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JAVA异常体系

web 2025/5/15 7:13:51

在 Java 里，异常体系是其错误处理机制的核心内容，它能够帮助开发者有效应对程序运行时出现的各种意外状况。

异常体系的基本架构

它主要包含两个重要分支：

Error（错误）：这类异常是程序自身无法处理的严重问题，像OutOfMemoryError和StackOverflowError就属于此类。一般而言，开发者不需要针对这类异常编写特别的处理代码。
Exception（异常）：这是程序在运行过程中能够捕获和处理的异常。它又可以进一步细分为：
- 受检查异常（Checked Exception）：这类异常在编译阶段就会被检查，例如IOException和SQLException。程序必须对它们进行捕获或者声明抛出。
- 运行时异常（RuntimeException）：也被称作非受检查异常，像NullPointerException和ArrayIndexOutOfBoundsException都属于此类。编译时不会强制要求处理这类异常。

Error

在 Java 中，Error是Throwable类的子类，用于表示系统级的严重故障，通常无法通过程序恢复。

一、特点

不可恢复：表示 JVM 或系统级的严重问题，程序通常无法处理。
不强制捕获：编译器不会检查 Error，也不要求代码处理它。
避免捕获：捕获 Error 可能导致程序进入不稳定状态。

二、常见的 Error 类型

1. 内存相关错误

OutOfMemoryError：内存不足，无法分配对象。

// 示例：创建过大的数组可能导致OutOfMemoryError
byte[] array = new byte[Integer.MAX_VALUE];

StackOverflowError：方法调用栈深度超过限制（常见于递归无终止条件）。

// 示例：无限递归导致StackOverflowError
public void recursive() {recursive(); // 最终栈溢出
}

2. 类加载相关错误

NoClassDefFoundError：编译时存在的类，运行时找不到（如依赖库缺失）。
ClassFormatError：类文件格式错误（如.class 文件损坏）。

3. JVM 内部错误

InternalError：JVM 内部发生错误（如 JIT 编译器故障）。
VirtualMachineError：JVM 崩溃或无法继续运行的严重错误。

Exception

受检查异常（Checked Exception）

特点：

在编译阶段就会被编译器检查。
程序必须对这类异常进行处理，处理方式有两种：要么使用try-catch语句捕获，要么在方法签名中用throws声明抛出。
一般是由程序外部的因素引发的，比如文件系统、网络或者数据库等出现问题。

常见示例：

IOException：在进行输入输出操作时，如果出现错误，就会抛出此异常。例如，尝试读取一个不存在的文件时。
SQLException：在访问数据库时，如果出现错误，会引发该异常。比如 SQL 语句执行失败。
ClassNotFoundException：当使用反射机制加载类，却找不到指定的类时，会产生此异常。
InterruptedException：当一个线程被另一个线程中断时，会抛出此异常。

处理方式

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;public class CheckedExceptionExample {public static void main(String[] args) {try {readFile(); // 必须捕获或声明抛出} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public static void readFile() throws IOException {FileInputStream file = new FileInputStream("non_existent_file.txt");}
}

运行时异常（RuntimeException）

特点：

属于RuntimeException的子类。
编译时不会强制要求处理这类异常，也就是说可以不捕获，也不用在方法签名中声明。
通常是由程序中的逻辑错误导致的，比如空指针引用、数组越界等。

常见示例：

NullPointerException：当尝试访问空对象的方法或属性时会抛出此异常

String str = null;
System.out.println(str.length()); // 抛出NullPointerException

2.ArrayIndexOutOfBoundsException：访问数组时，如果使用的索引超出了数组的有效范围，就会引发该异常。

int[] arr = new int[5];
System.out.println(arr[10]); // 抛出ArrayIndexOutOfBoundsException

3.ArithmeticException：进行数学运算时，若出现非法操作，比如除以零，就会抛出此异常。

int result = 10 / 0; // 抛出ArithmeticException

4.IllegalArgumentException：当传入的参数不符合方法的要求时，会产生该异常。

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

受检查异常 vs 运行时异常

对比项	受检查异常（Checked Exception）	运行时异常（RuntimeException）
编译时检查	必须处理，否则编译不通过	不强制要求处理
继承关系	继承自`Exception`类（但不包括`RuntimeException`）	继承自`RuntimeException`类
常见场景	外部资源访问（文件、网络、数据库等）	程序逻辑错误（空指针、数组越界等）
处理方式	捕获（try-catch）或声明抛出（throws）	可不处理，通过代码逻辑避免

异常和错误的区别

对比项	异常（Exception）	错误（Error）
设计目的	表示程序可处理的意外情况，如文件不存在、网络中断。	表示系统级不可恢复的严重故障，如内存溢出、栈溢出。
处理要求	受检查异常必须被捕获或声明抛出；运行时异常可选择性处理。	通常不捕获，也不应该尝试处理，而是让程序终止。
常见子类	`IOException`, `SQLException`, `NullPointerException`	`OutOfMemoryError`, `StackOverflowError`, `NoClassDefFoundError`
代码示例	`java<br>try {<br> FileInputStream file = new FileInputStream("test.txt");<br>} catch (FileNotFoundException e) {<br> e.printStackTrace();<br>}<br>`	`java<br>public void recursive() {<br> recursive(); // 最终导致StackOverflowError<br>}<br>`