Java 异常及处理｜Error、Throwable、Exception

目录

         一、Java 异常概述

二、异常类

1、Throwable：

1.1 Throwable 类的常用方法包括：

1.2 创建和抛出 Throwable

2、Error：

2.1 Error 与异常处理的关系

3、Exception：

3.1 如何处理 Exception

方式1 、往外抛：（但产生的错误尽可能自己处理，少向外抛出异常）

方式2 、  捕获 try catch：

3.2 RuntimeException

 一、Java 异常概述

在编程中，我们经常遇到各种不可预见的问题，例如：文件找不到、网络连接失败、数组越界等。这些问题我们通常称之为“异常”（Exception）。异常是程序在执行过程中，由于某些原因（如：用户输入错误、硬件问题、网络连接问题等）导致的一种不正常的条件。简单地说，异常就是程序运行时出现的问题。

在 Java 中，当发生一个异常时，会创建一个相应的异常对象，并把它抛出。这个“抛出异常”的过程，实际上是在创建一个异常对象，并将其提交给 Java 运行时系统。

有两种类型的异常：未检查（unchecked）异常和已检查（checked）异常。

未检查异常是那些运行时发生的异常，比如 NullPointerException。这种异常主要是由编程错误引起的，比如尝试访问一个 null 对象。

已检查异常是那些编译器会检查的异常，比如 IOException。我们在编码时需要显式地处理这些异常，否则编译器会报错。

二、异常类

Java 中提供了一套强大的异常处理机制。Java 中的异常是通过使用特定的类来表示的，所有的异常类都是 java.lang.Throwable 类的子类。

1、Throwable：

Java 中的所有异常类都继承自 java.lang.Throwable 类。这些异常类分为两大类：Error 和 Exception。

1.1 Throwable 类的常用方法包括：
  • public String getMessage()：返回关于发生的异常的详细信息。这个信息在 Throwable 对象被创建时通过其构造函数设置。
  • public Throwable getCause()：返回导致异常的原因，或者如果原因不存在或未知，则返回 null。
  • public String toString()：返回一个简短的描述，包含异常的类型和详情信息。
  • public void printStackTrace()：将此 Throwable 及其回溯打印到标准错误流。
1.2 创建和抛出 Throwable

可以通过使用 new 关键字和 Throwable 类的构造函数来创建一个 Throwable 对象。然后，可以使用 throw 关键字来抛出 Throwable。

Throwable th = new Throwable("This is a throwable object!");
throw th;

更多使用其子类 Exception 和 Error。

2、Error：

这是 Throwable 的一个子类，表示运行应用程序中较严重问题，比如系统级的错误，是程序无法处理的错误，通常我们不需要对这些错误进行处理。

大部分都是由 Java 运行时系统生成并抛出的。这些错误包括：

  • VirtualMachineError：Java 虚拟机在运行时发生内部错误或资源耗尽导致的错误。例如，OutOfMemoryError 和 StackOverflowError。
  • LinkageError：在链接过程中，类或接口的依赖性发生错误。例如，NoClassDefFoundError 和 UnsupportedClassVersionError。
2.1 Error 与异常处理的关系

Error 类型的错误表示应用程序本身无法处理的严重问题，大多数情况下，这类错误都会导致程序终止运行。因此，程序员在编写代码时，通常不会处理 Error 类型的错误。

下面是一个示例，演示了一个 StackOverflowError：

在这个例子中，recursivePrint 函数将一直递归调用自己，没有一个明确的结束条件，因此会导致 StackOverflowError。

public class Main {
    public static void recursivePrint(int num) {
        System.out.println("Number: " + num);
        if(num == 0)
            return;
        else
            recursivePrint(++num);
    }

    public static void main(String[] args) {
        Main.recursivePrint(1);
    }
}

3、Exception：

这是 Throwable 的另一个子类，是程序本身可以处理的异常，我们可以并且应该尽可能地处理它。

如打开一个不存在的文件或尝试从空的数组中读取数据。

Exception 又分为两种：RuntimeException 和非 RuntimeException。

Exception 类主要有两个子类：IOException 和 RuntimeException。

  • IOException 类是那些可能会导致输入输出操作失败的异常，例如读取不存在的文件。
  • RuntimeException 则包括程序逻辑错误，如数组越界、空指针访问等。
3.1 如何处理 Exception
方式1 、往外抛：（但产生的错误尽可能自己处理，少向外抛出异常）

throws Exception 往外抛出异常，Exception是最大的异常，包含其他所有的异常

  • throws：表示方法准备要扔出去一个异常(准备抛)

  • throw：关键字，表示向外抛出异常(真的抛出异常) 后面接抛出去的异常

一个示例：

方式2 、  捕获 try catch：

在 try 块中，我们放置可能会抛出异常的代码。

如果在 try 块中抛出了异常，那么与该异常类型匹配的 catch 块将会执行。

如果没有异常抛出，catch 块将被忽略。无论是否抛出异常，finally 块中的代码都将被执行。

try｛
	//可能会报错的代码
	｝ catch（Exception e｛

    //异常出现之后处理方式,出现异常之后的补偿操作 比如日志记录，不报错不会进入  		  	

?	｝finally（可能会加，一般做收尾工作，无论是否有异常，都会执行到finally）
?	//剩下的代码能够继续执行

以下是一个处理 IOException 的例子：

尝试打开一个不存在的文件，这将抛出 FileNotFoundException。在 catch 块中，我们捕获该异常，并输出一个错误消息。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            File file = new File("nonexistent.txt");
            FileReader reader = new FileReader(file);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("The specified file does not exist.");
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

对于多个可能的异常，我们可以设置多个 catch 块来分别处理。或者，我们可以捕获所有异常的父类 Exception，这样任何异常都会被捕获。但是，这通常不是一个好的做法，因为我们应该尽可能具体地处理每一个可能的异常。

Exception 类和它的子类代表了程序中可以处理的异常，通过正确地使用 try-catch 语句，我们可以使程序更健壮，更容易调试和维护。

3.2 RuntimeException

RuntimeException 是 Java 中 Exception 类的一个子类，通常表示那些可预防的程序错误。

它是那些可能由程序错误导致的异常类的超类，例如：索引越界访问数组、访问 null 引用等。

运行时异常 只有在运行时才有可能会出现的异常。

  • NullPointerException 空指针异常 ——当应用程序试图在需要对象的地方使用 null 时，抛出该异常。

  • IndexOutOfBoundsException 索引越界异常—— 当应用程序试图访问数组的非法索引时，抛出该异常。

  • ClassCaseException —— 是JVM在检测到两个类型间转换不兼容时引发的运行时异常

  • IllegalArgumentException——当向方法传递非法或不合适的参数时，抛出该异常。

RuntimeException 和 Exception 有什么区别？

RuntimeException 和 Exception 的主要区别在于编译器如何处理它们。

Exception 除了 RuntimeException 以外的其他子类，这些被称为检查异常（Checked Exceptions）。这些异常在编写阶段就需要程序员进行显式的捕获处理。

对于 RuntimeException 及其子类，这些被称为非检查异常（Unchecked Exceptions）。非检查异常通常由程序逻辑错误引起，我们应该通过改正程序来避免它们，而不是试图恢复。这些异常在代码编写阶段不强制要求捕获处理。编译器并不强制我们处理或声明它们。我们可以选择捕获它们，但也可以忽略它们，让它们在程序运行时自动抛出。

参考文章【Java 面试准备5：Error、Throwable、Exception、RuntimeException - 知乎】