《Java学习大冒险：从菜鸟到“大侠”之路》05

《Java学习大冒险：从菜鸟到“大侠”之路》——异常详解篇

嘿，各位怀揣着Java编程梦想的“小菜鸟”们！今天咱们就开启一场关于Java异常的奇妙大冒险，一起揭开异常这个“神秘小怪兽”的面纱，助你从Java菜鸟一路升级成为Java“大侠”！

一、异常的“家族谱系”

在Java的世界里，异常就像是一个大家族，有着清晰的“家族谱系”。Throwable是Java语言中所有错误与异常的超类，它就像是这个家族的“老祖宗”，掌管着所有异常的“大权”。Throwable有两个子类：Error和Exception，它们就像是老祖宗的“两个儿子”，各自有着不同的使命。

 Error类及其子类表示运行应用程序中出现了严重的错误，这类错误一般表示代码运行时JVM出现问题，比如VirtualMachineError（虚拟机运行错误）、NoClassDefFoundError（类定义错误）、OutOfMemoryError（内存不足错误）、StackOverflowError（栈溢出错误）等。这些错误就像家族里的“大灾难”，一旦发生，JVM将终止线程，应用程序也没办法继续运行啦。而且，这些错误是不受检异常，非代码性错误，应用程序不应该去处理这类错误，就好比遇到了天灾，咱们也没办法提前预防和解决，只能接受现实。

Exception类及其子类则是程序本身可以捕获并且可以处理的异常，就像家族里的“小麻烦”，虽然会让人头疼，但咱们还是有办法解决的。Exception又分为运行时异常和编译时异常。运行时异常都是RuntimeException类及其子类异常，比如NullPointerException（空指针异常）、IndexOutOfBoundsException（下标越界异常）等。这些异常就像家族里的“调皮鬼”，时不时会出来捣乱，但它们是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。不过，从逻辑角度讲，程序应该尽可能避免这类异常的发生，毕竟谁也不想老是被这些“调皮鬼”打扰嘛。

编译时异常是非RuntimeException以外的异常，类型上都属于Exception类及其子类，从程序语法角度讲是必须进行处理的异常，如果不处理，程序就不能编译通过，就像家族里的“规矩”，必须遵守，不然就会受到惩罚。比如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常，一般情况下不自定义检查异常。

 

 二、️ 异常的“捉妖”方法

在Java世界里，遇到异常这个“小怪兽”，咱们可不能坐以待毙，得学会一些“捉妖”的方法，也就是异常的处理方式。主要有try - catch、throw和throws这几种。

 1. try-catch盾牌 - 专克各种异常暗器

如果希望出现异常后程序继续运行，那就用try - catch语句。就像在冒险的路上，遇到了一个“小怪兽”，咱们用try - catch把它“抓”起来，然后让程序继续往前走。try语句块里放着可能会抛出异常的代码，catch语句块里则放着处理异常的代码。比如：

try {
    int result = 10 / 0; // 这里会抛出ArithmeticException异常
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("除数不能为0哦！"); // 处理异常
}

在这个例子中，当执行到`int result = 10 / 0;`这句代码时，会抛出ArithmeticException异常，然后程序会跳转到catch语句块，执行里面的代码，输出“除数不能为0哦！”，程序继续运行，不会因为异常而终止。

try {
    FileInputStream spellBook = new FileInputStream("高级咒语.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {
    System.out.println("秘籍失踪！启用备用手册...");
    e.printStackTrace(); // 江湖救急标记
}

 2. throw：主动“抛出”异常

在出现异常的条件下的方法体内直接throw出异常，就好比在冒险的路上，发现了一个“大怪兽”，咱们主动把它“扔”出去，告诉别人这里有问题。执行throw则一定抛出了异常，可以理解为在编程之前就预想到可能发生的异常，然后主动抛出。比如：

public void checkAge(int age) {
    if (age < 0) {
        throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负数！"); // 主动抛出异常
    }
    System.out.println("年龄是：" + age);
}

