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Java 异常（Exception）全面解析：类型与原理

article 2025/2/23 12:27:46

欢迎并且感谢大家指出我的问题，由于本人水平有限，有些内容写的不是很全面，只是把比较实用的东西给写下来，如果有写的不对的地方，还希望各路大牛多多指教！谢谢大家！🥰

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在 Java 编程世界里，异常处理是保障程序稳健运行的关键环节。理解异常的类型与原理，能帮助开发者写出更健壮、更具容错性的代码。接下来，我们就深入探索 Java 异常的世界。

Java 异常的基本概念

异常，从本质上讲，是程序在运行过程中出现的错误事件。当异常发生时，如果没有得到妥善处理，程序就会中断执行。Java 通过异常处理机制，让开发者能够捕获这些异常，并采取相应的补救措施，从而保证程序的稳定性。

异常的类型

Java 中的异常主要分为两大类：受检异常（Checked Exception）和非受检异常（Unchecked Exception），它们都继承自Throwable类。

受检异常

受检异常是在编译阶段就必须进行处理的异常。这类异常通常代表着一些外部环境因素导致的错误，比如文件不存在、网络连接失败等。典型的受检异常有IOException、SQLException等。例如，当我们尝试读取一个不存在的文件时，就会抛出FileNotFoundException，它是IOException的子类。

import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class CheckedExceptionExample {
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("nonexistent.txt");
        try {
            FileReader reader = new FileReader(file);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

非受检异常

非受检异常在编译阶段不需要强制处理，它们通常是由于程序逻辑错误导致的，比如空指针引用、数组越界等。RuntimeException及其子类都属于非受检异常，像NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException等。

public class UncheckedExceptionExample {
    public static void main(String[] args) {
        String str = null;
        // 这里会抛出NullPointerException
        int length = str.length();
    }
}

此外，Error类也是Throwable的子类，它代表着严重的系统错误，比如OutOfMemoryError、StackOverflowError等。这类错误通常是由系统资源耗尽等原因引起的，一般情况下，程序无法对其进行有效的处理。

异常的原理

当 Java 程序执行过程中出现异常时，Java 虚拟机（JVM）会创建一个异常对象，并将其抛出。这个异常对象包含了异常的类型、发生的位置等信息。

异常抛出后，JVM 会在当前方法的调用栈中查找能够处理该异常的代码块。如果当前方法没有处理该异常，JVM 会将异常抛给调用它的方法，依此类推，直到找到合适的异常处理代码块或者异常被抛到最顶层（此时程序会终止运行）。

异常处理机制

Java 提供了try-catch-finally语句来处理异常。try块中放置可能会抛出异常的代码，catch块用于捕获并处理特定类型的异常，finally块中的代码无论是否发生异常都会被执行，通常用于释放资源。

public class ExceptionHandlingExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = {1, 2, 3};
        try {
            // 可能会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException
            System.out.println(numbers[3]);
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("数组越界异常: " + e.getMessage());
        } finally {
            System.out.println("无论是否发生异常，都会执行这里");
        }
    }
}

另外，throw关键字可以手动抛出异常，throws关键字则用于声明方法可能抛出的异常，让调用者来处理。

public class ThrowThrowsExample {
    public static void divide(int a, int b) throws ArithmeticException {
        if (b == 0) {
            throw new ArithmeticException("除数不能为零");
        }
        int result = a / b;
        System.out.println("结果: " + result);
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            divide(10, 0);
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("捕获到异常: " + e.getMessage());
        }
    }
}