理全解析：从基础到自定义异常的实战指南

一、Java 异常体系：Error 与 Exception 的本质区别

1. 异常体系核心架构

2.什么是异常以及异常的简单分类

3. Error vs Exception

4. Checked vs Unchecked 异常

二、异常处理核心机制：捕获与抛出

1. 异常捕获语法（try-catch-finally）

2. 异常抛出关键字

throw（方法内抛出异常实例）

throws（方法声明抛出异常）

3. 异常处理顺序原则

4.本节狂神说笔记

三、自定义异常：打造业务专属错误体系

1. 自定义异常类步骤

步骤 1：继承 Exception 或 RuntimeException

步骤 2：在业务逻辑中抛出

2. 异常处理最佳实践

（1）异常信息规范

（2）资源释放最佳实践

（3）异常链使用

3.实际应用中的经验总结

四、常见异常处理错误与解决方案

1. 空指针异常（NPE）

2. 未处理 Checked 异常

3. finally 中的 return 陷阱

五、高频面试题解析

1. Error 和 Exception 的根本区别？

2. throw 和 throws 的区别？

3. finally 块一定会执行吗？

4. 自定义异常应该继承哪个类？

六、异常处理核心原则

七、总结：构建健壮的异常处理体系

六、异常处理核心原则

七、总结：构建健壮的异常处理体系

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