在这个例子中，如果传入的age小于0，就会抛出IllegalArgumentException异常，并且输出“年龄不能为负数！”的信息。

3. throws：把异常“扔给”调用者—把烫手山芋传给上级

throws跟在方法声明后面，表示这个方法可能会抛出异常，但它只是发现异常，而不处理，把异常“扔给”方法的调用者来处理。并且一次可以抛出多个异常。就像在冒险的路上，发现了一个“大怪兽”，咱们告诉后面的人这里有问题，让他们来处理。比如：

public void readFile(String filePath) throws IOException {
    File file = new File(filePath);
    FileReader reader = new FileReader(file); // 这里可能会抛出IOException异常
    // 读取文件内容的代码...
    reader.close();
}

在这个例子中，`readFile`方法声明可能会抛出IOException异常，当调用这个方法时，调用者就需要处理这个异常，不然程序编译会不通过。

4. finally扫尾队 - 战后必须清理战场

Connection oracle = null;
try {
    oracle = connectToOracle();
    // 执行神秘预言...
} catch (SQLException ex) {
    System.out.println("预言被天狗吃了: " + ex.getMessage());
} finally {
    if (oracle != null) oracle.close(); // 就算失败也要关天门
}

 三、内置异常“小怪兽”大揭秘

Java内置了很多异常类，用来描述经常发生的错误，下面就给大家揭秘几个常见的内置异常“小怪兽”。

 1. ArrayIndexOutOfBoundsException：数组索引越界“小怪兽”

当对数组的索引值为负数或大于等于数组大小时，就会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException异常。就好比在冒险的路上，进入了一个有编号的房间，但是咱们输入的编号超出了房间的范围，就会触发这个“小怪兽”。比如：

int[] arr = {1, 2, 3};
System.out.println(arr[3]); // 这里会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException异常

在这个例子中，数组arr的长度是3，索引从0开始，最大索引是2，但是代码中试图访问arr[3]，就会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException异常。

 2. NullPointerException：空指针“小怪兽”

当应用试图在要求使用对象的地方使用了null时，就会抛出NullPointerException异常。就像在冒险的路上，咱们拿着一个空盒子去装东西，结果发现盒子是空的，啥也装不了，就会触发这个“小怪兽”。比如：

String str = null;
System.out.println(str.length()); // 这里会抛出NullPointerException异常

在这个例子中，str被赋值为null，然后调用str的length()方法，就会抛出NullPointerException异常。

 3. ClassNotFoundException：找不到类“小怪兽”

当应用试图根据字符串形式的类名构造类，而在遍历CLASSPAH之后找不到对应名称的class文件时，就会抛出ClassNotFoundException异常。就好比在冒险的路上，咱们拿着一张地图去找一个地方，但是地图上标注的地方根本不存在，就会触发这个“小怪兽”。比如：

try {
    Class clazz = Class.forName("com.example.NonExistentClass"); // 这里会抛出ClassNotFoundException异常
} catch (ClassNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}

在这个例子中，试图根据字符串"com.example.NonExistentClass"构造类，但是这个类并不存在，就会抛出ClassNotFoundException异常。

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 四、自定义异常“小法宝”

除了Java内置的异常类，咱们还可以根据自己的业务需求自定义异常类，就像在冒险的路上，咱们可以根据不同的“怪兽”类型，制造出不同的“法宝”来对付它们。下面就给大家介绍如何自定义异常类。自定义异常类一般继承RuntimeException或者Exception类。如果继承RuntimeException，那么这个异常就是运行时异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理；如果继承Exception，那么这个异常就是编译时异常，从程序语法角度讲是必须进行处理的异常。比如：

public class MyException extends RuntimeException { // 继承RuntimeException，成为运行时异常
    public MyException() {}

    public MyException(String message) {
        super(message);
    }

    public MyException(Throwable cause) {
        super(cause);
    }

    public MyException(String message, Throwable cause) {
        super(message, cause);
    }
}

在这个例子中，自定义了一个MyException异常类，它继承了RuntimeException类，有四个构造器，分别可以无参构造、带有详细信息构造、带有引起此异常的原因构造以及同时包含错误信息和原因构造。

