Java异常基础

什么是异常？

异常（Exception）是程序运行过程中出现的非正常情况，它会中断程序的正常执行流程。Java提供了完善的异常处理机制来处理这些异常情况。

异常示例

// 空指针异常示例
String str = null;
int length = str.length(); // 抛出 NullPointerException

// 数组越界异常示例
int[] array = {1, 2, 3};
int value = array[5]; // 抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException

// 算术异常示例
int result = 10 / 0; // 抛出 ArithmeticException

Java异常分类

Java异常采用层次结构设计，所有异常都继承自Throwable类。

Throwable
├── Error
│   ├── OutOfMemoryError
│   ├── StackOverflowError
│   └── VirtualMachineError
└── Exception
    ├── RuntimeException (运行时异常)
    │   ├── NullPointerException
    │   ├── ArrayIndexOutOfBoundsException
    │   ├── ArithmeticException
    │   └── NumberFormatException
    └── 检查异常
        ├── IOException
        ├── ClassNotFoundException
        └── SQLException

1. 检查异常（Checked Exception）

检查异常是编译时必须处理的异常，继承自Exception但不是RuntimeException。

// 检查异常示例
try {
    FileReader file = new FileReader("test.txt");
    // 文件操作
} catch (FileNotFoundException e) {
    System.out.println("文件未找到: " + e.getMessage());
}

2. 运行时异常（Runtime Exception）

运行时异常是编译时不强制处理的异常，继承自RuntimeException。

// 运行时异常示例
try {
    String str = "abc";
    int number = Integer.parseInt(str); // NumberFormatException
} catch (NumberFormatException e) {
    System.out.println("数字格式错误: " + e.getMessage());
}

3. 错误（Error）

错误表示严重的系统问题，通常不应该被捕获。

异常处理语法

基本语法

try {
    // 可能抛出异常的代码
} catch (SpecificException e) {
    // 处理特定异常
} catch (Exception e) {
    // 处理其他异常
} finally {
    // 总是执行的代码
}

多重异常处理

public void processData(String data) {
    try {
        // 可能抛出多种异常的代码
        int length = data.length(); // NullPointerException
        int number = Integer.parseInt(data); // NumberFormatException
        int result = 100 / number; // ArithmeticException
        
        System.out.println("处理结果: " + result);
        
    } catch (NullPointerException e) {
        System.out.println("数据为null");
    } catch (NumberFormatException e) {
        System.out.println("数据格式不正确");
    } catch (ArithmeticException e) {
        System.out.println("除零操作");
    } catch (Exception e) {
        System.out.println("未知错误: " + e.getMessage());
    } finally {
        System.out.println("处理完成");
    }
}

异常处理最佳实践

// 好的做法
try {
    int number = Integer.parseInt(input);
} catch (NumberFormatException e) {
    // 处理具体异常
    System.out.println("输入格式错误: " + input);
}

public void validateAge(int age) {
    if (age < 0) {
        throw new IllegalArgumentException(
            String.format("年龄不能为负数，当前值: %d", age)
        );
    }
}

InputStream input = null;
try {
    input = new FileInputStream("file.txt");
    // 使用资源
} catch (IOException e) {
    System.out.println("文件操作异常: " + e.getMessage());
} finally {
    if (input != null) {
        try {
            input.close();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("关闭文件异常: " + e.getMessage());
        }
    }
}

// 错误做法
try {
    riskyOperation();
} catch (Exception e) {
    // 什么都不做 - 这是错误的！
}

// 错误做法
try {
    specificOperation();
} catch (Exception e) {
    // 太宽泛，应该捕获具体异常
}

// 错误做法
try {
    return array[index];
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
    return null;
}

// 正确做法
if (index >= 0 && index < array.length) {
    return array[index];
} else {
    return null;
}

性能考虑

// 性能对比示例
// 坏做法：用异常控制流程（性能差）
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    try {
        if (i % 2 == 0) {
            throw new Exception("偶数");
        }
    } catch (Exception e) {
        // 处理偶数
    }
}

// 好做法：用条件判断（性能好）
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    if (i % 2 == 0) {
        // 处理偶数
    }
}

实战练习

常见问题