Java异常处理详解【入门篇】

Java异常处理详解
- 1. 异常的概念
- 2. 异常的分类
- - 2.1 检查异常（Checked Exception）
  - 2.2 非检查异常（Unchecked Exception）
  - 2.3 错误（Error）
- 3. 异常处理机制
- - 3.1 try-catch
  - 3.2 finally
  - 3.3 throw
  - 3.4 throws
- 4. 自定义异常
- 5. 异常处理的最佳实践
- 6. 实际应用案例
- - 案例1：文件读取
  - 案例2：数据库连接

Java异常处理详解

异常处理是Java编程中的一个核心概念，旨在捕获和处理程序运行时的错误，确保程序的健壮性和用户体验。

1. 异常的概念

在Java中，异常是程序执行过程中出现的意外事件，可能导致程序中断。Java通过异常处理机制来捕获和处理这些错误。

2. 异常的分类

2.1 检查异常（Checked Exception）

检查异常是在编译时被检查的，必须通过try-catch块处理或在方法签名中声明。常见的包括：

IOException：处理I/O操作时的异常。
SQLException：数据库操作中的异常。

2.2 非检查异常（Unchecked Exception）

非检查异常在运行时出现，通常由程序员的错误引起。包括：

NullPointerException：尝试访问空对象的成员。
ArrayIndexOutOfBoundsException：数组索引超出范围。
ArithmeticException：数学运算异常，例如除零。

2.3 错误（Error）

错误表示系统级的问题，通常不由应用程序处理，例如：

OutOfMemoryError：JVM内存不足。
StackOverflowError：递归调用过深导致栈溢出。

3. 异常处理机制

3.1 try-catch

try块包围可能抛出异常的代码，catch块捕获并处理特定类型的异常。

try {
    int result = 10 / 0; // 可能引发异常的代码
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("除数不能为零: " + e.getMessage());
}

3.2 finally

finally块中的代码总会执行，无论是否发生异常，通常用于释放资源。

try {
    // 可能抛出异常的代码
} catch (Exception e) {
    System.out.println("捕获异常");
} finally {
    System.out.println("清理资源");
}

3.3 throw

throw用于显式抛出异常，可以抛出自定义或Java提供的异常。

public void checkAge(int age) {
    if (age < 18) {
        throw new IllegalArgumentException("年龄必须大于18岁");
    }
}

3.4 throws

throws用于方法声明中指明该方法可能抛出的异常，调用者需要处理这些异常。

public void readFile(String filePath) throws IOException {
    FileReader file = new FileReader(filePath);
    // 读文件的代码
}

4. 自定义异常

Java允许开发者定义自己的异常类，以更好地描述特定的错误情况。

class CustomException extends Exception {
    public CustomException(String message) {
        super(message);
    }
}

使用自定义异常：

public void validate(int number) throws CustomException {
    if (number < 0) {
        throw new CustomException("数字不能为负");
    }
}

5. 异常处理的最佳实践

避免使用空的catch块：空的catch块可能隐藏错误，导致问题难以排查。
捕获特定的异常：捕获特定的异常，而不是使用通用的Exception，以便精确处理错误。
使用finally释放资源：在finally块中释放资源，确保资源被正确关闭。
记录异常信息：记录异常日志以便后续分析。
适当使用自定义异常：自定义异常可以更好地反映业务逻辑错误，提高代码可读性。

6. 实际应用案例

案例1：文件读取

处理文件读取时，可能会遇到FileNotFoundException或IOException，需要用try-catch捕获并处理。

public void readFile(String path) {
    try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(path))) {
        String line;
        while ((line = reader.readLine()) != null) {
            System.out.println(line);
        }
    } catch (FileNotFoundException e) {
        System.out.println("文件未找到: " + e.getMessage());
    } catch (IOException e) {
        System.out.println("I/O错误: " + e.getMessage());
    }
}

案例2：数据库连接

在数据库操作中，可能会遇到SQLException，需要妥善处理，确保连接关闭。

public void queryDatabase() {
    Connection conn = null;
    try {
        conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost/test", "user", "password");
        // 执行查询
    } catch (SQLException e) {
        System.out.println("数据库错误: " + e.getMessage());
    } finally {
        if (conn != null) {
            try {
                conn.close();
            } catch (SQLException e) {
                System.out.println("关闭连接错误: " + e.getMessage());
            }
        }
    }
}