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Java 异常处理的详细说明及示例，涵盖 try-catch-finally、自定义异常、throws 与 throw 的核心概念和使用场景

news 2025/6/7 19:04:34

一、`try-catch-finally` 机制

1. 基本结构

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try {// 可能抛出异常的代码
} 
catch（异常类型1 e） {// 处理特定异常
} 
catch（异常类型2 e） {// 处理其他异常
} 
finally {// 无论是否发生异常，都会执行的代码（常用于资源释放）
}

2. 核心规则

try 块：包裹可能抛出异常的代码。
catch 块：捕获并处理特定类型的异常（按异常类型从具体到一般排序）。
finally 块：始终执行，即使有 return 或 continue。
资源释放：推荐使用 try-with-resources（Java 7+）自动关闭资源（如文件流、数据库连接）。

3. 示例

(1) 基础用法

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try {int result = 10 / 0; // 抛出 ArithmeticException
} 
catch (ArithmeticException e) {System.out.println("除数不能为零: " + e.getMessage());
} 
finally {System.out.println("finally 块总是执行");
}

(2) `finally` 与 `return`

java

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public int testFinally() {try {return 1;} catch (Exception e) {return 2;} finally {System.out.println("执行 finally");// return 3; // ⚠️ 如果 finally 中有 return，会覆盖 try/catch 的返回值！}
}
// 输出：执行 finally → 返回 1

(3) `try-with-resources`（自动关闭资源）

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try (FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt")) {// 文件操作
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}
// 文件流会自动关闭，无需手动调用 fis.close()

二、自定义异常

1. 为什么需要自定义异常？

业务语义化：表达特定业务错误（如用户年龄非法）。
异常分类：区分不同场景的异常，提高代码可读性。

2. 实现步骤

继承 Exception 或 RuntimeException：
- 检查型异常（Checked）：继承 Exception，需在方法签名中声明或捕获。
- 非检查型异常（Unchecked）：继承 RuntimeException，无需强制处理。
添加构造方法：通常提供无参构造和带消息的构造。

3. 示例

(1) 定义自定义异常

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// 自定义检查型异常
public class InvalidAgeException extends Exception {public InvalidAgeException() {super();}public InvalidAgeException(String message) {super(message);}
}// 自定义非检查型异常
public class BusinessException extends RuntimeException {public BusinessException(String message) {super(message);}
}

(2) 抛出并捕获自定义异常

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public class UserService {public void registerUser(int age) throws InvalidAgeException {if (age < 0) {throw new InvalidAgeException("年龄不能为负数");}// 其他注册逻辑}
}// 调用方处理异常
public class Main {public static void main(String[] args) {UserService service = new UserService();try {service.registerUser(-5);} catch (InvalidAgeException e) {System.out.println("注册失败: " + e.getMessage());}}
}

三、`throws` 与 `throw`

1. 核心区别

关键字	作用	使用场景
`throw`	手动抛出一个异常对象	在方法内部检测到错误时主动抛出异常
`throws`	声明方法可能抛出的异常类型	在方法签名中声明异常，由调用者处理

2. 示例

(1) `throw` 抛出异常

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public class BankAccount {private double balance;public void withdraw(double amount) {if (amount > balance) {throw new IllegalArgumentException("余额不足"); // 抛出运行时异常}balance -= amount;}
}

(2) `throws` 声明异常

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public class FileProcessor {public void readFile(String path) throws IOException {FileInputStream fis = new FileInputStream(path);// 文件操作可能抛出 IOException}
}// 调用方必须处理异常
public class Main {public static void main(String[] args) {FileProcessor processor = new FileProcessor();try {processor.readFile("test.txt");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

四、异常分类与处理策略

1. 异常分类

类型	说明	示例
Checked Exception	必须显式处理（捕获或声明抛出）	`IOException`, `SQLException`
Unchecked Exception	无需强制处理（通常是程序逻辑错误）	`NullPointerException`, `ArithmeticException`

2. 最佳实践

避免过度捕获：只在必要处捕获异常，让上层处理更合适。
不要忽略异常：捕获后至少记录日志或进行清理操作。
使用具体异常类型：避免直接捕获 Exception，细化到具体异常。
自定义异常用于业务逻辑：如 InvalidInputException、PaymentFailedException。

五、综合示例：订单支付场景

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public class PaymentService {// 自定义异常public static class PaymentFailedException extends Exception {public PaymentFailedException(String message) {super(message);}}// 模拟支付方法public void pay(double amount) throws PaymentFailedException {if (amount <= 0) {throw new IllegalArgumentException("金额必须大于零");}boolean success = false; // 模拟支付失败if (!success) {throw new PaymentFailedException("支付失败，请重试");}}
}public class Main {public static void main(String[] args) {PaymentService service = new PaymentService();try {service.pay(-100); // 触发 IllegalArgumentException} catch (IllegalArgumentException e) {System.out.println("参数错误: " + e.getMessage());} catch (PaymentService.PaymentFailedException e) {System.out.println("支付异常: " + e.getMessage());} finally {System.out.println("支付流程结束");}}
}