本文包含异常概念、体系分类、处理方式、自定义异常四大部分。

一、什么是异常

异常就是Java程序在编译或运行过程中出现的错误，会导致程序非正常终止。

开发中最常见的异常场景：

  1. 数组索引越界：访问了数组不存在的下标
  2. 算术异常：除数为0
  3. 空指针异常：调用null对象的方法
  4. 文件不存在：读取本地不存在的文件
// 常见运行时异常示例
public class ExceptionTest {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {10, 20, 30};
        System.out.println(arr[3]); // 数组索引越界异常
        System.out.println(10 / 0); // 算术异常
        String str = null;
        System.out.println(str.length()); // 空指针异常
    }
}

异常的核心作用

  1. 定位BUG：异常信息会精准打印错误位置和原因，是调试程序的关键
  2. 流程通知：作为方法的特殊返回值，告诉调用者方法执行失败的原因

二、Java异常完整体系

Java中所有异常和错误的根类是 java.lang.Throwable，整体分为两大分支：

1. Error（系统级错误）

属于JVM底层的严重问题（如内存溢出、系统崩溃），也无法通过代码处理。

2. Exception（程序异常，开发核心处理对象）

程序运行/编译中可预见的错误，我们所有异常处理都围绕这个类展开，又细分为运行时异常和编译时异常。

三、异常的两大分类

1. 运行时异常（RuntimeException）

  • 定义：RuntimeException 及其所有子类
  • 特点：编译阶段不报错，运行时才触发
  • 常见示例：数组越界、空指针、算术异常、类型转换异常

2. 编译时异常（受检异常）

  • 定义：非 RuntimeException 的Exception子类
  • 特点：编译阶段强制报错，必须处理才能运行
  • 常见示例：日期解析异常、文件读取异常、IO流异常
// 编译时异常示例（必须处理，否则编译失败）
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

public class CompileException {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String time = "2024-07-09";
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd");
        Date date = sdf.parse(time); // 日期解析异常（编译时异常）
    }
}

四、异常的两种核心处理方式

Java提供了抛出异常和捕获异常两种处理方案，开发中可根据场景灵活使用。

1. 抛出异常（throws）

  • 作用：方法内部不处理异常，抛给调用者处理
  • 语法：在方法声明后添加 throws 异常类名
  • 简化写法：直接抛出 Exception 接收所有异常
// 抛出异常示例
public class ThrowException {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 调用者接收异常，也可继续抛出
        testException();
    }

    // 方法抛出异常，交给上层处理
    public static void testException() throws Exception {
        int num = 10 / 0;
    }
}

2. 捕获异常（try...catch）

  • 作用：直接拦截并处理异常，保证程序不终止

  • 语法：

    try {
    // 可能出现异常的代码
} catch (异常类型 变量名) {
    // 异常处理逻辑
}
  • 简化写法：catch (Exception e) 捕获所有异常
// 捕获异常示例
public class TryCatchException {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int num = 10 / 0;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace(); // 打印异常堆栈信息
            System.out.println("程序出现异常，已处理！");
        }
        // 异常处理后，程序继续执行
        System.out.println("程序正常结束");
    }
}

五、自定义异常

Java内置的异常类无法覆盖所有业务场景（如年龄非法、手机号格式错误），此时需要自定义异常来管理业务错误。

自定义异常的两种类型

1. 自定义编译时异常

  • 继承：Exception
  • 特点：编译强制处理，提醒严格
// 自定义编译时异常
public class AgeIllegalException extends Exception {
    // 无参构造
    public AgeIllegalException() {}
    // 带异常信息的构造
    public AgeIllegalException(String message) {
        super(message);
    }
}

2. 自定义运行时异常

  • 继承：RuntimeException
  • 特点：编译不报错，运行触发，开发更常用
// 自定义运行时异常
public class AgeIllegalRuntimeException extends RuntimeException {
    public AgeIllegalRuntimeException() {}
    public AgeIllegalRuntimeException(String message) {
        super(message);
    }
}

自定义异常使用示例

public class CustomExceptionTest {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            saveAge(300); // 传入非法年龄
        } catch (AgeIllegalException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("年龄校验失败！");
        }
    }

    // 业务方法：校验年龄并抛出自定义异常
    public static void saveAge(int age) throws AgeIllegalException {
        if(age < 1 || age > 200){
            throw new AgeIllegalException("年龄非法，范围必须是1-200");
        }
        System.out.println("年龄保存成功：" + age);
    }
}

六、企业级异常处理实践

  1. 分层抛出，统一捕获
    底层方法不处理异常，全部向上抛出，最外层统一捕获，打印日志并返回友好提示
  2. 异常重试修复
    针对用户输入错误等场景，捕获异常后引导用户重新输入，保证程序不中断
// 异常重试修复示例
import java.util.Scanner;

public class ExceptionRetry {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            try {
                System.out.print("请输入商品价格：");
                double price = sc.nextDouble();
                System.out.println("价格设置成功：" + price);
                break;
            } catch (Exception e) {
                System.out.println("输入格式错误，请重新输入数字！");
                sc.next(); // 清空错误输入
            }
        }
    }
}

七、总结

  1. 异常根类 Throwable，分 Error（无需处理）和 Exception（开发处理）
  2. 异常分类：运行时异常（编译不报错）、编译时异常（编译强制处理）
  3. 处理方式：throws 抛出（上层处理）、try...catch 捕获（自行处理）
  4. 自定义异常：继承 Exception（编译时）/RuntimeException（运行时）
  5. 开发规范：底层抛异常，上层统一捕获，避免程序崩溃

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