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【Java】异常处理：从入门到精通

网友: 技术文档 2025-09-02 19:05:21

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🔍系列专栏：【Java】内容概括

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【前言】
在Java开发中，异常处理是保证程序健壮性的核心环节。新手常因忽视异常导致程序崩溃，老手也可能因滥用try-catch埋下性能隐患。本文将从异常本质出发，逐层拆解异常体系、处理机制、实战技巧与最佳实践，附带完整代码案例和可视化分析，帮你彻底掌握Java异常。

文章目录：

  • 一、什么是异常？
    • 1.异常的概念
    • 2.常见的异常
    • 3.异常的体系结构
    • 4.异常的分类
      • 4.1 编译时异常
      • 4.2运行时异常
  • 二、异常处理核心机制
    • 1.异常抛出-throw
    • 2.异常的声明-throws
    • 3.异常的捕获
    • 4.异常处理流程
  • 三、自定义异常类
  • 四、总结

一、什么是异常？

1.异常的概念

异常（Exception）是程序执行过程中发生的特殊情况或出现错误，他会打断程序正常流程。

类型 父类 定义 示例 是否可处理 Error（错误） Throw able 虚拟机级别的严重问题，如内存溢出、栈溢出 内存溢出（OutOfMemoryError）、栈溢出（StackOverflowError） ❌ 不可处理，程序通常直接崩溃 Exception（异常） Throw able 程序运行中的可预期问题，如空指针、文件不存在 空指针异常（NullPointerException）、文件不存在异常（FileNotFoundException） ✅ 可通过代码捕获并处理

2.常见的异常

  • 算术异常
public class Test { public static void main(String[] args) { System.out.println(100/0); }}

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  • 数组越界异常
public static void main(String[] args) { int[] array = {8,2,6}; System.out.println(array[4]); }

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  • 空指针异常
public static void main(String[] args) { int[] array = null; System.out.println(array.length); }

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3.异常的体系结构

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  • Java体系以Throwable为顶层父类，下设Error和Exception两大部分，Exception又分为受查异常（编译时异常）和非受查异常（运行时异常）

  • Error是指Java虚拟机无法解决的严重问题，比如：Jvm内部错误，资源耗尽等

  • Exception：异常产生后，可以通过代码处理。

4.异常的分类

4.1 编译时异常

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4.2运行时异常

RunTimeException以及其⼦类对应的异常，都称为运⾏时异常。⽐如：

  • NullPointerException
  • ArrayIndexOutOfBoundsException
  • ArithmeticException

二、异常处理核心机制

Java提供try , catch , finally , throw , throws五个关键字处理异常，流程：捕获异常，处理异常，释放资源

1.异常抛出-throw

在编译时，程序出现错误，就要用throw抛出异常，将错误信息告知调用者（eg:参数检测）。

throw new XXXException(\"异常产⽣的原因\");

【注意】

  • throw必须写在⽅法体内部
  • 抛出的对象必须是Exception或者Exception的⼦类对象
  • 如果抛出的是RunTimeException或者RunTimeException的⼦类，则可以不⽤处理直接交给JVM来处理
  • 如果抛出的是编译时异常，⽤⼾必须处理，否则⽆法通过编译
  • 异常⼀旦抛出，其后的代码就不会执⾏

2.异常的声明-throws

如果方法体内部无法处理异常，可通过throws在方法签名上声明异常，将异常处理责任，交给调用者（受查异常必须声明）

public static void main(String[] args) throws FileAlreadyExistsException

【注意】

  • throws必须跟在⽅法的参数列表之后
  • 声明的异常必须是Exception或者Exception的⼦类
  • ⽅法内部如果抛出了多个异常，throws之后必须跟多个异常类型，之间⽤逗号隔开，如果抛出多个 异常类型具有⽗⼦关系，直接声明⽗类即可。
  • 调⽤声明抛出异常的⽅法时，如果该异常是编译时异常/受查异常时，调⽤者必须对该异常进⾏处理，或者继续使⽤throws抛出

