Java异常架构Exception(异常)详解_Java

1. exception 类的概述

在java中，exception类是throwable类的直接子类之一。

throwable类是java异常处理体系的根类，所有异常和错误都继承自它。

java的异常体系可以分为以下几个部分：

throwable：所有异常和错误的基类。
exception：程序可能捕获并处理的异常。
受检异常（checked exception）：必须显式捕获或声明抛出的异常。
非受检异常（unchecked exception）：包括运行时异常（runtimeexception）及其子类，不强制要求捕获或声明。
error：由jvm生成的严重错误，通常不可恢复。

exception的分类

exception类进一步分为两大类：

受检异常（checked exception）：

必须在代码中显式地捕获或声明抛出的异常。
通常用于描述程序与外部资源（如文件、数据库、网络等）之间的交互中可能出现的异常情况。
常见的受检异常包括ioexception、sqlexception、classnotfoundexception等。

非受检异常（unchecked exception）：

继承自runtimeexception类，编译器不强制要求捕获或声明。
通常用于描述编程错误，如逻辑错误、非法参数等。
常见的非受检异常包括nullpointerexception、arrayindexoutofboundsexception、illegalargumentexception等。

2. 受检异常（checked exception）

受检异常是指在编译期间由编译器检查的异常。

在java中，如果某个方法可能会抛出受检异常，必须在方法声明中通过throws关键字显式声明，或者在方法内部通过try-catch块进行捕获处理。

受检异常的常见子类

ioexception：表示在进行输入输出操作时发生的异常，常用于处理文件操作、网络通信等。

java public void readfile(string filename) throws ioexception { bufferedreader reader = new bufferedreader(new filereader(filename)); string line = reader.readline(); reader.close(); }

sqlexception：表示在访问数据库时发生的异常，通常在执行sql语句时出现。

java public void executequery(string query) throws sqlexception { connection connection = drivermanager.getconnection("jdbc:mysql://localhost/test", "user", "password"); statement stmt = connection.createstatement(); resultset rs = stmt.executequery(query); // 处理结果集 rs.close(); stmt.close(); connection.close(); }

classnotfoundexception：表示尝试加载某个类时，该类未找到的异常。通常出现在使用class.forname方法时。

java public void loadclass(string classname) throws classnotfoundexception { class<?> clazz = class.forname(classname); }

受检异常的处理

受检异常必须通过try-catch块捕获处理，或者在方法签名中使用throws关键字声明抛出。

public void processfile(string filename) {
    try {
        readfile(filename);
    } catch (ioexception e) {
        e.printstacktrace();
        // 处理异常，例如通知用户或记录日志
    }
}

在这种情况下，readfile方法声明抛出ioexception，因此调用该方法的processfile方法必须捕获或声明处理此异常。

3. 非受检异常（unchecked exception）

非受检异常是指不需要在代码中显式捕获或声明的异常。

这类异常继承自runtimeexception，通常由程序中的逻辑错误或不合理的操作引发。

非受检异常的常见子类

nullpointerexception：表示程序试图访问空引用对象的异常。这是java中最常见的运行时异常之一。

java public void printlength(string str) { system.out.println(str.length()); // 如果str为null，会抛出nullpointerexception }

arrayindexoutofboundsexception：表示访问数组时，索引越界的异常。

java public void printarrayelement(int[] arr, int index) { system.out.println(arr[index]); // 如果index超出数组长度，会抛出arrayindexoutofboundsexception }

illegalargumentexception：表示方法接收到非法参数时抛出的异常。通常用于在方法开始时验证参数的合法性。

java public void setage(int age) { if (age < 0) { throw new illegalargumentexception("age cannot be negative"); } this.age = age; }

非受检异常的处理

虽然编译器不强制要求处理非受检异常，但开发者仍应通过适当的方式处理这些异常，以提高代码的健壮性。

public void processinput(string input) {
    try {
        system.out.println(input.length());
    } catch (nullpointerexception e) {
        system.out.println("input cannot be null");
    }
}

通过捕获nullpointerexception，程序可以在空输入的情况下给予用户适当的提示，而不是直接崩溃。

4. 自定义异常

java允许开发者根据需求创建自定义异常。

自定义异常通常继承自exception或runtimeexception，并可以添加额外的信息或行为。

自定义受检异常

如果你希望创建一个必须显式捕获或声明的异常，可以继承exception类。

public class invaliduserinputexception extends exception {
    public invaliduserinputexception(string message) {
        super(message);
    }

    public invaliduserinputexception(string message, throwable cause) {
        super(message, cause);
    }
}

使用自定义异常：

public void processuserinput(string input) throws invaliduserinputexception {
    if (input == null || input.isempty()) {
        throw new invaliduserinputexception("user input cannot be null or empty");
    }
    // 处理输入
}

自定义非受检异常

如果你希望创建一个不强制要求捕获的异常，可以继承runtimeexception。

public class invalidconfigurationexception extends runtimeexception {
    public invalidconfigurationexception(string message) {
        super(message);
    }

    public invalidconfigurationexception(string message, throwable cause) {
        super(message, cause);
    }
}

使用自定义异常：

public void configure(string config) {
    if (config == null) {
        throw new invalidconfigurationexception("configuration cannot be null");
    }
    // 配置操作
}

5. 异常处理的最佳实践

在处理异常时，开发者应遵循一些最佳实践，以确保代码的可读性、健壮性和维护性。

选择合适的异常类型：根据异常的性质选择适当的异常类型。对于可预见且需要强制处理的异常，使用受检异常；对于编程错误或非法操作，使用非受检异常。
避免通配符捕获：尽量避免使用catch (exception e)或catch (throwable t)的通配符捕获方式，这会捕获所有类型的异常，可能隐藏潜在的问题。
清晰的异常信息：在抛出异常时，提供有意义的异常信息，以帮助调试和定位问题。
不要忽略异常：捕获异常后不要简单地忽略它们，应该采取适当的处理措施，如记录日志、通知用户或进行相应的补救措施。
合理使用finally块：finally块用于清理资源（如关闭文件、网络连接等），确保无论是否发生异常，资源都能得到正确释放。java 7及以后版本还可以使用try-with-resources语法自动管理资源。