自定义异常类后，咱们就可以在程序中根据需要抛出这个自定义异常了。比如：

public void checkNumber(int number) {
    if (number < 0) {
        throw new MyException("数字不能为负数！"); // 抛出自定义异常
    }
    System.out.println("数字是：" + number);
}

在这个例子中，如果传入的number小于0，就会抛出MyException异常，并且输出“数字不能为负数！”的信息。

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 五、异常处理的“小贴士”

在Java世界里处理异常，还有一些“小贴士”可以帮助咱们更好地应对异常这个“小怪兽”。

 1. 不要“忽略”运行时异常

虽然运行时异常可以不处理，但是从逻辑角度讲，程序应该尽可能避免这类异常的发生。就像在冒险的路上，咱们不能因为“调皮鬼”经常出来捣乱就不管它，还是要尽量想办法预防和解决。比如，在进行除法运算时，先判断除数是否为0，避免抛出ArithmeticException异常。

2. 合理使用try - catch - finally

try - catch - finally语句可以更全面地处理异常。try语句块里放着可能会抛出异常的代码，catch语句块里放着处理异常的代码，finally语句块里的代码无论是否发生异常都会执行。就像在冒险的路上，遇到“小怪兽”时，先用try - catch把它“抓”起来处理，然后finally语句块里的代码可以保证一些清理工作一定会执行，比如关闭文件、释放资源等。比如：

FileReader reader = null;
try {
    reader = new FileReader("test.txt");
    // 读取文件内容的代码...
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace(); // 处理异常
} finally {
    if (reader != null) { 
        try {
            reader.close(); // 关闭文件
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在这个例子中，使用try - catch - finally语句读取文件，无论是否发生IOException异常，finally语句块里的代码都会执行，确保文件被关闭。

3. 不要过度使用throws

虽然throws可以把异常“扔给”调用者来处理，但是不要过度使用。如果每个方法都把异常“扔给”调用者，那么调用者就需要处理大量的异常，代码会变得很复杂。就像在冒险的路上，咱们不能把所有的“怪兽”都“扔给”后面的人，自己也要承担一部分责任。应该在合适的地方处理异常，或者根据业务需求合理地抛出异常。

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六、 大侠进阶秘籍

1. 精准捕获术 - 不要用`catch(Exception e)`这种渔网抓鱼

try {
    // 危险操作...
} catch (NumberFormatException e) {
    // 专门处理数字转换异常
} catch (IllegalArgumentException e) {
    // 参数异常特别护理
}

2. 自定义异常铭牌 - 打造专属异常标识

public class ManaDepletionException extends RuntimeException {
    public ManaDepletionException(String message) {
        super(" 魔力不足警告: " + message);
    }
}

// 使用时...
if (mana < 100) throw new ManaDepletionException("需要补充魔法药剂");

3. try-with-resources自动回收 - 解放finally的利器

try (BufferedReader scroll = new BufferedReader(new FileReader("禁咒大全.txt"))) {
    // 自动关闭文件流，哪怕中途异常
} catch (IOException e) {
    System.out.println("禁咒反噬！");
}

> 江湖血泪教训：某大侠曾写`catch (Exception e) { /* 空 */ }`，导致系统夜间悄无声息崩溃，至今仍在查找故障原因...

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大侠守则最后一课

当你在代码森林中遭遇异常怪兽： 1. 勿慌乱 - 阅读异常栈信息如同查看藏宝图 2. 善诊断 - 用`e.printStackTrace()`标记怪物踪迹 3. 精处理 - 对症下药而非粗暴`throws`了事 4. 留记录 - 日志是你战斗的勋章

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各位Java编程的“小菜鸟”们，通过这场关于Java异常的奇妙大冒险，相信你们对异常这个“神秘小怪兽”已经有了更深入的了解。在Java的学习和编程道路上，异常就像是一个个“小关卡”，只要咱们掌握了正确的“捉妖”方法，就能顺利地通过这些关卡，不断升级成为Java“大侠”！

现在，少侠！请带上这份异常处理秘籍，继续你的Java江湖之旅。记住：真正的编程大侠不是从不犯错，而是能在异常风暴中优雅落地，笑着说——

"哦？又一个经验包送上门了。" ⚔️