3.异常的捕获

执行流程分析

  • 无异常时： try → 正常执行代码 → finally → 程序继续向下。

  • 有异常时： try 中异常代码处中断 → 匹配的 catch 处理 → finally → 程序继续向下。

  • 无匹配catch时： try → 异常抛出 → finally → 异常向上传递（如未处理，程序崩溃）

下面是一个找不到读取文件的异常：

import java.io.FileInputStream;import java.io.FileNotFoundException;public class Dome { public static void func() throws FileNotFoundException { FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(\"路径\"); } public static void main(String[] args)throws FileNotFoundException { try { func(); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace();//打印异常信息 System.out.println(\"找不到读取文件的异常，被捕获\"); } catch (NullPointerException e) { System.out.println(\"空指针异常\"); e.printStackTrace();//打印异常信息 //与抛出的异常类型不匹配，就不会被捕获 } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) { System.out.println(\"数组下标越界异常\"); e.printStackTrace();//打印异常信息 } catch (Exception e) { } finally { //处理资源关闭，避免浪费 } }}

【注意】

  • try块内抛出异常位置之后的代码将不会被执⾏
  • 如果抛出异常类型与catch时异常类型不匹配，即异常不会被成功捕获，也就不会被处理，继续往外抛，直到JVM收到后中断程序----异常是按照类型来捕获的
  • try中可能会抛出多个不同的异常对象，则必须⽤多个catch来捕获----即多种异常，多次捕获
  • 如果异常之间具有⽗⼦关系，⼀定是⼦类异常在前catch，⽗类异常在后catch
  • 无论try中是否发生异常，finally中的代码⼀定会执⾏的，⼀般在finally中进⾏⼀些资源清理的扫尾⼯作。但是如果finally 中也存在return语句,那么就会执⾏finally中的return,从⽽不会执⾏到try中原有的return

4.异常处理流程

  • 程序先执⾏try中的代码

  • 如果try中的代码出现异常,就会结束try中的代码,看和catch中的异常类型是否匹配.

  • 如果找到匹配的异常类型,就会执⾏catch中的代码

  • 如果没有找到匹配的异常类型,就会将异常向上传递到上层调⽤者.

  • ⽆论是否找到匹配的异常类型,finally中的代码都会被执⾏到(在该⽅法结束之前执⾏).

  • 如果上层调⽤者也没有处理的了异常,就继续向上传递.

  • ⼀直到main⽅法也没有合适的代码处理异常,就会交给JVM来进⾏处理,此时程序就会异常终⽌.

三、自定义异常类

自定义的登录功能，用户名异常和密码异常

public class Dome { private String name = \"lasi\"; private String password = \"88657\"; public void dome(String name, String password) throws UserNameErrorException,PassWordErrorException{ if (!this.name.equals(name)) { throw new UserNameErrorException(\"用户名错误，发生异常\"); } if (!this.password.equals(password)) { throw new UserNameErrorException(\"密码错误，异常\"); } System.out.println(\"登录成功\"); } public static void main(String[] args) { Dome dome = new Dome(); try { dome.dome(\"lasi\",\"12345\"); }catch(UserNameErrorException e){ e.printStackTrace(); }catch (PassWordErrorException e){ e.printStackTrace(); } System.out.println(\"程序继续执行\"); }}

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  • 用户名异常
public class UserNameErrorException extends RuntimeException{ public UserNameErrorException(){ super(); } public UserNameErrorException(String s){ super(s); }}
  • 密码异常
public class PassWordErrorException extends RuntimeException{ public PassWordErrorException(){ super(); } public PassWordErrorException(String s){ super(s); }}

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【注意】

  • ⾃定义异常通常会继承⾃Exception或者RuntimeException

  • 继承⾃Exception的异常默认是受查异常

  • 继承⾃RuntimeException的异常默认是⾮受查异常

四、总结

Java异常处理是程序健壮性的基石，核心在于：

  1. 理解异常体系：区分 Error （不可处理）和 Exception （可处理），明确受检/非受检异常的区别；

  2. 掌握核心语法： try-catch-finally 捕获处理， throw 主动抛出， throws 声明传递；

  3. 自定义异常：贴合业务场景，传递精准错误信息；

异常处理的本质不是“消灭异常”，而是“在异常发生时，让程序以可控、可预期的方式运行”。希望本文能帮你建立系统化的异常处理思维，写出更健壮的Java代码！

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